Әртүрлі типті кенорындардағы элементтердің ассоциациялары

Кесте №2

Кенорындар типі	Элементтер ассоциациясы
Скарндық:
Мыс-кобальтты	Co, Ni, Cu, As, (Ag, Pb, Zn)
мысты	Mo, Cu
Молибден-вольфрамды	Mo, W, (Bi)
Грейзендік:
сульфидті	Be, Mo, Bi
сирекметалды	Be, F, Zr, (Cu, Mo, Pb)
Гидротермалды:
алтынкварцты	Zn, Au, (Pb, Cu)
алтынсульфидті	Au, Cu, As, (Ag, Pb, Mo)
қалайыкенді	Sn, Pb, Cu, Zn
мысты	Mo, Cu, Zn
молибденді	Mo
полиметалды	Zn, Pb, (Ti, Mn)
Колчедан-полиметалды	Pb, Zn, Mo, Ag, (Sn, Cu)
Мыс-колчеданды	Mo, Cu, Zn, Co, (Ag)
Стратиформды қорғасын-мырышты	Pb, Zn, (Ag)
Никельді морылу қыртыстары	Ni, (Co, Cu)

Негізгі әдебиет: [1], 64-78 б., [2], 54-66 б.

Қосымша әдебиет: [13]

Бақылау сұрақтары:

1) Геохимиялық аномалия дегеніміз не?

2) Геохимиялық аномалиялар өлшемдері бойынша қалай бөлінеді?

3) Геохимиялық аномалиялар қалай классификацияланады?

4) «Элементтер ассоциациясы» деген не және ол немен шартталады?

5) Табиғи суларда сізге қандай элементтер ассоциациясы белгілі?

6) Газдарға қандай элементтер ассоциациясы тән?

7) Өсімдіктер үшін қандай элементтер ассоциациясы тән?

7-ші дәрістің тақырыбы. Геохимиялық ландшафтар. Ландшафтардың классификациялары. Геохимиялық түсірулер (мақсаты, міндеттері, жүргізу жағдайлары).

Мазмұны: Пайдалы қазбалар кенорындарын геохимиялық іздеу жұмыстары жер үстінде, химиялық элементтердің активті қазіргі механикалық, тұзды және биогенді миграциясы жағдайында, литосфераның атмосфера және гидросферамен мүшелену (сочленение) облысында жүргізіледі.

Нәтижесінде осы геохимиялық іздеулердің методикасы және анықталған лито-, гидро-, атмо-, және биогеохимиялық аномалияларды бағалау элементтердің гипергенді миграциясының заңдылықтарымен анықталады.

Геохимиялық ландшафт – бұл өзара байланысты және өзара тәуелді табиғи факторлардың және процестердің кешендерімен шартталған, химиялық элементтер миграциясының ерекшеліктерімен өзгешелентін жер үстінің бөлігі.

Табиғи жағдайларда ландшафтар әртүрлі категориялармен көрсетілген: үлкен белдемдермен (тайга, дала, шөл дала), тектоникалық жарылымдармен және бедер мінезімен сипатталаған ірі облыстармен, жергілікті ареалдармен және т.б. Топырақтың әртүрлі генетикалық типтері және әртүрлері геохимиялық ландшафтарды өте жақсы көрсетеді, себебі топырақтың біртектілігі нақты бір өсінділердің құрамына, топырақ түзуші жыныстардың біртекті құрамына, нақты бір макро- және микроклиматқа сәйкес келуі керек.Топырақтарда және табиғи суларда белсенді миграцияланатын және сол облыстағы, аудандағы және бөлікшедегі ландшафтың өзіне тән ерекше белгісін анықтайтын элементтер типоморфты деп аталады. Негізгі типоморфты элементтерге және иондарға мыналар жатады: Si, Al, Fe, H, Ca, Na, Mg, Cl, SO₄ және басқалары. Бұлардың миграциялары ландшафтарда топыраққа, табиғи суларға, өсінді жамылғыға өзінің таңбасын қояды және ландшафтардың барлық мінездерін байланыстың мықты себептерімен байланыстырады. Далалы белдемдерде ландшафтар үшін карбонаттар түзетін келесі элементтердің тіркестері тән - Ca, Mg, көмір қышқылы, аз дәрежеде - Na, Cl, H, сульфатты анион. Шөл далалы белдемдерде лагдшафтарда басты мигранттарға катиондар мен аниондар жатады. Олар хлоритті, сульфатты, және аз дәрежеде карбонатты тұздардың жаралуына алып келеді.

Ландшафтардың келесідей геохимиялық көрсеткіштері бөлінеді:

1) Ландшафта жыл сайын продуцирленетін тірі заттардың саны;

2) Ландшафт құрамындағы тірі заттардың жалпы саны;

3) Тірі заттың сапасы, яғни организмдердің жеке түрлерінің және органогенді қосындылардың спецификасы (ақ уыздар, көмірсулары, лигнин және т.б.);

4) Өлі органикалық қалдықтардың ыдырауының интенсивтілігі;

5) Ландшафта жинақталатын өлі органикалық заттардың (гумус, торф және т.б.) саны және сапасы;

6) Жыл сайын биологиялық айналымға түсетін топырақтағы минералды элементтердің саны;

7) Биологиялық жұтылудың қатарлары (элементтерді жұтуға организмдердің таңдау қабілеттері);

8) Элементтер миграциясының коэфициенттері;

9) Типоморфты химиялық элементтер және иондар;

10) Табиғи сулардың геохимиялық ерекшеліктері;

11) Топырақтарда немесе морылу қыртысында жинақталатын минералды қосындылар;

12) Топырақтың, тұнбаның, морылу қыртысының маңызды ауыстырушы катиондар;

13) Сирек және шашыранды элементтер;

14) Кеңістікте және уақытта ландшафтардың геохимиялық контрастылығы және геохимиялық кездесулер.

Осы геохимиялық көрсеткіштердің жиынтығы аз-маз ғана: 1) нақты бір ландшафтағы элементтердің және олардың қосындыларының құрамы жайлы; 2) ландшафтарда, морылу қыртыстарында элементтердің миграциясы, шашырауы және концентрациясы жайлы; 3) организмдердің биологиялық және биогеохимиялық белсенділігі жайлы; 4) геохимиялық процестердің, содан кейін геохимиялық іздеулердің тенденциясы және бағыттылығы жайлы ұсыныстарды бере алады.

Ландшафтардың 3 негізгі типтері бөлінеді: элементарлы, геохимиялық, барьераралық.

Элементарлы ландшафт (Б.Б.Полынов бойынша) «ол бір жыныспен немесе тосқындармен (нанос) құралған және өзінің әрбір тіршілік ету сәтінде өсінді қоғамдармен көмкерілген бір нақты бедерді көрсету керек. Осы барлық жағдайлар топырақтың нақты әркелкілігін құрайды және элементарлы ландшафтағы таужыныстар мен организмдер арасындағы арақатынастардың бірдей екенін дәлелдейді». Элементарлы ландшафтың бір ерекшелігі олардың таралу алаңын шектейтін ішкі себептердің жоқтығы. Яғни, сордың дағын элементарлы ландшафт деуге болады, ал болоталы төмпешіктерді және құмырсқаның илеуін элементарлы ландшафт деуге болмайды. Бірдей элементарлы ландшафтарда ұқсас геоморфологиялық шарттар, топырақтың бірдей түрлері, бірдей тақырлар (растительность), грунтты сулардың бірдей құрамы, бірдей түпкі таужыныстар болуы керек.

Элементарлы ландшафтарды сипаттау үшін ашылу алаңы және ландшафт қалыңдығы деген түсініктер қолданылады. Ашылу алаңы деп элементарлы ландшафтың барлық бөлігі көрсетілген алаңды айтамыз. Ал ландшафтың қалыңдығы топосферадағы шаңның таралу белдемінен грунтты сулардың горизонтының арасындағы қашықтықпен анықталады. Тік бағытта элементарлы ландшафтар бір текті емес және жеке ярустарға бөлінеді.

Геохимиялық ландшафт – А.И. Перельман бойынша, «бұл өзара элементтер миграциясымен байланысқан, жанасқан элементарлы ландшафтардың парагенетикалық ассоциациясы». Біркелкі геохимиялық ландшафт құрайтын, элементарлы ландшафтар арасындағы байланысты жүзеге асыру үшін жерүсті және жерасты ағымдар маңызды рольді атқарады. Геохимиялық ландшафтарды сипаттау үшін қалыңдық және ашылу алаңы терминдерінен басқа жергілікті ландшафт және геохимиялық жанасу (сопряжение) терминдері енгізілген. Геохимиялық жанасу әрбір геохимиялық ландшафт үшін өзін түзетін элементарлы ландшафтардың заңды түрде тіркесін сипаттайды. Геохимиялық ландшафтың нақты геоморфологиялық құрылымына тән элементарлы ландшафтардың жиынтығы жергілікті ландшафт деп аталады. Элементарлы ландшафтарды жергіліктіге жинақтайтын геоморфологиялық құрылымдарға суайрық, қапталдар (склон), террасалар және т.б. жатады.

