книги из ГПНТБ / Новицкий, Г. П. Комплексирование геофизических методов разведки учеб. пособие
.pdfредко, но за счет разрушения коренных залежей образуются богатые россыпи. В обоих генетических типах месторождений олово ассоциируется с вольфрамом, молибденом, висмутом, бериллием, фтором, титаном, ниобием и другими элементами.
3. Сульфидно-касситеритовая формация, в которой наи более важными являются подтипы высоко- и среднетемпера турных гидротермальных месторождений олова с сульфидами. Вместе с касситеритом здесь присутствуют пирротин, арсено пирит и другие сульфиды. Рудные тела обычно имеют форму жил, протягивающихся на сотии метров при мощности от не скольких сантиметров до первых метров. На глубину промыш ленное оруденение прослеживается на первые сотни метров. Кондиционными считаются руды с содержанием олова не ме нее 1%. Россыпей из месторождений этого типа обычно не образуется, так как касситерит в руде мелкий и быстро исти рается при переносе. Олово здесь ассоциируется с мышьяком, медью, свинцом, цинком и другими элементами.
4.Россыпные месторопадения, имеющие основное значение
вдобыче олова за рубежом. До 70% мировой добычи (без СССР) дают аллювиальные и элювиально-делювиальные россыпи.
Промышленные содержания касситерита 0,02—0,07%. Главным промышленным минералом олова является касси
терит. Этот минерал обладает большой плотностью, является плохим проводником электрического тока, немагнитен, не радиоактивен. Поскольку содержание касситерита в руде чаще всего доли процента, то присутствие его в породе не вно сит изменений в ее физические свойства. Касситерит образует ореолы рассеяния. Плотность кварцево-касситеритовых руд и оловоносных пегматитов около 2,6—2,7, а сульфидно-касси- теритовых руд с высоким содержанием сульфидов 4,3—4,4 г/см3. ■Магнитная восприимчивость кварцево-касситеритовых руд не большая, (10 ч- 30)-10“6 СГС; восприимчивость сульфиднокасситеритовых руд зависит в основном от содержания пирро тина и может достигать нескольких тысяч единиц СГС. Удель ное электрическое сопротивление оловянных руд изменяется в широких пределах в зависимости от количественных соотно шений хорошо и плохо проводящих минералов. Кварцевокасситеритовые и оловоносные пегматитовые жилы имеют очень высокое (сотни и тысячи ом-метров) удельное сопротивле ние, а сульфидно-касситеритовые руды с большим содержа нием сульфидов — низкое (единицы — первые десятки ом метров).
По применимости геофизических методов два первых гене тических типа месторождений (пегматитовый и кварцевокасситеритовый) целесообразно объединить в один и рассма тривать методику комплексных работ на трех типах месторо ждений: 1) кварцево-касситеритовых и пегматитовых, 2) суль- фидно-касситеритовых, 3) россыпных.
Па первом этапе поисков кварцево-касситеритовых и пег матитовых, а также сулг фидно-касситеритовых месторождений (восточные районы СССР) при небольшой мощности рыхлых отложений обычно выполняют геологическую съемку мас штаба 1 : 200 000 или 1 : 100 000 и сопровождают ее шлихо вой и литогеохимической съемками. Шлиховому опробованию подвергаются аллювиальные образования на отмелях, в руслах рек и ручьев, отложения террас и т. д. Расстояния между точ ками отбора проб на шлиховой анализ выбирают исходя из конкретных условий района, часто это 1—2 км. Примерно по такой же сети отбирают пробы и на спектральный анализ. Учитывая, что вместе с оловом обычно присутствуют и некото рые другие элементы (вольфрам, молибден, свинец, цинк и т. д.), спектральный анализ проб надо проводить на много (10—15) элементов. Эти работы дают общие сведения о геоло гическом строении территории и первые представления о ее металлоносности. В результате составляют геологопоисковую карту, на которой показывают геологическое строение терри тории, данные шлихового опробования на касситерит и ореолы рассеяния олова. Приводят также карты ореолов и других элементов, например вольфрама, молибдена.
