книги из ГПНТБ / Ковалевский, А. Л. Биогеохимические методы поисков золоторудных месторождений

т о ч к и наблю дения

■Рис.1. Распределение золота в почвах и растениях (по дан­ ный Л.В.Разина и И.С.Рожкова, 1966)

зы ); в-г - ветви с листьями (в - осины, г - жимолости, ши­ повника, .багульника, курильского чая и малины); д - надзем­

ческих методов поисков, которое определяется группами опробован­ ных биообъектов также иллюстрируют (рис.1 и 2 ). Результаты опро­ бования безбарьерных биообъектов первой группы характеризуют вы­ сокоэффективный безбарьерный биогеохимический метод, результаты которого могут быть использованы для количественной оценки кон­ центраций соответствующих элементов-индикаторов в литохимических ореолах на горизонте питания опробованных видов растений, т .е . интерпретируются количественно. В то же время результаты опробо-

- 19 -

вания низкобарьерных биообъектов четвертой группы характеризуют бесполезный "абиогеохимический" метод поисков, который не дает поисковой информации. Соответственно и результаты изучения сред­ небарьерных биообъектов третьей группы будут характеризовать срав­ нительно малоинформатиашй биогеохимический метод, который дает только качественную информацию о рудной минерализации (биогеохимическае аномалии, ограниченные физиологическими барьерами погло­

Кроме барьерных характеристик биообъектов при поисках на закрытых площадях необходимо учитывать глубины проникновения кор­ ней доминантных растений, которые могут быть использованы для систематического опробования. Для этого необходимо составление таблиц группирования растений района поисковых работ по глубине проникновения их кощей (табл.10). Иллюстрация эффективности опро­ бования растений с наибольшими глубинами корневых систем по срав­ нению с растениями, имеющими небольшую глубину проникновения кор­ ней в рыхлый покров, для выявления погребенных и выщелоченных литохимических ореолов показана на рис.З. Существенное влияние различных глубин корневых систем растений наблюдается в основном при опробовании травянистых растений.

Методы определения элементов-индикаторов в растениях

Одним из преимуществ биогеохямического опробования по срав­ нению с опробованием почв при поясках золоторудных месторождений является относительно большая представительность проб растений.

Биогеохимическая проба характеризует как бы измельченную, пере­ мешанную и отквартованную литохимическую пробу из объема, заня­ того корневой системой. Практически этот объем измеряется десят­ ками и оотнями кубических метров, а площадь, характеризуемая биогеохимической пробой, равна в среднем 30-300 м^. Такова прибли­ зительная площадь корневой системы деревьев и размер площадки, с которой отбирается проба травянистых или кустарниковых растений. Следует иметь в виду,что при опробовании последних площадь,харак­ теризуемая биогеохимической пробой,может быть изменена пробоотбор­ щиком. Внутри однородных частей растения распределение химических элементов,в том числе и микроэлементов, сравнительно однородно. Природная дисперсия концентраций микроэлементов в однородных про­ бах (листья, ветви, кора и т . д . ) одной особи растения характери-

- 24 -

Т а б л и ц а 10

зуется средним коэффициентом вариации порядка +4-12$, что значи­ тельно меньше погрешности определения их при поисках [15,16] . Можно отметить, что в рудах и цитохимических ореолах коэффици­ ент вариации концентраций золота обычно превышает 70-100$ и может достигать 200-300$ и более.

В настоящее время наиболее распространенными при биогеохимических поисках рудных месторождений являются эмиссионные спектральные методы анализов золы растений весом 30-50 мг [24 и др.] . Для определения золота обычно используется спектрохими­

ческий и реже - нейтронно-активационный метода. При спектрохими­ ческом определении золота необходима навеска пробы от 10 до 20 г , при нейтронно-активационном анализе золы - от 0,1 до 0,3 г [21, 29] . Нейтронно-активационное определение неозоленных проб про­ водится гораздо реже, чем определение этим методом золы растений. Необходимость озоления проб растений перед анализом делает биогеохимические поиски золота несколько более дорогими, чем поис­ ки других металлов при использовании спектрохимического анализа. Удорожание объясняется трудоемкостью отбора проб, использованием транспортных средств и необходимостью озоления проб растений весом от I до 3 кг (для обычного спектрального анализа вес сы­ рых проб растений равен обычно 50-100 г ) . Метода анализа золы растений не отличаются от методов анализа обычных металлометри­ ческих проб и требуют только использования эталонов, имитирующих

золы растений является метод полного испарения проб, а не метод просыпки [24] .