Барьераралық ландшафт деп элементтер миграциясының бірдей түрімен сипатталатын және бір класстағы екі геохимиялық барьер арасында орналасқан элементарлы ландшафтардың жиынтығын айтамыз. Бұндай ландшафтарды бөлу миграцияның нақты бір түрімен және миграциялық ағымдағы элементтерді анықтаудың нақты түрімен байланысты болады. Яғни, механикалық барьерлер арасындағы барьераралық ландшафтарды құрайтын элементарлы ландшафтарды бір топқа жинақтау миграциялық ағымдағы минералды формадағы элементтердің механикалық миграция процесімен сипатталады (өзендердегі сулар). Күкіртсутекті барьерлер арасында орналасқан элементарлы ландшафтар, күкіртсутекті барьерлерде аяқталатын, сулы ерітінділер түрінде орналасқан элементтер миграциясын біріктіреді (қиын еритін сульфидтерге).

Көбінесе элементтердің миграциясы бір уақытта бірнеше әртүрлі формаларда өтеді және бір бөлікшеде өзара сәйкестікпен бір-бірін жабатын бірнеше барьераралық ландшафтарды бөлуге болады. Барьераралық ландшафтарды бөлу кенорынның жағдайын немесе нақты элементтермен қоршаған ортаны ластаушылардың жағдайын анықтау үшін қажет. Бұл үшін геохимиялық барьерлерді көрсететін бөлікшелерде дәлдікті сынамалау жұмыстары жүргізіледі.

Ландшафтардың классификациясы. Деңгейлер бойынша классификациялау қоршаған орта туралы көптеген мәліметтерді жүйелеуге, әртүрлі масштабта геохимиялық ландшафтардың картасын құрастыруға мүмкіндік береді және қоршаған ортаның және пайдалы қазбалар кенорындарын іздеу проблемаларымен байланысты маңызды қолданбалы тапсырмаларды шешуге мүмкіндік береді.

Бірінші классификациялық деңгей. Ландшафтар олардағы миграцияның негізгі түрінің көптігіне байланысты абиогенді, биогенді және техногенді болып біріктіріледі.

Екінші классификациялық деңгей. Бұл жерде ландшафтардың біріктірілуі элементтер миграциясының басты түрінің ерекшеліктерімен сипатталады.

Үшінші классификациялық деңгей. Биогенді ландшафтар жағдайға (оттекті, глеевті (глеевая), күкіртсутекті), рН ортаға және геохимиялық процестер көп байқалатын, элементтердің сулы миграциясы негізгі рольді атқаратын ландшафтардың бөліктерінде типоморфты элементтердің жинақталуына байланысты біріктіріледі.

Төртінші классификациялық деңгей. Бұл классификациялық деңгейде жеке геохимиялық ландшафтарды біріктірген кезде жерасты сулы ерітінділерді химиялық элементтердің миграциясының және концентрациясының ерекшеліктері ескеріледі.

Бесінші классификациялық деңгей. Биогенді және техногенді ландшафтар элементтердің ауадағы миграциясының есебінен біріктіріледі.

Алтыншы классификациялық деңгей. Бұл классификациялық деңгейде көп жылыд тоңданумен анықталатын миграция факторлары ескеріледі.

Жетінші классификациялық деңгей. Биогенді және техногенді ландшафтардың біріктірілуі ауданның геоморфологиялық ерекшеліктері арқылы жүргізіледі, сонымен қатар элювиалды (суайрықты), супераквалды (суүсті), субаквалды (суасты) облыстарды бөледі.

Сегізінші классификациялық деңгей. Биогенді және техногенді ландшафтарды біріктірудің негізіне осы ландшафтқа олардың тұрақты табиғи көздеріне түсетін миграцияның заңдылығы және элементтер арасындағы арақатынасы жатады.

Негізгі әдебиет: [1], 81-110 б. [2] 68-88 б., [3]

Қосымша әдебиет: [11], [12], [15]

Бақылау сұрақтары:

1) Геохимиялық ландшафтқа сипаттама берініз.

2) Ландшафтар қалай бөлінеді?

3) Ландшафтардың классификациясын берініз.

4) Геохимиялық іздеу әдістеріндегі негізгі ережелер қандай?

5) Өндіріс жағдайы бойынша геохимиялық түсірулер қалай бөлінеді?

6) Мақсатты тапсырмалар бойынша геохимиялық түсірулер қалай бөлінеді?

8-ші дәрістің тақырыбы. Рудалы кенорындардың алғашқы ореолдары.

Мазмұны: Пайдалы қазбаның кез-келген кен шоғыры пайдалы компоненттердің өнеркәсіптік мөлшерінің перифериясында жергілікті фонға жақындайтын олардың кеміген мөлшерінің облыстарымен қоршалған.

Эндогенді, экзогенді (алғашқы-шөгінді) немесе метаморфогенді процестерде кенжаралу кезінде кенді денелермен бір уақытта жаралған, кен маңындағы (түпкі) жыныстардағы кенді немесе ілеспе (сопутствующие) элементтердің жоғары мөлшерлі белдемі алғашқы ореолдар деп аталады.

Кенді ден және оның алғашқы ореолы арасындағы шекара көбінесе геологиялық емес, тек қана уақытша, өнеркәсәптік кендерді баланстан тыс кендерден бөлетін экономикалық мәнге ие.

Бірақ, кенорынның немесе кенді дененің алғашқы геохимиялық ореолы туралы түсінік «забалансты кендер» туралы түсініктен кең болады. Соңғыларының сыртқы контуры тек қана пайдалы металлдың борттық мөлшеріне қарағанда төмен мөлшермен анықталады және олар кейіннен перспективті өнеркәсіптік өңдеуге түсуі мүмкін.

Алғашқы ореол металлдар мөлшері бар аз ғана дәрежеде жергілікті фондық мөлшерден асатын кен кіріктіруші жыныстар белдемін кіріктіреді, сонымен қатар шоғырдың пайдалы компоненті болмайтын кенденудегі серіктес-элементтердің аномалды мөлшерінің белдемін кіріктіреді.

Алғашқы ореолдың перифериясы (сырты) бойынша рудалы элементтердің мөлшері бірте-бірте фондық мөлшерге жақындайды, бұл жағдай оның күрделі конфигурациясын және оның сыртқы шекарасының шартты мінезін анықтайды.

Қарапайым жағдайларда негізгі рудалы элементтің алғашқы ореолы кеңейтілген шекараларда кенді дененің пішінін қайталайды.

Серіктес-элементтердің алғашқы ореолдарының контуры кенді денелердің пішінінен өзгеше болуы мүмкін.

Негізінен, кенорындарды олардың алғашқы ореолдары арқылы іздеу рудалы кенорындарда мысал ретінде қарастырылады, бірақ бұл әдістеменің негзігі ережелері кез-келген қатты пайдалы қазбаларды іздеу кезінде қолданылады, және де мұнай және газ кенорындарын.

Кенкіріктіруші жыныстардағы литохимиялық аномалияларды «алғашқы ореолдар» деп атауға тек қана кенді дене немесе кенорны маңында оның дамуы дәлелденген немесе болжанған жағдайда болады.

Кенді элементтің алғашқы ореолы төменгі аномалды мөлшердің шекарасында, алғашқы жақындағанда, кеңейтілген түрде кенденудің құрылымдық-тектоникалық, магмалық немесе литологты-стратиграфиялық бақылауына бағынатын кенді дененің контурын шығарады.

Кенді денемен бір уақытта жаралмаған кенді элементтердің аномалды мөлшерлері басқа процестердің нәтижесінде оның алғашқы ореолы деп аталмайды.

Литохимиялық аномалиялар анықталғаннан кейін бағалауды қажет етеді. Бұл тапсырса егер ұңғыма, канава немесе шурф бай және қалың кенді денені ашқан жағдайда барлау әдістемесінің облысына араласады, бірақ бұл жағдайда геохимиялық зерттеулер жтекші рөлді атқарады.

Маңызды геология-іздеу тапсырмаларын шешудегі геохимиялық әдістерге жататын негізгі рөлді олардың жасырын кенді денелердің алғашқы ореолдарының санына жататынын болжауға рұқсат беретін кенді минерализацияның өнеркәсіптік емес көріністерін (проявление) бағалау құрайды.

Барлық бес ұңғыма минерализация белдемін қиып өткен, бірақ а және в жағдайында өнеркәсіптік емес минерализация тереңдікте барлауға лайық болады.

Анықталған аномалияның руда үстіндегі ореолға немесе басқа кенді горизонттарға жататынын шешу кенденудің генетикалық типін ескере отырып, оның геохимиялық мінездемелерін талдау негізінде қабылданады.

Кенді дене және оның алғашқы ореолы біртұтас күрделі құралған литохимиялық аномалия – шартты сыртқы контурлы және химиялық элементтердің таралуының нақты ішкі заңдылықтары бар кенді минерализацияның белдемі ретінде қарастырылуы қажет.