На втором этапе исследования выполняют в масштабе 1 : 50 000 или 1 : 25 000 на площадях с благоприятным геоло гическим строением и повышенным содержанием касситерита. Цель исследований — оконтурить перспективные участки под более детальные поиски. Предварительные поиски масштаба 1 : 50 000 заключаются в проведении шлихового опробования, отбора литогеохимических проб и схематического геологи ческого картирования.
Шлиховой съемкой покрывают всю гидрографическую сеть, густота взятия проб 100—500 м. Литогеохимические пробы можно отбирать не по равномерной сети, а выборочно, в задер нованных местах водоразделов и на склонах, где имеются скопления глинисто-щебеночного материала. Расстояние между точками отбора проб по маршруту 100—200 м. Литогеохими
ческая |
съемка |
(при анализе на много элементов) охватывает |
|||||
весь комплекс |
полезных ископаемых |
и все генетические типы |
|||||
оруденения и |
в |
этом отношении имеет преимущество перед |
|||||
шлиховой съемкой, которая |
обнаруживает |
только некоторые |
|||||
из элементов |
(минералов). Однако шлиховая съемка обла |
||||||
дает большей |
чувствительностью, и |
поэтому |
для каждого |
||||
района следует находить их разумное сочетание. |
В результате |
||||||
съемки |
масштаба |
1 : 50 000 |
(1 : 25 000) |
уточняют контуры |
ореолов рассеяния олова и выделяют наиболее перспективные
из |
них. |
этапе исследования выполняют в |
масштабе |
1 |
Па третьем |
||
: 10 000 или |
1 : 5000. Проводят литогеохимическую съемку |
||
и |
шлиховое опробование, по результатам которых |
уточняют |
151
|
|
|
|
|
|
положение отдельных орео |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
лов |
|
рассеяния |
|
и |
|
выде |
||||
|
|
|
|
|
|
ляют наиболее перспектив |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
ные. |
Литогеохимические |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
пробы берут по |
|
правиль |
||||||||
|
|
|
|
|
|
ной |
|
сети |
100 X 20 |
|
или |
|||||
|
|
|
|
|
|
100 X 10 |
м. |
На |
рис. |
74 |
||||||
|
|
|
|
|
|
приведены результаты ли |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
тогеохимической |
|
съемки |
||||||||
|
|
|
|
|
|
и |
шлихового |
опробова |
||||||||
|
|
|
|
|
|
ния |
|
одного |
из |
|
участков |
|||||
|
|
|
|
|
|
оловорудного |
месторожде |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
ния, |
которое |
|
распола |
|||||||
|
|
|
|
|
|
гается в районе |
|
развития |
||||||||
|
|
|
|
|
|
ороговикованных песчани |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
ков |
|
и алевролитов, |
про |
|||||||
|
|
|
|
|
|
рванных |
интрузиями |
ки |
||||||||
|
|
|
|
|
|
слых пород. Общая про |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
тяженность |
оловорудной |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
зоны |
200 |
м |
при |
мощно |
||||||
|
|
^ |
|
|
|
сти |
около 30 |
м. |
Макси- |
|||||||
/ / |
а 2 р7~1J |
|
|
• 7 /у |
мальное содержание олова |
|||||||||||
4 | |
5 |
|
в ореолах достигает 0,5%. |
|||||||||||||
Рис. 74. Схема металлометрического |
и |
шли |
Повсеместно |
ореолы |
|
рас |
||||||||||
сеяния олова |
сопровожда |
|||||||||||||||
хового опробования участка оловорудного ме |
||||||||||||||||
сторождения (по В. В. Онихимовскому). |
ются |
ореолами |
|
свинца |
||||||||||||
1 — рудная зона; 2 — свалы свинца |
с |
види |
с содержанием |
|
до |
|
0,1%. |
|||||||||
мым касситеритом; содержание олова в орео |
|
|
||||||||||||||
лах, %: 3 — от 0,004 до 0,09, 4 — от 0,1 до 0,5; |
|
Дальнейшее |
|
примене |
||||||||||||
5 — содержание свинца в ореолах |
от 0,01 до |
ние |
|
геофизических |
мето |
|||||||||||
0,09%; |
содержание |
касситерита |
в |
шлихах: |
|
|||||||||||
6 — до сотни зерен, |
7 — весовое |
количество; |
дов |
|
определяется |
генети |
||||||||||
8 — оси электрометрических аномалий. |
|
|||||||||||||||
|
|
• |
|
|
|
ческим |
типом |
|
месторо- |
|||||||
|
|
|
|
|
ждения. |
Если |
|
в |
районе |
предполагаются кварцево-касситеритовые жилы, то их непо средственные поиски обычно ведут электропрофилированием на плохие проводники. Наиболее эффективен метод срединных градиентов. Учитывая, что мощность жил редко превышает 1—2 м, работы выполняют в достаточно крупном масштабе — 1 : 1000 или 1 : 2000, иногда 1 : 5000. Расстояние между про филями зависит от протяженности жил и обычно составляет 50-100 м. Длину профилей выбирают с учетом возможного сцолзания ореола по склону. Графики электропрофилирова ния расшифровывают так же, как при поисках кварцевовольфрамитовых и кварцево-молибденовых жил. По данным
электропрофилирования выбирают места для заложения гор ных выработок.
