Гидрогеохимический метод поисков рудных месторождений.

Основные этапы развития гидрогеохимического метода поисков рудных месторождений. Метод основан на уникальном свойстве воды растворять. Начало разработки гидрогеохимических поисков началось 30 годы прошлого столетия.

Этапы:

1. до 1950 гг. Вывод о принципиальной возможности использования химического состава воды для поисков рудных месторождений и прежде всего сульфидные руды. Первое месторождение открыто на Алтае. Принимали участие Сафронов, Сергеев.

2. После 1950гг. Разработаны методики поиска, открыты рудные месторождения, в том числе и урановые месторождения. Внесли вклад Бродский, Крайнов.

В настоящее время этот метод широко применяется в комплексе геохимических методов поиска. Оценены перспективы рудоносности, значительных площадей Урала, Сибирской части, Дальнего Востока, Европейской части.

Основные гидрогеохимические понятия:

1. Фоновые воды химический состав которых сформировался под влиянием региональных гидрогеологических условий. Шешминский водный горизонт: фон M=500мг/л.

2. Гидрогеохимическая аномалия- часть поверхностного или подземного водного потока химический состав которого отличается от фонового химического состава.

3. Водный ореол рассеяния- объём подземных или поверхностных вод имеющий изменённый химический состав вследствие воздействия полезного ископаемого.

4. Гидрогеохимические поисковые признаки- компоненты или показатели концентрации или значения, которых меняются под влиянием полезного ископаемого.

В воде окружающие рудные месторождения количественными методами фиксируется более 40 микроэлементов, которые входят в состав породообразующих.

Содержание элементов в подземных водах в мг/л.

Химический элемент	Среднее содержание в зоне гипергенеза	максимальное содержание в водах рудных месторождений
		кислая среда <6,5	щелочная среда >7,5
Li Rb Cs	0,014 0,002 2,8*10-4	0,21 0,14 0,01	18,6 6,6 3,5
Cu	0,006	45633	1,1
Zn	0,04	50300	1,5
Pb	0,002	1377	0,2
Co	8,3*10-4	3600	0,02
As	0,002	1500	0,2
Mo	0,002	0,7	0,07
F	0,45	8	15000

Рассмотрим 1 группу: Li, Rb, Cs- месторождения редкощелочных элементов; кислых магматических пород(гранит, пегматит, сподумен). Т.е. входят в состав силикатов. Количество элементов поступающих в подземные воды зависит от химико-физических условий. Максимальный характерен для щелочной среды. Минерализация воды оказывает большое влияние. С увеличением минерализации содержание элементов возрастает. Контрастность месторождений в условиях аридного климата низкая по сравнению с условиями гумидного климата.

Причины: в аридной зоне сорбционные процессы осаждения этих элементов происходят с высокой интенсивностью, плюс натриевый состав способствует сорбционному процессу.

В гумидных условиях водная миграция наиболее интенсивна. Причины: глин нет или мало группы монтмориллонита, кальциевый состав подземных вод.

В вертикальном гидрогеохимическом разрезе, увеличение содержания элементов с глубиной. Очень часть в высоко минерализованных водах содержание элементов выше. Это рассолы галогенных формаций, углекислые воды структур Альпийского орогенеза.

Литий самый лёгкий металл 0,5г/см³. Используется в самолётостроении.

Рубидий катод для фотоэлементов.

Цезий изготовление фотоэлементов, электрических промышленности. В крови человека содержится 2,8 микрограмма.

Рассмотрим 2 группу:Cu, Zn, Pb источник- сульфидные минералы(пирит, сфалерит, халькопирит). Характерны для магматических пород и метаморфических пород. Если попадут в верхние части то сульфиды преобразуются в сульфаты – идёт интенсивное обогащение вод.

При окислении сульфидов возрастает концентрация ионов водорода, поэтому подземные воды сульфидных месторождений имеют кислую реакцию среды(pH 1-2). Такие подземные воды устанавливаются и в месторождения урана.

Установлено, что в подземных водах сульфидных месторождений кроме неорганической формы миграции Cu, Zn, Pb , присутствует соединение и с органическим веществом. Это характерно для месторождений U. До 60% Zn связано с органическим веществом.

Установлена вертикальная зональность, которая выражается в увеличении содержания химических элементов с глубиной и в снижении pH подземных вод по мере приближения к месторождению.

Рассмотрим Co: известно около 100 минералов которые содержат его. CoAsS- кобальтин- до 34%. Максимальное содержание кобальта обнаружено в водах сульфидных месторождений. Характерны для рассолов галогенных формаций. Выходы вод создают эффект аномалий.

Рассмотрим As: арсенопирит FeAsS, AsS- реальгар, As₂S₃- аурипигмент. Этот элемент с широким диапазоном водной миграции. присутствует в подземных водах различных химических составов. Миграция в условиях как щелочной так и кислой среды. Высокая концентрация As характерны для магматических силикатных пород.

Mo молибденит. Поступление молибдена в подземные воды происходит за счёт процессов окисления, растворения, гидролиза. MoS₂+O₂+H₂O=2H₂Mo₄+4H₂SO₄. Лучше мигрирует в условиях кислой среды. Окислы Mo характерны высокой растворяемостью. Сорбционный процесс препятствует миграции молибдена. В грунтовых водах аридных зон содержание молибдена больше. Причины обуславливающие высокое содержание Mo вне рудных месторождений: наличие рассолов хлоридно-натриевого состава; наличие азотных, термальных, гидрокарбонатно-натриевых вод. Плотность 10г/см³. Используется для получения жаропрочных сплавов.

Рассмотрим F. ПДК 0,7-1,5мг/л. Флюорит CaF₂. Виллиомит NaF. Хорошая миграция в условиях щелочной среды. Гидрогеохимические аномалии на фтор проявляются в условиях гумидного климата. Эффект безрудных гидрогеохимических аномалий характерен для хлоридно-натриевых рассолов артезианских бассейнов.