Эндогенді кенорындардың алғашқы ореолдары біршама толық зерттелген. Соның ішінде гидротермалды кенорындардың алғашқы ореолын зерттеуге көп көңіл бөлінген. Бұл Н.И. Сафроновтың, С.В. Григорянның, Л.Н. Овчинниковтың, В.З.Фурсовтың, Н.А. Озерованың, Н.М. Страховтың жұмыстары.

Тереңдіктен жер бетіне бағытталған, таужыныстарында әлсіз белдемдер бойымен қозғалатын, ыстық газ-сұйықты жоғары минералданған ерітінділерден металлдардың түсіп қалуы нәтижесіндегі гидротермалды кенжаралу туралы ұсыныстар көпшілік мақұлдаған болып келеді.

Гидротермалармен металлдарды тасымалдау галоидты кешендер түрінде болады, гидросульфидті кешендердің және СО₂ қатысуымен негізінен Na [MeCl ₄] немесе Na [MeCl ₃] типті хлоридтер, кейде фторидтер. Гидротермалардан кенді минералдардың тұнбалануы (осаждение) Т және Р құлауының нәтижесінде, ерітінділердің жанама таужыныстармен және басқа сулармен ара-қатынасы нәтижесінде, рН және Еһ өзгеруі нәтижесінде болады.

Гидротермалардың көп компоненттігі және ерітіндінің жеке бір компоненттерінің тұнбалану (осаждение) жағдайларының әртүрлі болуы кенденудің минералогиялық және химиялық белдемділігін анықтайды.

Алғашқы ореолдар ерітінділердің арынды (напорного) ағынының болжамды бағыты - кенді денелердің көтерілуі және құлауы бойынша көп таралады.

Кенді белдемдердің созылу бағытына тік бағытта ерітінділердің диффузиясы нәтижесінде туындаған кен маңындағы алғашқы ореолдар біршама шектелген болады.

Бірақ, кенорындардың кен маңы алғашқы ореолдары жиі жанама жыныстардың жарықшақтықтарының бірте-бірте сөнуі белдемін басып ала отырып, инфильтрация және ерітінділердің сәйкестенуі нәтижесінде жаралады.

Осының нәтижесінде гидротермалды кенорындардың алғашқы ореолдары қимада кенді элементтердің аномалды және жоғары фон маңы мөлшерлерінің ырғақтылығымен сипаттталатын күрделі пішінге ие болады.

Алғашқы ореолдарда гидротермалды кенорындардың кендерінде олардың кенжаралу процесі кезінде қатысқанын нақты көрсететін 30-35-ке дейін және одан да көп элементтер аномалды концентрациялар туғызады.

Кенорындардың алғашқы ореоладрына кен маңы гидротермалды өзгерген белдемдер де жатады. Оларды контурлау көбінесе визуалды жүргізіледі, сирек K, Na, Si, Al, Mg, Fe және т.б. химиялық талдаудың мәліметі бойынша жүргізіледі.

Алғашқы ореолдардың белдемділігі. Геохимиялық іздеулердің методикасы үшін кенжаралудың белдемділігі маңызды мағынаға ие болады, яғни кенденудің екі немесе бірнеше компоненттері арасындағы қарым-қатынастардың кенді белдемнің сағалануы, құлауы және қалыңдығы бойынша заңды түрде өзгеруі. Эммонс кенді элементтердің бөлініп шығуының (отложение) белдемділігінің қатарын анықтаған: Sn, W, As, Bi, Au₍₁₎, Cu, Zn, Pb, Ag, Au₍₂₎, Sb, Hg.

С.В.Григорянның, Л.Н.Овчинниковтың жұмыстарында гидротермалды сульфидті кенорындардың алғашқы ореолдарының тік бағыттағы белдемділігі біршама толық ашылған, олар 300 әртүрлі кенорындарды зерттеу нәтижесінде элементтер бөлініп шығу белдемділігінің қатарын берген (төменнен жоғары қарай): W₍₁₎ – Be – As₍₁₎ – Sn₍₁₎ – Au₍₁₎ – U – Mo – Co – Ni – Bi – W₍₂₎ – Au₍₂₎ – Cu₍₁₎ – Zn – Pb – Sn₍₂₎ – Ag – Cd – Au ₍₃₎ – Cu₍₂₎ – Hg, As_(2),, Sb – Ba, оң жақтан бұл қатарды - Te, J толықтыруға болады. Л.Н. Овчинников 35-40 басты индикатор-элементтер арасынан 8 «тесіп өткіш (сквозных)» элементтерді - Cu, Zn, Pb, Co, Ni, Sn, Mo, Ba бөлген, олар көптеген генетикалық типті эндогендік кенорындардың алғашқы ореолдарын құрастырады; 7 элемент - Sc, Ti, Cr, V, Sr, Y, Zr – литофильді және сидерофильді металлдар кенорындарының алғашқы ореолдарының компоненттері; 5 элемент - Be, Na, K, Bi, W – литофильді кенорындардың алғашқы ореолдарының жаралуы кезінде қатысады (алтын кенді, сирек металды, флюоритті).

Көптеген кенорындардың ореолдарынан жарықтандыру (осветления) белдемінің жаралуымен қатар темірдің (Fe) шығуы мүмкін, сонымен қатар темір тобының элементтері - Ti, V, Cr, Sc және т.б. шығады.

Л.Н. Овчинников көрсетілген белдемділіктің қатарларын талдай отырып, гидротермалды кенденудің сипаттау үшін «жоғары температуралы» (Sn, W, Mo, Co және т.б.), «орта температуралы» (Ni, Cu, Zn, Pb) және «төмен температуралы» (Ag, As, Sb, Hg, Ba және т.б.) элементтер және ассоциациялар туралы түсініктерді пайдалануды ұсынады.

Эндогенді кенорындардың алғашқы ореолдарының талдап қорытылған (обобщенный) моделін қарастырайық:

1.Тік құлаған полиметалды кенді денелердің айналасында оның пішінін шартты түрде қайталайтын алғашқы ореолдарды құрайды.

2. Біршама төмен температуралы спутник-элементтер (Ag, As, Hg, …) кенді денеге қатысты көтерілу бойынша ығыстырылған алғашқы ореолдарды құрайды; кен үсті кеңістікте оңай ұшатын элементтердің ореолдары өзгешеленді (Cl, Br, J, Li, F).

Бұл суретті кенді дененің ортасынан құлау бойынша ығыстырылған жоғары температуралы ассоциациялардың (W, Mo, Co, …) элементтері толықтырған.

Гидротермалды кенорындардың басқа типтері үшін негізгі кенді элементтер - Sn, W, Mo, Be, өнеркәсіптік емес спутник-элементтер - Cu, Pb, ал кенүсті оңай ұшатын компоненттердің ореолына F және Li тиесілі болады.

Төмен температуралы және оңай ұшатын элементтердің кенді белдемнің жоғары горизонттарына тартылуынан басқа, кен үсті ореолдар элементтердің жеңіл изотоптармен ьайытылуы мүмкін, яғни төменгі горизонттар – төменгі изотоптармен олардың әртүрлі диффузиялық қозғалмалылығы есебінен байытылады.

Гидротермалды кенорындардың кенүсті алғашқы ореолдарының өнеркәсіптік кендердің жоғарғы жиегі үстінде жалпы созылмалылығы 300- 500 жетеді және 1000 метрден

жоғары болады.

Кенорындардың алғашқы ореолдарын талдау үшін - элементтердің миграциялық қабілеттілігі немесе геохимиялық қозғалмалылық – деп аталатын «мәнге» ие 1/λ шамасын қарастырған ыңғайлы болады.

1/λ₁ – шамасы химиялық элементтің инфильтрациялық кенүсті және кенасты алғашқы ореолдарда қозғалмалылығын сипаттайды; 1/λ₂ – элементтің диффузиялық кен маңы ореолында қозғалмалылығы; 1/λ₃ – магматогенді кенүсті ореолда элементтің қозғалмалылығы.

Сандық жағынан 1/λ параметрі кенжаралу процесіне қатысқан кенді элементтің атомымен өткен жолының шамасына сәйкес келеді:

1/λ = К ∙ Сtg α K = У / 10 nl 10 nl = 2,303 = const

К – координаттар өсі бойынша масштабтардың қарым-қатынастарын ескеретін коэфициент

М = ∆х (∑ С_х – n C_ф)

М – сызықтық өнімділік

У – абсцисс өсінің масштабтың сызықты өлшемімен сипатталған, ординат өсі бойынша қабылданған, элементтер мөлшерінің ондық логарифмдер модулі;

α – абсцисса өсімен түзуді орталандыруда пайда болған бұрыш;

Металдардың санын М %-да мынандай формула бойынша санауға болады:

М = ∆х (∑ С_х – n C_ф),

мұнда, ∆х – сынама алудың қадамы, м ;

С_х - сынамадағы элементтің мөлшері, %;

n - өлшеулердің саны;

C_ф - фондық мөлшері, %.

Негізгі әдебиет: [1], 111-175 б., [2] 88-130б., [3]

Қосымша әдебиет: [9], [15], [21]

Бақылау сұрақтары:

1) Кенді дененің алғашқы ореолына анықтама беріңіз.