Если в районе ожидают сульфидно-касситеритовые жилы и залежи, то их поиски ведут электроразведкой на хорошие проводники. Первым целесообразно поставить метод естествен-
ного |
|
электрического |
|
|
|
|
|
|
|
||
поля в масштабе 1 |
: 5000 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
или |
1 |
: 10 000. |
Хотя |
|
|
|
|
|
|
|
|
часть |
аномалий |
может |
|
|
|
|
|
|
|
||
быть |
вызвана |
углисто- |
|
|
|
|
|
|
|
||
графитистыми |
порода |
|
|
|
|
|
|
|
|||
ми, |
однако небольшая |
|
|
|
|
|
|
|
|||
стоимость работ |
позво |
|
|
|
|
|
|
|
|||
ляет |
использовать этот |
|
|
|
|
|
|
|
|||
метод на всей площади. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Уточняют местоположе |
|
|
|
|
|
|
|
||||
ние жил электропрофи |
И |
1 |
2 |
f^/Д 3 |
|
|
|||||
лированием на хорошие |
над |
суль- |
|||||||||
проводники в масштабе |
Рис. 75. Результаты |
электроразведки |
|||||||||
фидно-касситеритовой жилой (по М. Г. |
Илаеву). |
||||||||||
1 :2000 |
или |
1 |
:5000, |
1 — аномалия проводимости; 2 — рудная |
зона; |
||||||
наиболее часто |
исполь |
3 — глинистые сланцы и песчаники. |
|
||||||||
зуют модификацию ком |
|
результаты |
четко отби |
||||||||
бинированного |
профилирования. Его |
||||||||||
вают рудную жилу (рис. |
75), в то время как метод |
отношения |
|||||||||
градиентов потенциала практически ее не |
фиксирует. |
|
из-за |
||||||||
При |
наличии |
на площади работ |
глыбовых осыпей |
трудности заземления вместо комбинированного профилиро вания можно использовать методы ДИП или индукции. При благоприятных условиях (рудные тела имеют высокую элек тропроводность по сравнению с вмещающими породами) эти методы эффективнее также и в геологическом и экономическом отношениях. После вскрытия жилы ее элементы залегания уточняют методом заряда на постоянном или переменном токе.
