- •25 Основы г/геохим-ого метода поисков рудных месторождений.
- •26. Основы миграционной формы хим. Эл-ов в пв
- •27. Изотопный состав пв, применение изотопов в гидрогеологи
- •28. Углекислотное выщелачивание, его значение в ггх
- •29.Горизонтальная зональность хим.Сост. Гв
- •30.Осмос, диализ - их значение в формировании хим.Сост.
- •31.Вертикальная зональность хим. Состава глубоких напорных вод.
- •33.Характеристика рассолов: состав, формирование, генезис, использование.
- •34.Микрофлора пв, ее геохимическое значение, зональность.
25 Основы г/геохим-ого метода поисков рудных месторождений.
Рудное вещество каждого месторождения термодинамически устойчиво только в той геохимической обстановке, в которой оно было сформировано. Поэтому в зоне гипергенеза это вещество оказывается неравновесным и превращается в формы, более устойчивые в данной геохимической ситуации. Это превращение сопровождается такими химическими и механическими преобразованиями рудной массы, которые приводят к ее самопроизвольному рассеянию в окружающей месторождение среде. В связи с этим рыхлые образования, подземные и поверхностные воды, почвы и растения районов месторождений содержат повышенные (аномальные для данного района или провинции) концентрации рудных компонентов. В зависимости от среды рассеяния выделяют лито-, гидро-, био- и атмогеохимические ореолы рассеяния рудного вещества. Ореол рассеяния в сущности является нашим техническим выражением этого рассеяния, так как он представляет собой не что иное как только аналитически фиксируемую часть объема рассеяния.
Геохимия некоторых химических элементов, используемых при гидрогеохимических поисках рудных месторождений:
Медь, цинк, свинец. Основными источниками меди, цинка, свинца в подземных водах рудных месторождений являются их сульфидные минералы — халькопирит CuFeS2, борнит Cu5FeS4 и др., сфалерит ZnS, галенит PbS н др. Эти минералы сопутствуют многим генетическим и минералогическим типам рудных месторождений, поэтому повышенные концентрации меди, свинца и особенно цинка — неотъемлемое свойство подземных вод самых разнообразных типов рудных месторождений.
Молибден. Основным промышленным минералом молибдена является молибденит. На рудных месторождениях молибденит обычно находится в гипогенной ассоциации с минералами вольфрама, олова, бериллия. Особый тип месторождений составляют парагенные ассоциации молибденита с сульфидными минералами меди.
Уран и его производные. Разновидностью гидрогеохимического метода поисков рудных месторождений является радиогидрогеологический метод. Его задача — поиски урановых месторождений и оценка перспектив геологических структур на такие месторождения. При радиогидрогеологических поисках месторождений в качестве показателей вероятности присутствия месторождений радиоактивных элементов наиболее часто используют особенности распределений в подземных водах таких элементов как уран, радий, радон.
Уран — это классический 8-электронный элемент-комплек-сообразователь с переменкой валентностью. В реальных окислительно-восстановительных ситуациях подземных вод уран может присутствовать в 4- и 6-валентной формах. Образуемые этими формами соединения резко различаются по своей миграционной способности в подземных водах и поэтому распрост: ранение и концентрация урана в подземных водах являются прямым следствием их окислительно-восстановительной зональности. Геохимию урана в подземных водах определяют следующие химические свойства: Гидроксид 4-валентного урана U(OH)4 и 6-валенткый уран.
Радий — является продуктом распада урана. Это радиоактивный аналог щелочноземельных элементов, особенно кальция и бария. Концентрации радия в подземных водах очень малы — они изменяются от n*10-9 до n*10-12 г/л.Максимальные содержания радия известны, в подземных водах урановых месторождений, особенно, если эти воды имеют пониженные значения рН.
Р а д о н — продукт распада радия. Это благородный газ, аналог гелия, неона, аргона и др. Стандартной единицей измерения радиоактивностн в настоящее время является беккерель (Бк), который представляет одно ядерное превращение за 1 с. Радон хорошо растворим в воде — в одном объеме воды при 0°С растворяется 0,507 объемов радона, поэтому его содержания в подземных водах ничем не лимитируются.