Перспективным для анализа проб растений на золото является нейтронно-активационный анализ, который длительное время приме­ няется в Узбекистане [21,29] . Задача сейчас состоит в том, чтобы разработать и внедрить в практику методику нейтронно-акти­ вационных определений золота (и одновременно его спутников) в неозоленных пробах растений.

Определения некоторых элементов-спутников золота в неозо­ ленных растениях возможны в настоящее время с помощью флюорес­ центного рентгено-спектрального анализа, используя приборы типа ФРА-4, АРФ—4м и д р ., имеющие чувствительность определения тяже­ лых металлов в пробах горных пород и руд 0,3-3*10-4$.

- 26 -

Основанием для использования рентгено-спектрального анализа неозоленных проб растений на основные элементы-спутники золота являются данные о высоких фоновых содержаниях цинка, меди и свин­ ца: 0,05-0,43?, 0,01-0,03$ и 0,003-0,008$ в золе коры деревьев соответственно. Эти концентрации в золе соответствуют 0,001- 0,004$ цинка, 2-3*Ю“% меди и 0,3-3,0*10“% свинца в сухом ве­ ществе коры. Аномальные концентрации этих элементов в золе безбарьерных и высокобарьерных видов и органов растений равны обыч­ но 0,1 -1,0 $ и могут достигать от 2 до 10$. Очевидно, что при та­ ких концентрациях цинк, медь, свинец в растениях будут достаточ­ но надежно определены в неозоленных пробах (дисках коры или по­ рошке коры и других частей растений).

Определения свинца в неозоленных пробах сосны и лиственницы (кора и древесина) и надземных частей трав на приборе ФРА-4 по­ казали, что его концентрации над рудными телами редкометального месторождения достигали 0,001-0,005$ при содержаниях за предела­ ми рудных тел <1-2*10“% (чувствительность анализа). При этом было установлено, что количественные результаты анализов с точ­ ностью +4$ могут быть получены при грубом измельчении проб рас­ тений (фракция -«=1 мм). Эти данные показывают, что благодаря весьма равномерному распределению химических элементов в одно­ родных пробах растений грубое измельчение проб растений не явля­ ется препятствием для проведения количественного рентгено-спект­ рального аналйза [1,15,16]. В то же время для количественного анализа горных пород и руд этим методом необходимо тонкое исти­ рание проб (до 300-400 меш). Это обусловлено неравномерностью распределения рудных элементов в пробах (наличие сооственных ми­ нералов) и малой представительностью рентгено-спектрального ана­ лиза, вследствие того,что источником регистрируемого флюоресцент­ ного изучения является весьма тонкий слой пробы толщиной ме­

нее I мм.

Интерпретация биогеохикических аномалий

Выделение и интерпретация биогеохимических аномалий, вклю­ чая количественную оценку их продуктивности, производятся в соот­ ветствия с "Инструкцией по геохимическим методам поисков..." [ I I ] .

- 2 7 -

Особенностями интерпретации биогеохимических аномалий, которые не отражены в инструкции, являются следующие.

1.Растительно-почвенный коэффициент (РПК) в пересчете на золу или на-сухое (живое) вещество (в зависимости от анализируе­ мого материала) используется для сопоставления содержания и про­ дуктивности элементов-индикаторов в растениях с соответствующи­ ми показателями в почвах и рыхлых отложениях, расположенных на горизонте питания опробованных растений. Этот коэффициент

особенно необходим при проведении комплексных литобиогеохимических съемок, когда точки отбора проб почв или растений приуроче­ ны к определенному ландшафту [18] . При детализации биогеохими­ ческих аномалий и литобиогеохимической съемке должен быть доста­ точный объем сопряженного отбора проб растений и почв.