2) Алғашқы ореолдардың морфологиясын сипаттаныз.

3) Магмалық кенорындардың негізгі элемент-индикаторлары қандай?

4) Гидротермалды кенорындардың негізгі элемент-индикаторлары қандай?

5) Эндогенді және экзогенді кенорындардың алғашқы ореолдарының негізгі ерекшеліктерін атаныз.

6) Стратиформды кенорындардың алғашқы ореолдарының негізгі ерекшеліктері қандай?

7) Постмагмалық кенорындардың геохимиялық белдемділігін шарттайтын негізгі факторларды атаныз.

8) Гидротермальды кенорынның алғашқы ореолының жалпылама схемасын беріңіз.

9-шы дәрістің тақырыбы. Туынды литохимиялық шашырау ореолдарының жаралуының жалпы заңдылықтары

Мазмұны. Морылу және денудация құрлық үстінде типі және қалыңдығы бойынша әр түрлі борпылдақ түзілімдердің жаралуына әкеліп соғады, олар өз кезегінде бедердің төмендеген бөлікшелерінде түпкі таужыныстарды жабындайтын астына төселген таужыныстар есебінен және де морылудың араласқан өнімдері есебінен дамиды. Рудалы кенорындарды олардың туынды шашырау ореолдары арқылы литохимиялық іздеудің тиімділігі борпылдақ таужыныстардың генезисіне және олардың субстрат таужыныстармен қарым-қатынасына байланысты болады.

Тегістелген бедер жағдайында және морылудың алғашқы сатысында түпкі таужыныстардың морылуы нәтижесінде пайда болған және өзінің жаралған орнында қалған өнімдер - элювий құралады. Өзінің құрамы бойынша элювий түпкі таужыныстардың құрамын енгізеді және химиялық морылу, биогендік процестер енгізетін өзгерулер және кенденулерді көрсетеді. Делювий деп баурайлардың бөктерін жабындаған және атмосфералық жауын-шашынның және ауырлық күшінің әсерінен орын ауыстырған түпкі таужыныстардың морылу өнімдерін құрайтын кез-келген петрографиялық құрамды борпылдақ жаңа түзілімдерді айтады. Делювий, беткейдің негізінде жаппай жамылғы құастыра отырып, суайрыққа дейін жетеді, бұл жерде өзінің құрамына жақын элювиймен қосылады. Нәтижесінде борпылдақ түзілімдер әлсіз толқынды элювиальді-делювиальді жамылғыны құрастыра отырып, барлық өңірді жабындайды.

Кенорындарды олардың туынды шашырау ореолдары арқылы литохимиялық іздеу кезінде элювиальді-делювиальді жамылғылармен жиі кездесеміз, яғни әлсіз араласқан морылу өнімдерімен, олар құрамы және орналасқан орны бойынша түпкі таужыныстармен анық байланысты сақтаған. Элювиальді-делювиальді түзілімдердің қалыңдығы көп жағдайда денудация жылдамдығына байланысты болады, әдетте 0,5-2м-ден 10-12 метр арасында өзгереді, сирек одан да көп болады. Осы нүктедегі элювий-делювийдің құрамы беткей бойынша гипсометрлік жоғары орналасқан түпкі таужыныстардың құрамын көрсетеді. Тік қима бойынша элювий-делювийлі түзілімдер тереңдікте элювиймен алмасады, олар өз кезегінде тығыз түпкі таужыныстарға ауысады. Кенді таужыныстардың элювий-делювийлі түзілімдерінде морылу кенорындардың литохимиялық шашырау ореолдарын үздіксіз құрайды, ал денудация үздіксіз жаңалап отырады, олардың кенді денелері денудациялық қиманың деңгейіне шығарылған. Бұл реттелген режимге ұмтылған процесс, нақты заңдылықтарға бағынған кенорындардың туынды шашырау ореолдарының гипергенез белдемінде тұрақты геологиялық жаралымдар ретінде тіршілік етуін қамтамасыз етеді.

Шашырау процесстерінің күрделілігі және әр түрлілігі нәтижесінде шашырау ореолдарын классификациялау қажеттігі туды, оны 1936 жылы Н.И.Сафронов ұсынған болатын және ол кейбір өзгерістермен осы күнге дейін сақталған.

Фазалық жағдайы бойынша туынды шашырау ореолдары механикалық, тұзды және газды болып бөлінеді.

Механикалық шашырау ореолдарында оның минералды компоненттері гипергенез белдемінде тұрақты қатты заттар түрінде кездеседі немесе туынды минералдар және кенді сынықтар түрінде кездеседі. Механикалық шашырау ореолдарының негізгі даму горизонтына элювий-делювийлі түзілімдер және кен кіріктіруші қабаттың көне қалдықты морылу қыртысы жатады. Механикалық шашырау ореолдары көптеген кенді кенорындарды құрастырады, ең бірінші – алтын, платина, касситерит, хромит және басқа да минералдар.

Тұзды шашырау ореолдарында кенорындардың минералды компоненттері ерітілген түрінде немесе сулы ерітілген қосындылардың таужыныстарымен күрделі байланысқан түрде болады. Туынды тұзды ореолдардың жаралуы кенді минералдардың көбінесе олардың гипергенді өзгеру сатысында ерітілуі нәтижесінде пайда болатын қозғалыстарға, диффузияға, капилярлы көтерілулерге және минералданған сулардың булануына міндетті. Элювий-делювийде ореолдардың жаралуына қатыса отырып, тұзды шашыраулар кенденудің жоғарғы горизонттарының жерасты сулармен шайылуы есебінен кенді денелердің және олардың ореолдарының соқыр астасуы (жатуы) сатысында дамуы мүмкін. Тұзды ореолдардың компоненттері тірі өсінділерде биогеохимиялық ореолдарды құрастыра отырып өсімдіктердің түпкі жүйесімен сіңірілуі мүмкін. Өсінділердің одан кейінгі минерализациялануы күрделі литохимиялық ореолдардың биогенді құрамдасдарын құрастырады. Тұзды ореолдар негізінен, мысты-колчеданды кендердің, плагиаказды шпаттардың кенорындарын және басқа да типті кенді кенорындарды құрастырады.

Газды шашырау ореолдарының жаралуы газды компоненттердің диффузиясына және эффузиясына міндетті болады. Газды шашырау ореолдары радиоактивті кендердің шашырау ореолдарына тән, сонымен қатар олар сынапты кенорындардың үстінде жаралады, себебі сынаптың булары жер үстінің кәдімгі температураларында жоғары серпімділікке ие болады.

Сонымен, кенді элементтердің туынды литохимиялық шашырау ореолдары негізінен қатты фазада жаралады, тұзды шашыраулар аз мәнге ие және газды күйдегі шашыраулар аз рөлге ие болады.

Жаралу жағдайына байланысты туынды шашырау ореолдары қалдықты және салынған (наложенный) болып бөлінеді.

Қалдықты шашырау ореолдары морылуға дейінгі түпкі таужыныстардың профилінде кездесетін кенді денелердің немесе оның алғашқы ореолының интервалдары есебінен жаралады.

Салынған ореолдардың контурында шашыраудың туынды процестері даму алдында алғашқы кенді минералдану болмаған. Туынды қалдықты шашырау ореолдарының маңызды ерекшелігі – бұл олардың сызықты (М) және алаңдық (Р) өнімділіктерінің бастапқы түпкі кенденудің сол параметрімен пропорционалдығы (Мр және Рр).

Анықтаудың қол жетерлік белгісі бойынша ашық шашырау ореолдары бөлінеді, яғни қазіргі жер бетіне шығып тұрғандар және жабық ореолдар, жер бетінен бірнеше тереңдікте ғана анықталады.

Қарастырылған әрбір классификациялық белгілер нақты бір аудандағы туынды шашырау ореолдарының жаралуының негізгі ерекшеліктерін сипаттайды, ал осы белгілердің әртүрлі тіркестері олардың мүмкін болатын типтерін анықтайды. Типтерді бөлудің негізіне ореолдың генетикалық типін және оны анықтауға мүмкіндігін анықтайтын (қалдықты, салынған) классификациялық белгілер қойылған, сонымен қатар олардың табиғатының кейбір қосымша сипаттамалары (диффузиялық, шаймалану және т.б.) немесе түпкі кенденуге салыстырмалы жағдайы қойылған. Сонымен қатар бір уақытта немесе әр кезде қатты, ерігіш және газ тәрізді компоненттердің қатысуымен литохимиялық шашырау ореолдарының жаралуын жорамалдаймыз, ал әрбір фазаның рөлі жеке типтерді сипаттағанда анықталады. Ореолдың типін анықтайтын белгілер, ореол жаралған (білінген) жер бетіне жақын горизонтта қарастырылады. Ашық ореолдар жер беті деңгейінде сипатталады, ал жабық – олардың сенімді дамуының минималды тереңдігінде сипатталады. Геохимиялық іздеулердің практикасында бұл деңгей «іздеулердің өкілді горизонты» деген атқа ие болды.