Фоновые концентрации радона в подземных водах имеют порядок n—n*100 Бк. Наиболее высокими фоновыми содержаниями радона обладают подземные воды кислых магматических пород при высокой раздробленности пород, в подземных водах гидротермальных урановых месторождений (до 40000 Бк).
Основой гидрогеохимнческого метода поисков рудных месторождений является водный ореол рассеяния - объем подземных и поверхностных вод, имеющих измененный химический состав (содержания и распределения), вследствие воздействия на него рудных тел или литогеохимических ореолов. Водные ореолы рассеяния выделяются на фоне вод, химический состав которых формируется под влиянием региональных гидрогеологических условий вне зоны действия рудных тел и их ореолов. Такие воды называют фоновыми водами, а их химический состав — фоновым химическим составом.
Зональность водных ореолов выражается: а) в уменьшении концентраций слагающих его компонентов по мере удаления от рудных зон; б) в существовании в пределах общего водного ореола ореолов отдельных компонентов, имеющих различную протяженность вследствие их различной миграционной способности в данном виде геохимического ландшафта. Степень рассеяния вещества в конкретных водных ореолах зависит от совокупности различных процессов, интенсивность протекания которых а суммарном виде выражается градиентом падения концентраций отдельных компонентов ореола. Существуют два основных фактора, определяющих значения этих градиентов в конкретных ореолах — гидродинамический и гидрогеохимический. Вещество рассеивается благодаря тому, что определенный его объем распределяется в больших (по сравнению с начальным) и закономерно увеличивающихся в направлении потока поперечных сечениях (расходах).
Гидрогеохимическими поисковыми признаками являются такие компоненты и показатели химического состава природных вод, концентрации и значения которых изменяются под влиянием вещества рудных тел, а также первичных и вторичных ореолов месторождений. Иными словами, гидрогеохимическими поисковыми признаками являются такие, особенности химического состава, которые несут определенное количество информации о вероятности обнаружения рудных зон. Признаки: универсальные и специальные.
Универсальные признаки — это такие особенности химического состава, которые являются общими для всех рудных месторождений (ΣM, Zn) или для отдельных групп этих месторождений {Zn, ΣM, SO42- — для сульфидных месторождений и т.п.). Обнаружение в подземных водах аномальных концентраций элементов, являющихся универсальными признаками, может быть показателем наличия в данных гидрогеологических структурах любого месторождения вообще или месторождения определенной группы (сульфидного, редкомета лльного и т. д.).
Специальными гидрогеохимическими признаками являются такие особенности химического состава, которые характерны только для вод отдельных минеральных и генетических типов месторождений. Типичные специальные признаки: уран для урановых месторождений; вольфрам для вольфрамовых и молибденовых; ниобий для ниобиевых и танталовых; олово для оловорудных; цезий для пегматитовых, содержащих поллуцнт и лепидолит; бериллий для бериллиевых и т. д.
Гидрогеохимической аномалией называют часть подземного или поверхностного потока, в пределах которого химический состав по ряду показателей (содержание отдельных компонентов, соотношения между ними, Eh, рН и т. д.) отличается от фоновых для данной части структуры. Характеризует только особенность химического состава безотносительно к тем причинам, которые ее вызывают. Поэтому гидрогеохимические аномалии могут быть следствием влияния не только месторождений, но и различных гидрогеологических (например, вертикальные перетекания подземных вод) или физико-химических процессов, не имеющих никакого отношения к месторождениям. В связи с этим аномалии делят на рудные и безрудные. Рудными называют только такие аномалии, которые вызываются рудным месторождением и являются проявлением его водного ореола рассеяния.
Преимущества гидрогеохимнческого метода: а) потенциальная глубинность; б) высокая площадная представительность пробы воды, обусловленная значительной протяженностью водных ореолов рассеяния; в) возможность получения части результатов непосредственно на месте опробования. Недостатками метода являются: а) подчиненность поисков распределению водопроявленнй; б) трудность интерпретации результатов опробования, вследствие динамичности гндрогеохи-мических систем; в) высокая стоимость и трудоемкость отдельных модификаций метода.