2. Величины РПК используются также для получения информации

овероятных формах нахождения элементов-индикаторов в рыхлых отложениях (см .табл.1). Аномально-высокие значения РОК (^ 1 0 0 - 300 при выражении содержаний элементов в золе растений) можно рассматривать как показатель наличия погребенных руд или их оре­ олов, расположенных ниже опробованного почвенного горизонта, или как показатель существенного влияния погребенных гидрохимических аномалий.

3. Количественная интерпретация биогеохимических аномалий осуществляется только для безбарьерных и высокобарьерных элемен­ тов-индикаторов в опробованных биообъектах, данные о которых не

искажены отрицательным влиянием барьеров поглощения.

- 4. Опробованием (метод биогеохимического каротажа) на эпи­ центрах аномалий различных видов или разновозрастных растений од­ ного вида, отличающихся глубинами корневых систем, по выявлению интенсивных аномалий в растениях с глубокими корнями (при отсут­ ствии или малой интенсивности в растениях с неглубокими корнями) определяется примерная глубина залегания руд и их лито- и гидро­ химических ореолов. Методом биогеохимического каротажа в благо­ приятных условиях может быть определен характер изменения интен­ сивности литохимического ореола с глубиной.

Выводы и рекомендация

I . Глубинные биогеохимические поиски золота целесообразно проводить в комплексе с другими геохимическими, геофизическими

- 28 -

и геологическими методами на закрытых и полузакрытых площадях. Их следует применять в основном при поисках коренных месторожде­ ний с дисперсным золотом. Этими методами могут быть выявлены не­ которые россыпные месторождения, образующие гидрохимические орео­ лы и потоки рассеяния золота и его спутников.

2. Основным биогеохимическим индикатором золоторудной мине­ рализации является золото. Комплекс его дополнительных индикато­ ров определяется геохимическими особенностями типов руд, являю­ щихся объектами поисковых работ в конкретном районе, стадией раз­ вития зон окисления на выходах рудных тел и аналитическими возмож­ ностями. На стадии поисков их число может быть ограничено Рб , Zn,Cu, Аь,Мо и Ад , а на стадии детализационно-оценочных работ расширено до использования всех вероятных индикаторов типа мине­ рализации и уровня эрозионного среза литохимических ореолов.

3. По биогеохимическим особенностям наиболее благоприятны для использования при поисках золоторудных месторождений Аи, Рб, Z n ,Мои Р а , менее благоприятны Ад, И/ и &ct, практически непри­ годны Fe, Мп и U . Особенности других индикаторов золота практи­ чески не изучены.

4. Биогеохимические поиски эффективны лишь при использова­ нии для опробования высокоинформативных (безбарьерных и высоко­ барьерных) биообъектов. Такими биообъектами в отношении золота и основных его спутников являются кора (верхняя часть пробкового слоя или корка без луба) доминантных древесных растений (березы, лиственницы и сосны), надземные части некоторых трав (бобовых, осоковых, пшкшевых и др.) и живой мохово-лишайниковый покров. Низкобарьерные биообъекты, предельные концентрации элементов-

индикаторов в которых близки к фоновым, неинформативны и не долж­ ны подвергаться опробованию при поисках. Поиски, проведенные ра­ нее с учетом этих биообъектов, должны считаться браком. Наименее информативными биообъектами в отношении золота и свинца являют­ ся ветви большинства деревьев и кустарников, а также надземные части некоторых видов трав.

5. При биогеохимических поисках используются общепринятые методы анализов золы растений: спектрохимический или нейтронно­ активационный на золото и эмиссионный спектральный - на его спут­ ники. В ближайшем будущем возможен переход на анализ неозоленных

- 29 -