Туынды литохимиялық шашырау ореолдарының классификациясы.

Туынды литохимиялық шашырау ореолдарының келесі жеті негізгі типтері бөлінеді (сурет 9.1).

Сурет 9.1 – Туынды литохимиялық шашырау ореолдарының негізгі типтері.

1 – элювий-делювий, 2 – қайта жабатын түзілімдер, 3 – кен кіріктіруші таужыныстар, 4 – кенді денелер және олардың алғашқы ореолдары, 5 – туынды ореолдар.

Бірінші тип. Кенорындардың ашық қалдықты шашырау ореолдары үлкен іздеу мәніне ие болады. Осы типтің ореолдары барлық активті денудацияланатын аудандарда, жоғарғы құрылымдық этаждарда жататын кез-келген генетикалық типті кенорындарды құрастырады. Осындай жағдайда кен кіріктіруші таужыныстардың үстінде тек қана өздерінің элювий-делювийлі морылуының өнімдері дамыған. Қалдықты ореолдардың жаралуы негізінен механикалық шашыраулар есебінен болады. Бірақ олардың денудациялық жазықтықтағы элювийлі ландшафтарда және жазық суайрықтарда жаралу мүмкіндігі бар. Бұрынғы КССРО-да және шет елдердегі түсті, сирек металлдардың және алтынның өнеркәсіптік кенорындарының ашылуы осы типтің туынды шашырау ореолдары арқылы геохимиялық іздеулер нәтижесінің есебінен болған. Жалпы жағдайда туынды қалдықты шашырау ореолдарының пландағы формасы үлкейтілген мөлшерде түпкі таужыныстардың бетіне шыққан кенденудің контурын қайталайды. Бөлінген бедер жағдайында, қалдықты шашырау ореолдары шөгінді генесизті және көне морылу қыртысының горизонталды жатқан кенорындарын жаратуы мүмкін (Сурет 9.1, Iа типі), бірақ ореолдың осы типті тік құлаған эндогенді және шөгінді-метаморфогенді кенорындарды (9.1, Iб типі) іздеу үшін негізгі мәнге ие болады. Осындай қалдықты шашырау ореолдары арқылы 200-300 метр терңдікте Оңтүстік Оралда мыс-колчеданды және Ащысайда полиметалды кендердің кенорындары ашылған.

Екінші тип. Ашық салынған диффузиялық шашырау ореолдары шектеулі қалыңдықты аллохтонды түзілімдердің жабындалған жазықтықты аудандарға, негізінен қоңыржай ылғалды және аридті белдемдерге тән. Бұл ореолдарда кенді элементтердің тұзды шашырау процестері күрт көп болады, жеке жағдайларда тұрақты кенді минералдардың салынған механикалық шашырау ореолдары байқалады. Салынған диффузиялық шашырау ореолдары формасы және түпкі кендену арасында әртүрлі ара-қатынастар болуы мүмкін. Аллохтонды түзілімдердің айнымалы қалыңдықтары есебінен осы типтің ореолдары созылу бағыты бойынша көмбеленген күйге (VI және VII типтері) ауысуы мүмкін, ашық қалдықты ореолдардың интервалдарымен қиюласады (I тип) және салынған кенүсті ореолдармен ауысуы мүмкін (III тип). Диффузияның теориялық алыстығы шектелмеген.

Үшінші тип. Кенүсті және үзілген салынған шашырау ореолдарының жаралуы келесі жағдайларда болады, егер тұзды шашыраулар кенді элементтер миграциясының біркелкі процесінің қарама-қарсы тенденциясымен, яғни олардың гипергенді аккумуляциясымен қиюласса. Кенүсті типтің (тип III) ашық салынған аккумулятивті ореолдары салынған диффузиялықтан горизонттың тереңдігінде аллохтонды түзілімдердің бар болғанымен айрықшаланады, оларда қазіргі бар техникалық құралдардың қолдануымен ореолдар тік бағытта сағаланбайды. Кенүсті ореолдар әртүрлі геохимиялық барьерлерде қоршаған ортадан металлдардың гипергенді аккумуляциясы нәтижесінде және тереңдікте түпкі кенденудің байланысының жоқтығынан пайда болатын ландшафты геохимиялық аномалиялардан өте қиын өзгешеленеді. Бұл жерде кенді элемент күндізгі бедерде аккумуляцияланады ( экранизация), көбінесе мұндай ореолдар Mo, W, U кенорындары үстінде Солтүстік Қазақстанның құрғақ шөлдерінде жаралады. Үш метр шөгінді тыс ашық салынған шашырау ореолдар жаралуына шекті қалыңдық болып келеді.

Төртінші тип. Жұлынған аккумулятивті ореолдар жоғарыда сипатталған кенүсті ореолдарына жақын болады, олардан аллохтонды түзілімдердің жоқ кезіндегі жаралуымен және кенді денелерден қазіргі ағынға қарай анық ығысуымен ерекшеленеді. Бұл жағдайда кенорындар ашық шашырау орелдарын құрастырады (I тип) және осы ландшафты геохимиялық жағдайда сулы миграцияның жоғары коэффициентіне (F, Cl, Br, B, S, J) ие болатын тек кенді элементтер жер үстінен шаймаланған жабық ореолдарды (V тип) жаратуы мүмкін. Гипергенез белдеміндегі контрастылы миграциялық қабілеттілігі бар кенді элементтердің одан кейінгі аккумуляциясы есебінен өзгерген геохимиялық жағдайда жергілікті элювий-делювийлі және аллювий-пролювийлі түзілімдер үстіне салынған туынды жұлынған тұзды ореолдар пайда болады. Бұл ореолдар тұзды (литохимиялық) шашырау ағындарына ауысады. Мұндай Mo және U жұлынған ореолдары Байкал сыртының таулы аудандарына кездестірілген.

Бесінші тип. Шаймаланған (выщелоченные) және мүмкіндігінше анық жұтаңданған ореолдар элювий-делювийде жаралады және қалдықты ореолдар класына жатады. Олар өзара ұқсас болып келед, бірақ олардың жабық ореолдарға айналу себептері әр түрлі болады. Жабық шаймаланған қалдықты ореолдардың жаралуы, жоғарыда айтылғандай, гумидті белдемді аудандарда баяу денудациядағы активті сулы мигрантты элементтерге (J, B, F, Cl) тән болады. Жабық мүмкіндігінше анық жұтаңданған ореолдар шашырау процесінің элементтер концентрациясының біршама толық түзетілу жағына қарай заңды өтуі нәтижесінде жаралады. Егер кенді белдем қимасында (Мр, м%) металлдарың бастапқы саны біршама аз болса, ореолдың жоғарғы горизонттарында металлдың максималды мөлшері жергілікті геохимиялық фонның кәдімгі ауытқуынан өзгеленбеуі мүмкін. Мұндай белдемнің қалдықты ореолдары жер үстінен біршама тереңдікте анықталады және сол үшін оны «жабық» деп атайды. Осындай типтің жабық ореолдары «жер үстінде бәсеңдеген» (ослабленные у поверхности) деп те аталады. Мұндай жабық ореолдардың жаралуы азын-аулақ масштабты кен көздеріне тән, әсіресе, соқыр кенді денелердің алғашқы ореолдарына тән.

Алтыншы тип. Көмбеленген (погребенные) қалдықты шашырау ореолдары қазіргі элювий-делювийлі ореолдардың аналогы болып келеді, олардан палеогеографиялық жағдайда жаралуымен ерекшеленеді. Бұл типтің ореолдары ұзақ континентальды дамуды өткізген кенді аудандарға тән болады, бұл аудандардағы қатпарлы іргетастардың тегістелген бетінде көне морылу қыртысы сақталады.

Морылу қыртысының тік қимасында көмбеленген ореолдар кенді денелердің жатыс элементтерін анықтайтын саңырауқұлақ тәрізді, көбінесе ассиметрлі формаға ие болады (сурет 9.2).

Сурет 9.2 – Көмбеленген ореолдардың морылу қыртысының тік қимасы.

1- N-Q саздақтары, 2 - T-J морылу қыртысы, 3 – кен кіріктіруші граниттер, 4 – үгітілу белдемі, 5 – кенді элементтің изоконцентраттары, 6 – ұңғымалар (а – іздеу, б - барлау).

Жетінші тип. Көмбеленген салынған шашырау ореолдары, өз кезегінде, қазіргі ашық салынған ореолдардың (тип III) палеогеографиялық аналогі болып келеді, олар кеш шөгінділермен қайта жабылған болатын.

Негізгі әдебиет: [1], 195-242б., [2] 167-210б., [3] 82-86 б.

Қосымша әдебиет: [9], [15], [16]

Бақылау сұрақтары:

1) Кенорындардың гипергенді бұзылу өнімдері нені білдіреді ?

2) Туынды шашырау ореолдарының ерекшеліктерін анықтайтын негізгі факторларды атаңыз ?

3) Фазалық күйі бойынша туынды шашырау ореолдары қалай бөлінеді ?