Д2, Ю3у |
|
Из |
других |
геофизических |
ме |
|||||
|
тодов для непосредственных поис |
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
ков иногда |
применяют |
магнито |
||||||
|
|
разведку. |
Ее |
результаты зависят |
||||||
|
|
от наличия |
в |
рудах |
пирротина |
|||||
|
|
(магнетита). Особенно эффективна |
||||||||
|
|
магниторазведка |
в случаях |
при |
||||||
|
|
уроченности |
рудных тел |
к зонам |
||||||
|
|
скарнирования |
(рис. 76, 77). Ано |
|||||||
|
|
мальные |
значения AZ над зонами |
|||||||
|
|
скарнирования достигают несколь |
||||||||
|
|
ких тысяч гамм, магнитное поле |
||||||||
|
|
имеет пятнистый характер, что |
||||||||
|
|
объясняется |
неравномерным |
со |
||||||
|
|
держанием магнитных |
минералов. |
|||||||
|
|
При |
|
поисках |
глубокозалега- |
|||||
|
|
ющих |
месторождений олова |
гео |
||||||
рис. 76. Кривая AZ над |
канавой, |
физические |
методы |
используют |
||||||
вскрывшей скарны (по П. |
П. Ути- |
главным образом для решения заЕ- |
||||||||
ну). |
|
дач геологического картирования, |
||||||||
1 — скарны; 2 — известняки. |
выявления и прослеживания рудоконтролирующих струк тур. Примером таких работ являются исследования в За падном Забайкалье, где на олово перспективны мезозой ские гранитные интрузии. На площади развития эффузивно осадочных палеозойских пород эти интрузии выделяются по нижением силы тяжести. Ана логичные аномалии наблюда ются в этом районе и над изве стняками. Для разделения ано малий Ag на «гранитные» и «известняковые» привлекают электропрофилирование и ма гниторазведку. Над известня ками магнитное поле очень спокойное со значениями AZ около нуля, а над гранитной интрузией оно несколько повы шенное. По кривой рк гранит ный массив также отделяется от толщи известняков, что хо рошо видно на рис. 78. Даль нейшие поиски оруденения в пределах массивов и его экзо- и эндоконтактов ведут буре нием и скважинными геофизи ческими наблюдениями, мето дика которых пока мало раз работана.
В последние годы для выде ления перспективных на олово площадей применяют аэрогам- ма-спектрометрическую съемку. Опытные работы масштаба 1 : 50 000 на оловорудных место рождениях Магаданской обла-
возможность использоваш
этой съемки на месторожденш пегматитовой и кварцево-касситеритовой формаций. Решающ! предпосылкой успеха является связь этих месторожденг с интрузиями гранитоидов. Оловоносные гранитоиды имен характерную петрохимическую особенность - преобладай! калия над натрием, что при повышенной щелочности обусл<
Рис. 78. Геолого-геофизический разрез гранитной интрузии с бед ной минерализацией олова (по Л. Л. Ляхову и др.).
1 — дайка порфирита; 2 — граниты; з — гипербазиты; 4 — изве стняки; 5 — кремнистые сланцы.
вливает накопление в интрузивных породах радиоактивных элементов. Это позволяет отличать оловоносные интрузии от сходных по составу гранитоидных массивов других типов. Однако перспективность интрузий определяется не общим повышенным ореолом радиоактивности, а характерным изме нением соотношений между радиоактивными элементами — калием, ураном (радием) и торием.
На рис. 79 обобщены результаты аэрогамма-спектрометрии на трех участках. Для всех рудных зон общим является изме нение отношения (ТЪ + Ra)/K от низких значений над вме щающими гранитами к высоким над рудной зоной. Отноше ние Th/Ra и концентрация калия изменяются наоборот: от
Th + R a
J '
fv R Шк 2
Рис. 79. Результаты аэрогамма-спектрометрии (по Ф. Р. Анельцину и др.).
1 — граниты; 2 — рудные зоны.
155
/ \ / |
^ 2 |
EZH |
Е З * |
Г в |
Рис. 80. Содержание олова |
в почвах н растениях олово |
|||
рудного месторождения (но II. В. Ивашову и др.). |
||||
Содержание олова: |
1 — в |
почвах, |
2 — в |
растениях; |
3 ~-кварцевые порфиры; |
4 .— лавобрекчии |
фельзит- |
||
порфиров; 5 — лавобрекчии |
и туфы |
порфиритов; в — |
||
|
рудные тела. |
|
|
высоких значений над гранитами к относительно пониженным п а Д рудной зоной. По-видимому, аэрогамма-спектрометрию можно использовать и при поисках других полезных ископае мых, перекрытых рыхлыми отложениями небольшой мощности.
