3. Геохимические методы

3.1. Ореолы рассеяния

геохимические методы исследования природных объектов основаны на выявлении ореолов рассеяния при поисках месторождений полезных ископаемых. Ореолы рассеяния, зоны повышенных (реже – пониженных) содержаний химических элементов в природных образованиях, связанные с месторождениями полезных ископаемых [1, 12, 33].

Выделяется группа ореолов и потоков рассеивания. Механические ореолы – область, вокруг рудного тела, покрытая рудными обломками, образованными при физическом выветривании и устойчивыми в поверхностных условиях. Механические потоки рассеяния – дальнейший перенос постоянными или временными поверхностными водными потоками продуктов механического разрушения рудного тела из области механических ореолов. Водные ореолы – образуются за счет растворения урана, иридия, радона в подземных водах, омывающих рудное тело и выноса их во вмещающие породы. Солевые ореолы – образуются за счет выпадения (закрепления) растворённого в воде урана при взаимодействии с вмещающими горными поподами или при испарении воды. Солевые потоки рассеяния – аналогично механическим потокам рассеяния. Газовые ореолы – рассеивание газообразных продуктов распада вокруг рудного тела или же вокруг механических или солевых ореолов. Биохимические ореолы – повышенное содержание урана и радия в растениях на участках выпада на поверхность урановых руд или открытых ореолов рассеяния. Радиационные ореолы – поле радиоактивного излучения образуется вокруг рудных тел и их механических и солевых ореолов.

Различают первичные и вторичные ореолы рассеяния. Первичные ореолы рассеяния месторождений и проявлений полезных ископаемых возникают в окружающих горных породах одновременно с формированием залежи полезного ископаемого (рис. 3.1).

П

Ореол рассеяния

График распределения концентрации

химического

элемента

ервичные ореолы расcеяния характерны для эндогенных месторождений. Менее отчётливы первичные ореолы рассеяния вокруг экзогенных месторождений. Первич-

н

Рис. 3.1. Первичный ореол рассеяния.

Рудное тело

ые ореолы рассеяния ценных компонентов повторяют в расширенном объёме контур залежи, иногда протягиваются на многие сотни метров за её пределы, подчиняясь магматическим, тектоническим, литолого-фациальным, стратиграфическим и структурным признакам, определявшим условия формирования месторождений. Особенностью первичных ореолов рассеяния является их зональное строение — направленное и закономерное изменение соотношений между содержаниями элементов. В результате единого процесса – воздействия высокотемпературных рудообразующих растворов на вмещающие магматические горные породы вокруг рудного тела происходят околожильные изменения боковых пород с формированием первичного ореола рассеяния и зоны пропаривания. Пропаривание пород фиксируется в наибольшем удалении от рудных тел. В зависимости от интенсивности и особенностей гидротермального процесса, состава и пористости вмещающих пород первые две зоны могут отсутствовать или иметь минимальные размеры (рис. 3.2).

В

Рис. 3.2. Изменения магматических горных пород, вмещающих рудное тело

торичные ореолы рассеяния – участки повышенных концентраций различных компонентов в продуктах разрушения горных пород, в почвах, водах, растениях и подземной атмосфере в результате экзогенных процессов, протекающих на поверхности суши (выветривание и денудация)

(рис. 3.3). По генезису вторичные ореолы рассеяния делятся на: остаточные (в современных элювиально-делювиальных отложениях и в древних корах выветривания рудовмещающих пород) и наложенные (в дальнеприносных отложениях, перекрывающих породы рудоносного субстрата). По степени доступности для изучения различают открытые (выходящие на поверхность) и закрытые ореолы рассеяния, которые с применением существующих технических средств обнаруживаются только на некоторой глубине от поверхности.

П о фазовому состоянию компо-

нентов вторичные ореолы расcея-

н

Рис. 3.3. Схема образования вторичного ореола рассеяния

ия разделяются на механические (рассеянные в твёрдой фазе), солевые (рассеянные в форме растворимых соединений), газовые и биогеохимические. Для оценки россыпей и их источников питания первостепенное значение имеют механические ореолы рассеяния. Механические ореолы рассеяния образуются при разрушении месторождений с устойчивыми в зоне выветривания первичными или вторичными минералами в процессе прогрессивной дезинтеграции их обломков и диффузионного перемешивания частиц полезного ископаемого с элювиально-делювиальными отложениями. Солевые ореолы рассеяния в капиллярных растворах горных пород и подземных водах образуют месторождения минеральных солей, некоторые сульфаты металлов и др. легкорастворимые первичные и вторичные минералы в результате диффузии, капиллярного подъёма, испарения минерализованных растворов, сорбции и биогенной аккумуляции химических элементов полезного ископаемого. Газовые ореолы рассеяния характерны для месторождений нефти и горючих газов, гелия, радиоактивных руд; многие рудные месторождения сопровождаются ореолами рассеяния паров ртути и др. газов. Биогеохимические ореолы рассеяния образуются в растениях, которые в районе месторождения содержат повышенные количества ценных элементов и их спутников.

Вторичные ореолы появляются в результате разрушения первоначальной породы или рудного тела под действием агентов выветривания. Главных процесса два – дезинтеграция и солевой перенос. Дезинтеграция – это дробление, солевой перенос – это растворение вещества в водных растворах. Соответственно все геохимические методы построены на изучении некоторой фракции (рис.3.4).