4) Жаралу жағдайы бойынша туынды шашырау ореолдары қалай бөлінеді ?

5) Анықтауға қолжетімді белгілері туынды шашырау ореолдары қалай бөлінеді ?

6) Туынды шашырау ореолдары классификациясының ерекшеліктерін сипаттаңыз.

10-шы дәрістің тақырыбы. Туынды литохимиялық шашырау ореолдарының параметрлері.

Мазмұны. Туынды шашырау ореолын объективті сипаттайтын, онымен байланысты түпкі кенденудің және жергілікті геохимиялық жағдайлардың параметрлеріне мыналар жатады:

Cmax – ореолдағы металлдың максималды мөлшері, (%);

– гипергенді шашырау коэффициенті, (м);

М –профиль бойынша ореолдағы металлдың сызықты саны, (м%);

Мр – профиль бойынша кенді денедегі металлдың сызықты саны, (м%);

Ср – кенді денедегі металлдың мөлшері, (%);

Р –ореолдың жаралуына септігін тигізген түпкі кенденудің жартылай қалыңдығы, (м);

2Р –кенді дененің қалыңдығы, (м);

Сф – элементтің фондық мөлшері, (%);

2а – ореолдың ені, (м);

– пропорционалдықтың еркін коэффициенті;

R – қалдықты өнімділіктің коэффициенті ( ).

Қазақстан үшін кен кіріктіруші таужыныстар бойынша қалдықты өнімділіктің коэффициенті бірден кем болады (1>R).

(М) параметрі – ореолдағы кенді заттың (металлдың) жиынтық (сызықты) саны, Х осі бойынша таралған, морылуға дейінгі кенді дененің сол қимасындағы оның санына тең (Мр).

Идеалды шашырау ореолында мынандай тәуелсіздік бар:

М=Мр=Срх2Р (1)

Сф=0 болғанда, М шамасы ауданды сипаттайды, ореол графигімен Сх=f және абсцисса осімен шектелген.

Cmax- қалдықты шашырау ореолының ортаңғы нүктесіндегі металлдың максималды мөлшері:

(2)

бұл жерде,

параметрі – гипергенді шашыраудың коэффициенті, ореолдардағы металлдар концентрациясының график түрін анықтайды. Гипергенді шашырау коэффициентінің әртүрлі мәндерінде кенді желілердің туынды ореолдарының графигі (сурет 10.1) көрсетілген.

Суреттен, гипергенді шашырау коэффициенті М шамасы тұрақты болғанда үлкейгенде туынды қалдықты ореолдың формасы тым жатық (пологий) болады, бұл пайдалы қазбалар бөлікшелерінің кіріктіруші жыныстардың морылу өнімдерінің массасында бірте-бірте шашырауын көрсетеді. Гипергенді шашырау коэффициентінің шамасы метрмен өлшенеді,

, где (3)

(4)

Т – морылудың ұзақтығы;

F – морылу күші;

– өлшеусіз (санды) көбейткіш;

– таужыныстарының тұтқырлық коэффициенті.

Сурет 10.1 – әртүрлі мәндері үшін кенді желінің туынды қалдықты шашырау ореолдарының графигі.

1 – элювиоделювий; 2 – кенді желі; 3 – кіріктіруші жыныстар.

F, T және мәндері – полиминералды шашырау ореолдары көлеміндегі нақты мәндермен сипатталатын жергілікті ландшафты-геохимиялық жағдайлармен анықталады.

– гипергенді шашырау процесіндегі кенді элементтердің жеке қасиеттерін көрсетеді (яғни, формасына, өлшеміне, тығыздығына және т.б. байланысты кенді бөлікшелердің қозғалмалылығы).

Бір шашырау ореолы көлемінде мәні әртүрлі металлдар және минералдар үшін әртүрлі болуы мүмкін.

шашырау коэффициентінің мәнін анықтайтын F, T және шамалары, тереңдікке қарай өзгереді, бұл мәнінің борпылдақ түзілімдердің тік қимасы бойынша өзгеруін көрсетеді.

Морылу белдемінің таужыныстар тұтқырлығы коэффициентінің ( ) шамасы жер бетіне жақын жерде минималды, ал морылудың бастапқы сатысында тығыз түпкі жыныстар деңгейінде максималды.

F күшінің шамасы – тереңдеген сайын кемиді, сонымен қатар температура ауытқуының амплитудасының тез азаюуы және жоғарыда жатқан қабаттың жамылғы астындағы сыртқы динамикалық факторлардың әсері.

Морылу ұзақтығының (Т) шамасы тереңдеген сайын кемиді және түпкі таужыныстар шекарасында Т=0. Оның (Т) Z координатасынан тәуелділігі төмендегі теңдеуден анықталады:

T= (h-z)\h (5)

Егер F және T тереңдеген сайын кемісе, ал тұтқырлық коэффициенті ( ) тереңдеген сайын өссе, бірақ 4 формулада, ол бөлімінде тұр, яғни, шашырау коэффициенті ( ) жер бетіндегі max шамадан ( ) тереңдеген сайын кему керек және түпкі таужыныстар деңгейінде шаманы қабылдау керек. Осы шектеулі мәндерді ескере отырып, шашырау коэффициенті Z сызықты функциясы деуге болады:

(6)

Z – жер бетіне нормал бойынша кенді дененің құлау бойынша бағыты (тереңдігі метрмен).

Һ – элювий-делювий түзілімдерінің қалыңдығы (метрмен).

Қалдықты шашырау ореолдарының тік қимасын көптеген зерттеулері бұл тәуелділікті жақсы қолдайды.

Шашырау коэффициентінің сандық мәндері дәлдікті литохимиялық түсірулердің графигі бойынша «үш теңдеу әдісі» бойынша анықталады (сурет 10.2).

Ореол үшін Cmax мәнін білсек, мәнін алуға болады, үш деңгейдегі бөлінген арақашықтықтар: 1) ординатамен нүктелер абсциссалары арасында Cx=0.607х(Cmax-Сф) теориялық қисық үшін 2 тең; 2) ординаталар үшін абсциссалар арасында Сх=0.325х(Cmax-Сф) теориялық қисық үшін 3 тең; 3) ординаталар үшін нүктелер абсциссалары арасында Сх=0.135х(Cmax-Cф) теориялық қисық үшін 4 тең. Нәтижесінде мынаны аламыз:

2 =0.607хCmax;

3 =0.325хCmax;

4 =0.135хCmax.

Бұл ореол ені бойынша Сх үш мәні деңгейінде шашырау коэффициентінің үш тәуелсіз анықтауының шамасын алуға мүмкіндік береді. Егер ореол графигі бойынша табылған үш мәні өзара 10-нан 15% қателік көлеменде сәйкес келсе, онда мына теориялық формуланың сәйкес болғанын көреміз:

(7)

Сурет 10.2 – «Үш теңдеу әдісімен» гипергенді шашырау коэффициентін анықтау мысалы.

Егер анықталған мәндері график интервалы үлкейген сайын кемісе, яғни мына ара-қатынастар байқалады (по 0.607хCmax)> (по 0.325хCmax)> (по 0.135хCmax), бұл қалыңдығы үлкен кенді денеге сәйкес келеді, онда мәнін Дубов палеткасының көмегімен анықтау керек.

М=Мр=Срх2Р тәуелділігі, кез-келген қалыңдықты денеге тән, «жұқа» кенді дене түсінігін толықтыруға мүмкіндік береді, ол үшін:

(8)

Бөлікшелердің кездейсоқ қозғалмалылығы концентрацияларды түзетуге бағытталған және сол үшін металлдың Cmax мөлшері туынды шашырау ореолында кенді денедегі бастапқы мөлшерден асып кете алмайды, немесе Ср Cmax, бұл жерден:

(9),

демек, «жұқа» деп жартылай қалыңдығы мынаған тең кенді денелер аталады:

(10)

Кенді бөлікшелердің қалдықты литохимиялық шашырау ореолында таралуы М және параметрлермен бір қалыпты таралу заңына бағынады, олар кенденудің сипаттамасына және жергілікті жағдайларға тәуелді болады. Сф=0, М=1, =1 болғанда,

(11)

(3) және (6) теңдеулер бойынша түпкі кенденудің тұрақты параметрлері кезінде қалдықты шашырау ореолының орталық нүктесінде металлдың максималды мөлшері (Мр) жергілікті шашырау коэффициентінің шамасына тәуелді, яғни гипергенді ореол жаралудағы миграциялық қабілеттілікке және элементтердің геохимиялық қозғалмалылығына тәуелді.

(12)

Туынды шашырау ореолдарын геологиялық, геохимиялық және физика-математикалық интерпретациялау анықталған нысандарды металлдардың болжамдық ресурстарын санмен бағалаумен аяқталады, олар іздеу жұмыстарының эффективтілігін анықтайды. Осы бағалаулардың шешуші мәндері гентикалық типтің анализін және кенденудің геологиялық-құрылымдық жағдайына ие болады.