Еще не определено место в комплексе методов флорометри ческой съемки, хотя повышенное содержание олова в расте ниях над рудными телами достоверно установлено (рис. 80). Следует заметить, что в геологических условиях, изображен ных на этом рисунке (почти полное отсутствие наносов), при менение флорометрической съемки вообще нецелесообразно, так как задачу поисков олова можно дешевле и быстрее решить литогеохимической съемкой.
При поисках россыпных месторождений олова ведущим методом является шлиховая съемка. Геофизические методы используют для поисков мест, благоприятных для накопления касситерита. В условиях многолетней мерзлоты хорошие
результаты в картировании погребенных долин может дать гравиразведка.
156
ВИСМУТ
Висмут извлекается в основном из руд меди, свинца, цинка, олова, золота, вольфрама, и поэтому его специализированные поиски геофизическими методами обычно не проводятся. Сле дует лишь отметить способность минералов висмута образовы вать солевые и механические ореолы рассеяния, которые иногда выявляются легче, чем ореолы других металлов.
М Ы Ш ЬЯК
Мышьяк обычно добывают попутно со свинцом, цинком, медью и оловом. Из физических свойств руд мышьяка следует отметить высокую электропроводность арсенопирита и его способность создавать естественные электрические поля. Мине ралы мышьяка образуют ореолы рассеяния.
РТУТЬ
. СУРЬМА
Промышленные концентрации р т у т и присутствуют только в низкотемпературных гидротермальных месторожде ниях. Прямой связи ртутных месторождений с магматиче скими породами обычно не наблюдается, залежи располагаются на значительных расстояниях от интрузивных массивов, в большинстве случаев представленных умеренно кислыми гранитоидами. Ртутные месторождения часто приурочены к зо нам глубинных региональных разломов и локализуются вблизи них в благоприятных структурных и литологических условиях.
Главным рудным минералом является киноварь, в ассо циации с которой встречаются сурьмяный блеск, пирит, арсе нопирит, реальгар, а также галенит, сфалерит, халькопирит, блеклые руды и т. д. По форме рудных тел выделяют пластовые залежи, где киноварь заполняет трещины в песчаниках и из вестняках, а также жилы и штокверки. Размеры пластовых залежей и жил по простиранию могут достигать десятков и сотен метров при мощности единицы — первые десятки метров. Оруденение обычно очень неравномерное. Вмещающими поро дами на большинстве крупных месторождений являются пес чаники и кварциты (75% мировых запасов) и брекчированные
и окремненные карбонатные породы (23%). Содержание ртути
впромышленных рудах 0,5—2, может снижаться до 0,2 и по вышаться (очень редко) до 4%.
По условиям образования выделяют два типа месторожде
ний ртути. Месторождения первого типа сформировались на сравнительно небольшой глубине и связаны с умеренно кис лыми гранитоидами; характеризуются простым минералоги ческим составом руд и выдержанностью оруденения на глу бину. Сюда относятся Никитовка, Хайдаркен. Месторождения
157
второго типа возникли на небольшой глубине в результатевулканической деятельности. Для них характерны сложный минералогический состав руд и сравнительно быстрое выкли нивание оруденения на глубине.
Рудные залежи месторождений ртути представлены кино варью. Этот минерал имеет большую плотность, немагнитен и нерадиоактивен. Так как содержание киновари в рудах невелико (0,2—3%), ее присутствие существенно не изменяет физических свойств пород. Из свойств киновари, используемых при поисках, следует отметить ее способность образовывать первичные и вторичные ореолы рассеяния. Разработана мето дика высокочувствительного спектрального анализа на ртуть, позволяющая улавливать присутствие в пробе 10“6 — 10“7 % ртути.
Среди геологических факторов, контролирующих размеще ние ртутных месторождений, в первую очередь следует выде лить зоны глубоких разломов на границе поднятий и прогибов; площади развития раздробленных песчаников и известняков под экранами непроницаемых пород. Положительные резуль таты геофизических работ при поисках ртути могут быть до стигнуты только при их тесной увязке с геологическими иссле дованиями. Геофизические методы довольно успешно приме няют для поисков месторождений ртути, как неглубоких, выходящих под наносы, так и скрытых, глубокозалегающих. На первом этапе поисков, т. е. при выделении перспективных районов, методика геофизических работ на месторождениях разных глубин в целом однотипна.
Перспективные районы выявляют комплексом геологиче
ских |
и геофизических исследований масштаба |
1 : 200 000 |
или |
1 : 100 000. Устанавливают и прослеживают |
крупные |
зоны тектонических нарушений и разломы, т. е. рудоконтро лирующие структуры, а также контакты пород. Эти задачи успешно решаются геофизическими методами по методике, рассмотренной в гл. I. В условиях, например, Хайдаркенского рудного поля лучшие результаты при картировании получены методами ВЭЗ и электропрофилирования, четко от бивающими рудоконтролирующий контакт сланцев и подсти лающих их известняков. Геохимические методы исследований с анализом на ртуть и сопутствующие ей элементы следует выполнять одновременно со шлиховой съемкой. Желательно также изучать и первичные ореолы рассеяния при отборе проб из обнажений коренных пород.
На следующем этапе методика исследований зависит от того, месторождения какого типа являются целью поисков — залежи, выходящие под наносы, или скрытое оруденение. При поисках залежей, выходящих под наносы небольшой мощности, положительные результаты, как правило, дает шлиховая съемка, роль геофизических методов при этом невелика.
|
Основным |
методом |
_4о, |
|
|||||
поисков скрытых зале- н&'10 |
|
||||||||
жей в Донбассе яв |
100 ■ |
|
|||||||
ляется |
геологическая |
|
|
||||||
съемка с упором на изу |
|
|
|||||||
чение структурно-лито |
|
|
|||||||
логических |
особенно |
|
|
||||||
стей района в сочетании |
|
|
|||||||
со |
шлиховым |
опробо |
|
|
|||||
ванием. |
В районе |
Ни- |
|
|
|||||
китовского |
|
рудного |
|
|
|||||
поля |
оруденение |
лока |
|
|
|||||
лизуется в двух мощ |
|
|
|||||||
ных |
пластах |
песчани |
|
|
|||||
ков, |
между |
которыми |
|
|
|||||
залегают безрудные пе |
|
|
|||||||
счаники |
и |
аргиллиты. |
3 EiE] 4 |
5 |
|||||
На |
втором |
этапе |
работ |
Рис. 81. Геохимический профиль |
через Никитов- |
||||
выполняют |
геологиче |
||||||||
ское рудное ноле (но Б. С. Панову). |
|||||||||
скую |
съемку |
масштаба |
7 — песчаники; 2 — аргиллиты; з |
— известняки; |
|||||
1 : 10000, которой окон- |
4 — зона оруденения; 5 — разлом; |
6 — надвиги. |
|||||||
туривают |
|
мелкие купо |
|
|
лообразные поднятия как наиболее перспективные на локализа цию оруденения. Одновременно ведут геохимические иссле дования. На рис. 81 показан геохимический профиль через Никитовское рудное поле, на котором виден четкий максимум содержания ртути над рудной зоной, приуроченной к ан тиклинальному поднятию и осложненной разломом. Оруде нением захвачены пласты песчаников, разделенные аргилли тами. При геохимическом профилировании через Хайдаркенское рудное поле установлено, что содержание ртути в поверх ностных отложениях над рудной залежью достигает . 10“2 %
при фоне |
1СГ4 — 10“5%. |
|
|
||
ках |
В последний этап поисков на самых перспективных участ |
||||
проводят |
детальную |
геологическую съемку |
масштаба' |
||
1 : |
2000, |
чтобы |
определить |
положение элементов |
тектоники |
и контактов пород, которые влияют на размещение рудных тел. Геохимических исследований на этой стадии обычно не ведут, так как оконтуривание ореолов рассеяния в очень крупном масштабе, как правило, не дает дополнительных материалов из-за расплывчатости ореолов и возможного их сноса. По ре зультатам геологической съемки задают проверочные горные выработки.
В пределах Чарского ультрабазитового пояса (Восточный Казахстан) ртутные рудопроявления концентрируются чаще всего в зонах лиственитизации на контактах ультрабазитов с вмещающими породами. Это дает возможность использовать магниторазведку для картирования контактов, что резко