Түпкі кенденудің масштабын бағалаудың объективті көрсеткіші болып, оның элювий-делювий шашырау ореолының (Рм²%) алаңдық өнімділігі жатады. Жергілікті қалдықты коэффициенттің R мәнін білсек, таукен жұмыстарының өндірісіне дейін түпкі кенденудегі металлдардың санын бағалауға болады:

q_рудн=(1/R)q (13)

бұл жерде, q_рудн –1 м қабат үшін түпкі кенденудегі металлдың саны;

q –1 м қабат үшін шашырау ореолындағы металлдың саны.

Осыған байланысты болжамдық ресурстар тереңдікке есептелуі мүмкін:

Qн = (1/R)qH (14)

Қалдықты ореолдағы металлдың саны м²%- тағы Р немесе q т/м кенді белдемнің бақылау жазықтығындағы көрінетін қалыңдыққа шығуын сипаттайды.

Туынды қалдықты шашырау ореолдарының параметрлері бойынша есептелген болжамдық ресурстар литохимиялық түсірулердің масштабына және анықталған кенденудің геологиялық зерттелгендігіне байланысты Р₂ немесе Р₁ категорияларына жатқызылады.

Негізгі әдебиет: [1] 195-217б.; [3] 82-86 б.

Қосымша әдебиет: [15], [16], [22].

Бақылау сұрақтары:

1)Геохимиялық параметрлер түсінігі, оларды сипатта?

2)Туынды шашырау ореолдарының негізгі геохимиялық параметрлерін атап шығыңыз.

3)Шашырау коэффициентін не анықтайды?

4) «Үш теңдеу әдісі» нені сипаттайды?

11-ші дәрістің тақырыбы: Литохимиялық шашырау ағындары.

Мазмұны. Құрлықты құрайтын жер қыртысының бір бөлігі, Жердің геологиялық тарыхының барлық периодтарында пайдалы қазбалар кенорындарының гипергенді шашырау алаңдарын құрастырып, өзара байланысқан морылу және денудация процестерінің дамуының аренасы болған. Бұл процестер іздеу практикасына маңызды кенорындардың туынды литохимиялық ореолдарының және шашырау ағындарының дамуын анықтайды. Денудациялық процестердің масштабы (шөгінді жиналу белдеміне морылу өнімдерінің тасымалдануы) геологияның, физикалық географияның және гидрологияның көптеген мәліметтерімен сипатталады.

Жер бетінің бедері үзіліссіз қайта құрылады. Жер бетінің бедерін құрайтын күштер өзінің табиғаты бойынша әртүрлі – бұл және жерде болатын ішкі процестер – блоктардың орын ауыстыруы, тектоника, және сыртқы күштер –бөлшектейтін, бұзатын заттар және оларды ойпаттарда жинайтын – жел, су және күн энергиясы.

Құрлық бетіне жыл сайын буға айналуға қарағанда атмосфералық жауын-шашын түрінде көп ылғал түседі. Бұл 36 мың км³ құрайтын артықшылық құрлықтан ағысты құрастырады.

Атмосфералық жауын-шашындардың ағыстары құрлықтың денудациялануына алып келед. Жер шарының өзендері қатты заттардың көп мөлшерін тасымалдайды. Оларды «қатты ағыстар» деп атайды.

Пайдалы қазбалар кенорындарының литохимиялық шашырау ағындарының жаралуы құрлық бетінде тірі күштің әсерінен және судың еріткіш қасиетінің әсерінен болады. (Сурет 11,1)

Сурет 11.1 – Гипергенді шашырау алаңының (өрісінің) блок-диаграммасы.

1- элювийделювий, 2 – аллювий, 3 – кенді дене және оның алғашқы ореолы, 4 – кен кіріктіруші жыныстар, 5 – морылу өнімдеріндегі кенді элементтердің аномалды мөлшерлерінің контуры, өзен суында және өсінділерде, 6 – ағыстың бағыты.

Биік таулы аудандарда шашырау алаңдарының жаралуында қорымтастар (осыпи), тас құлаулары және тасты ағындар маңызды рөлді атқарады.

Желдің тасушы күші сирек жағдайларда, нақты литохимиялық шашырау ағындарын жаратуға мүмкіндігі болмайды.

Кенді элементтердің шашырауының литохимиялық формалары басым болуы және оларға гидрохимиялық процестердің бағынышты рөлі көптеген кенді кенорындардың шашырау ағындары жаралғанда анық байқалады. Химиялық элементтердің ағыстың ерігіш және қатты фаза арасында таралуы олардың сулы миграциясының ( ) және талассафильділітің ( ) коэффициенттерін сипаттайды:

,

бұл жерде - элементтің судағы мөлшері, г/л;

- таужыныстағы элементтің мөлшері, %;

- судың жалпы миграциясы, г/л.

,

бұл жерде - талассафильділік коэффициенті;

- гидросферадағы элементтің кларкы;

- сол элементтің литосферадағы кларкы.

Оттегі және сутегіден басқа мұхиттық судың кларктары тек қана үш элемент Cl, S және Br бойынша литосферадан көп юолады.

Ал басқа элементтер гидросферада жиналуға мүмкіндік көрсетпейді және олардың саны қатты ағыстың (литосфера) өнімдерінде шоғырланған.

Алювиальды шашырау ағынында кенді кенорынның элювий-делювийлі ореолының перифириясы бойынша литохимиялық шашырау формасының басым болуы келесі факторлармен анықталады:

1) сулы ортадағы ауыспалы химиялық реакциялардың қиын еритін және аз диссоциацияланатын қосындылардың жаралуы жағына қарай бағытталуымен;

2) рН<5,5 мәні кезінде көптеген ауыр металлдардың гидрооксидтерінің ерітіндіден түсуі, бұл кезде таулы аудандардағы өзендерде рН≥7 мәнге ие.

3) металлдар катиондарының минералды және органикалық коллоидтармен жұтылуы (сорбциялануы).

Іздеу мақсатындағы механикалық шашырау ағындарын зерттеудің көне әдісіне шлихті түсіру жатады. Бірақ оның қолданылуы минералдардың тығыздығы > 4г/см³ болатын кенорындарды іздеуде шектеулі болады, сонымен қатар химиялық және механикалық төзімділігі шлихтардағы концентрацияларға бейімді болады.

Негізінен, механикалық және химиялық денудациялар гумидті климатты аудандарда (орташа жылдық Т>+100) және бедердің бөлшектенуінің дәрежесіне және ауданның тектоникалық белсенділігіне тәуелді болады.

Сонымен, кенді кенорындарды олардың гидротордағы шашырау ағындары бойынша геохимиялық іздеу жұмыстарын жүргізгенде таужыныстардың қатты материалын, жылғалардың, өзендердің және бұлақтардың жағасын және түбін сынамалау керек.

В.В. Поликарпочкин бойынша құрлықтағы шашырау ағынына алқабтар бойынша өзендік тасымалдану нәтижесінде жаралмыдар, сонымен қатар, кеңістіктегі атмосфералық және мұздықты тасымалданулар жатады.

Шашырау ағындарының негізгі морфологиялық ерекшелігіне олардың ұзындығы (линейность) жатады, яғни ұзындығы енінен көп болады және ағынның қалыңдығы үлкен болады. Кенорындарды іздеу кезіндегі қолданылатын көптеген шашырау ағындары құрлықтағы сулы ағыспен байланысты. Шартты түрде оларды механикалық, тұзды және араласқан деп бөлуге болады.

Механикалық шашырау ағындары сирек кездеседі, және олар тұзды ағындармен бірге жүреді. Бірақ, іздеу кезінде оның тек механикалық құрамын қарауға тұра келеді. Бұл шлихті іздеу кезінде қолданылады.

Тұзды шашырау ағындары элемент-индикаторлардың ерігіш қосындыларының борпылдақ түзілімдерде миграциялануы және түзілуі есебінен жаралады. Тұзды ағындардың жаралуы кезінде үлкен мәнге сорбция құбылысы ие болады. Механикалық құраушысы басым болатын араласқан механикалық және тұзды ағындар ең үлкен таралуға ие болды.

Элемент-индикаторлар (олардың әртүрлі қосындылары) шашырау ағынына пайдалы қазбаның бұзылып жатқан денесінен және оны қоршаған алғашқы ореолдардан түсуі мүмкін, сонымен қатар, туынды лито- және гидрогеохимиялық шашырау ағындарынан түсуі мүмкін. Алғашқы жағдайда әдетте механикалық құраушылары басым механикалық және араласқан шашырау ағындары жаралады. Туынды шашырау ореолдары бұзылған кезде, әсіресе жер бетінен салынған (наложенных) және шаймаланған (выщелоченных) кезде тұзды ағындар басым болады. Олар және грунтты сулардың жүк түсіруі (разгрузка) кезінде жаралады. Бұл жағдайда пайдалы қазба денесімен үзіліссіз байланысы жоқ немесе оның алғашқы және туынды литохимиялық ореолдарымен байланысы жоқ жұлынған (оторванные) литохимиялық ағындар туындайды. Шашырау ағындарының жұлынуы элемент-индикаторлардың миграциясы өтетін бөктердің морфологиялық ерекшеліктерімен байланысты болуы мүмкін.

Шашырау ағындары ішінде ашық және жабық ағындарды бөлуге болады. Бұлардың ішінде таулы аудандардың қазіргі гидроторларында дамитын ашық ағындардың іздеу маңызы өте жоғары.

Шашырау ағындарының геохимиялық ерекшеліктерін анықтайтын негізгі факторларға мыналар жатады: 1) кендердің және оларды кіріктіретін таужыныстардың минералогия-геохимиялық ерекшеліктері; 2) элемент-индикаторлардың миграция формасы; 3) ландшафты-геохимиялық жағдайы.

Шашырау ағындары бойынша іздеу жұмыстары кенді кенорындарды іздеу кезінде жүргізіледі. Бірақ, олар қатты кенді емес пайдалы қазбаларды анықтау кезінде де қолданылады.

Шашырау ағындары бойынша кенорындарды ұсақ масштабта іздеу жұмыстарын жүргізген кезде кенді аудандар және кенді түйіндердің элементтерінің концентрация және қайта бөліну алаңдарын анықтауға болады.

Негізгі әдебиет: [1] 212-217 б. , [3] 57-62 б.

Қосымша әдебиет: [15], [16], [20]

Бақылау сұрақтары:

1) Шашырау ағындары нені білдіреді?

2) Шашырау ағындарының геохимиялық ерекшеліктерін анықтайтын факторларды атаңыз.

3) Сулы миграцияның коэффициенті нені анықтайды?

4) Талассофильділік коэффициенті нені анықтайды?

5) Шашырау ағындары бойынша іздеу жұмыстары қандай масштабта тиімді жүргізіледі?

12-ші дәрістің тақырыбы: Пайдалы қазба кенорындарын іздеудің литохимиялық әдістері.

Мазмұны. Пайдалы қазбалар кенорындарын литохимиялық іздеу әдістері алғашқы ореолдар, шашырау ағындары және туынды ореолдар бойынша жүргізіледі және өзінің спецификалық ерекшеліктерімен және жүргізу жағдайларымен сипатталады.

Алғашқы ореолдар бойынша іздеу жұмыстары геологиялық барлау жұмыстарының барлық сатыларында жүргізіледі, бірақ олардың тиімділігі әр сатыда геологиялық, ландшафты және экономикалық факторларға байланысты болады. Негізгі факторларға зерттелетін ауданның ашылуы (обнаженность); нақты жыныстардың және тектоникалық құрылымдардың бары (наличие); таужыныстардың эпигенетикалық өзгеруінің мінезі жатады.

Жұмыстардың жобаланған масштабына байланысты барлық литохимиялық зерттеулер алғашқы ореолдарды анықтау және зерттеуі бойынша аймақтық, іздеу және барлау-эксплуатациялау деп бөлуге болады.

Аймақтық литохимиялық зерттелер. Бұлар аймақтық геофизикалық жұмыстарды жүргізумен қатар жүргізілуі мүмкін, сонымен қатар, масштабы 1: 200 000 – 1: 50 000 геологиялық карталарды құрастыру кезінде жүргізіледі. Түпкі таужыныстарды профильдер бойынша сынамалау құрама геология-геохимиялық қиманы құрастыру үшін жүргізіледі, яғни аудандағы таужыныстардың алғашқы геохимиялық сипатамаларын алу үшін жүргізіледі. Масштабы 1: 50 000 геологиялық түсіру кезінде кенорынның анықтауға перспективті және ашылған бөлікшесі ауқымында алғашқы ореолдар бойынша іздеу жұмыстары жүргізілуі мүмкін. Масштабы 1: 50 000 геологиялық түсіру кезінде түпкі таужыныстарды сынамалау кенорындардың аймақтық геохимиялық ореолдарын құрайтын элементтер комплексі бойынша Pb, Zn, Cu, Au, W шоғырларын анықтауға потенциалды перспективті қабаттарды бөлуге мүмкіндік береді. Осы сатыда тау қазылымдарындағы түпкі таужыныстары және бұрғылау ұңғымаларының керндері міндетті түрде сынамалануы қажет.

Меншікті іздеу зерттеулері. Кенорындарды алғашқы литохимиялық ореолдары бойынша анықтау үшін бұл жұмыстар 1: 25 000- 1: 50 000масштабта жүргізіледі. 1: 25 000 масштабтағы зерттеулер ірі аномалиялы бөлікшелерді немесе кен көздерін іздеу кезінде жүргізіледі. Осы этаптағы зерттеулердің негізін масштабы 1: 10 000- 1: 5 000 іздеулер құрайды. Себебі дәлдікті және іздеу-бағалау зерттеулері қымбат тұратын бұрғылау және таукен жұмыстарын қолдану арқылы орындалады, сол үшін алаңдық литохимиялық іздеулердің нәтижелері міндетті түрде барлық бұрғылау және таукен қазылым жұмыстарын қойған кезде ескерілуі қажет. Тау қазаламдардың өздерін оларды жүргізу кезінде сынамалап отыру керек. Алынған мәліметтер оперативті түрде жұмыстарды бағыттау үшін пайдалану қажет.

Барлау-эксплуатациялық зерттеулер. Бұл жұмыстар 1: 5 000 - 1: 2 000 масштабата жүргізіледі. Бұлардың негізгі мақсаты барланатын кенорындардың және кен көздерінің тереңдігінде және флангілерінде кенденудің дамуының перспективасын бағалау болып табылады. Литохимиялық зерттеулердің осы сатысындағы тағы бір маңызды тапсырмаларының біріне кендердегі қоспа элементтердің таралуының заңдылығын анықтау болып табылады. Сонымен қатар, осылармен бірге тау қазылымдарымен тереңдікте кездескен кенді денелерді біріктіру, олардың морфологиясын нақтылау, барлау жұмыстарын бағыттауды реттеу, барлау қазылымдарының кезектілігін анықтау деген сияқты мәселелер шешілуі қажет.

Барлау- эксплуатациялық зерттеулер кезінде сынамалау жұмыстары тау қазылымдардан және бұрғылау ұңғыларының керндерінен жүргізіледі, ал қажет болған жағдайларда табиғи ашылымдар сынмаланады. Алғашқы ореолдар бойынша литохимиялық іздеу жұмыстарының тиімділігі оларды геофизикалық және термобарогеохимиялық зерттеулермен кешенді түрде жүргізгенде артады.

Литохимиялық іздеу жұмыстары шашырау ағындары бойынша және туынды шашырау ореолдары бойынша да жүргізіледі. Масштабына байланысты аймақтық, меншікті іздеу және дәлдікті болып бөлінеді.

Аймақтық зерттеулер. Шашырау ағындары бойынша іздеу жұмыстары таулы активті денудацияланған аудандарда және бедері тегістелген формалы гумидті белдемдер аудандарында жүргізіледі. Алғашқы жағдайда зерттеулерді шлихті түсірулермен, ал екінші жағдайда гидрохимиялық жұмыстармен біріктірген дұрыс болады. Аридті белдемнің әлсіз бөлшектелген аудандарында аймақтық литохимиялық зерттеулер туынды шашырау ореолдары бойынша жүргізіледі.

Қарастырып отырған зерттеулердің міндеті ауданның геохимиялық сипаттамаларын және металлогениялық ерекшеліктерін анықтау, сонымен қатар морылып жатқан кенорындардың шашырау ағындарын және ореолдарын анықтау болып табылады. Барлық аймақтық жұмыстар 1: 200 000 – 1: 100 000 масштабтарда жүргізіледі.

Меншікті іздеу зерттеулері. Бұл жұмыстар оң нәтиже берген аймақтық жұмыстардан кейін 1: 50 000 және 1: 25 000 масштабта жүргізіледі. Шашырау ағындары бойынша іздеулерді бөлшектенген аудандарда (шлихті түсірулермен бірге) және түпкі таужыныстарды ашатын арқалықтар (балки) және жыралармен (овраги) бөлшектенген пенеплен жағдайында жүргізген дұрыс болады. Жазықты аудандарда іздеулер туынды ореолдар бойынша жүргізіледі. Іздеу литохимиялық зерттеулердің міндетіне кенорындардың ореолдарын анықтау және олардың орналасуының жалпы заңдылықтарын орнату жатады.

Дәлдікті зертеулер. Бұл жұмыстар алғашқы зерттеулермен анықталған кенді минералданудың көздері бар бөлікшелерде 1: 10 000, 1: 5 000 немесе 1: 2 000 масштабтарында (кесте12.1) жүргізіледі. Қарастырылып отырған жұмыстардың міндетіне шашырау ореолдарын, ал мүмкін болса жеке белдемдерді және кенді денелерді анықтау, шекаралау және бағалау жатады. Орындалған жұмыстардың нәтижесінде таукен және бұрғылау қазылымдарын орналастыруды негізді жобалауға болатын нақты бөлікшелер бөліну қажет.

Туынды ореолдар бойынша тереңдікті литохимиялық зерттеулер тереңдікті геологиялық карталау кезінде жеке жұмыс түрі ретінде жүргізіледі.