Лекция 1 2

из наиболее эффективных и широко применяемых методов выявления и количественной

оценки рудных месторождений.
Метод базируется на четырех фундаментальных положениях геохимии и теории геохимического поля и его локальных аномалий.
Разработан и впервые применен в СССР в 30-е годы прошлого столетия .

слой денудации (мм/год)
Δh – ежегодный слой денудации:
В районах с замедленной

денудацией (платформы) – 0,0n мм/год;
В районах с средней денудацией (горные районы) - 0, n мм/год
В районах с быстрой денудацией (области современного вулканизма - n мм/год

пород
Перемещенные и перекрывающие коренные породы

Элювий
Делювий
Элювио-делювий

Солифлюкционные образования

Пролювий
Аллювий
Ледниковые отложения

Эоловые отложения
Озерные отложения
Морские отложения
Вулканогенные

отложения

a.Cx -коэффициент водной миграции

уменьшение интенсивности миграции элементов и,
как следствие, их концентрация, именуются

геохимическими барьерами

Биогеохимические барьеры

Термодинамический

Механические (гравитационные) барьеры

Физико-химические барьеры

Окислительный

Восстановительные барьеры

Сульфидный (сероводородный)

Восстановительный глеевый

Щелочной

Сорбционный

Кислый

Испарительный

A

B

C

D

E

G

F

Н

первичные и вторичные минералы и рудные обломки приобретают подвижность. Горизонты

развития — элювио-делювиальные образования, остаточные коры выветривания.
Солевые
Минеральные компоненты в форме водорастворимых соединения → движение, диффузия, капиллярный подъем и испарение минерализованных вод. Развиваются в элювио-делювии, перекрывающих дальнеприносных отложениях, растительности.
Газовые
Газовые компоненты месторождений → диффузия, эффузия; на поверхности частиц рыхлых отложений происходит их адсорбция и окклюзия. Характерно для месторождений Hg, радиоактивных руд (Rn).

или его первичного ореола, существовавших в профиле коренных пород до

выветривания.

Особенность — пропорциональность продуктивности вторичного ореола (линейной M и площадной P) тому же параметру исходного коренного оруденения (Mр, Pр): M = k·Mр, P = k·Pр, где k — коэффициент остаточной продуктивности, зависящий от местных ландшафтно-геохимических условий и свойств рудного элемента.

Наложенные
Первичная рудная минерализация в профиле вторичного ореола до начала выветривания отсутствовала.
По доступности для обнаружения (технический аспект!)
Открытые — проявлены на дневной поверхности
Закрытые — обнаруживаются на глубине

принадлежит твердой фазе.

Дезинтеграция рудного тела → частицы приобретают подвижность:

Под действием

ḡ перемещается вся масса частиц. Результат: смещение и деформация ореола.
Отдельные частицы удаляются с поверхности рыхлой толщи и переотлагаются.
Результат: вторичный ореол постоянно обновляется; при избирательном удалении частиц — обедняется/обогащается; формируется литохимический поток рассеяния.
Частицы взаимно перемещаются внутри толщи.
Результат: образование механического ореола рассеяния.

σ — коэффициент механического рассеяния;
dCx/dx — геохимическая подвижность элемента в направлении x.

момент времени T=0 dC/dy=0 и dC/dz=0.

2) Пусть движения частиц вдоль

oy и oz взаимно уравновешены, т.е. рассматриваем только боковое рассеяние вдоль ox.

Аналогичная задача в физике —
распределение температуры от
источника тепла, расположенного
вдоль плоскости yoz.
Строгое решение задачи —
решение уравнения Фурье:



где D — коэффициент диффузии.

вещества dM переместится за время ΔT через площадку ΔyΔz в

точке x при градиенте концентрации dCx/dx в среде с вязкостью μ?



где ε1 — коэффициент пропорциональности.

В то же время, в точке x окажется Сx частиц, обладающих скоростью x/T, и тогда:

множители:


где ε=ε1/ε2.

2) Разделив переменные и проинтегрировав:


где lnC — постоянная интегрирования.

3)

Введя замену σ2=εT/μ и избавившись от логарифмов:


Постоянная интегрирования определяется в точке x=0 как С=Сmax.

рассеяния:






Подставляя последнее выражение и учитывая местный фон, окончательно получаем:




Соответствует функции

нормального распределения.

[м]
M — суммарное (линейное) количество вещества в ореоле, [м%]

коэффициент остаточной продуктивности.
k>2,0 — вторичный ореол обогащен,
k=0,5–2 — нормальный ореол,
k=0,2–0,5

— вторичный ореол ослаблен,
k<0,2 — вторичный ореол резко ослаблен.

Зависимость от местных ландшафтно-геохимических условий:
Горные районы:
активная денудация, постоянное обновление ореолов → k=1;
Сглаженный рельеф, гумидная зона:
— для элементов, представленных тяжелыми и устойчивыми минералами (Au, Pt, Sn, W, Nb, Ta, Ti и др.), k>1,0,
— для активных водных мигрантов (F, Sr, Li, Cs, Rb, B боратов, иногда U, Mo и др.) k<1,0;
Сглаженный рельеф, аридная зона:
— активные водные мигранты — k>1,0 (испарительная аккумуляция).

β

при
выветривании вводится
коэффициент
пропорциональности B:



B >1,0 — объем, занимавшийся
коренной горной породой уменьшается;
B=1,0 — не меняется,
B<1,0 — увеличивается.

действуют две силы:
1) касательная к поверхности склона составляющая давления вышележащей

толщи dgzsinα, где d — плотность пород на горизонте z и g — ускорение свободного падения;
2) обратно направленная сила
внутреннего трения среды μ·dv/dz,
где µ — коэффициент вязкости среды.
В условиях равновесия сил:




Введем кинематический коэффициент вязкости ν=μ/d.
Поскольку параметры μ и d изменяются с глубиной, допустим:

где ν0 — кинематический коэффициент вязкости верхнего горизонта.

Смещение ореола на склоне

T, можно выразить через интеграл:



где в условиях установившегося равновесия

Подставляя

v и меняя пределы интегрирования:





Или, вводя замены:


Смещение поверхностного слоя (z=0):

Смещение ореола на склоне

χ=ϕ(h,z)

A

Δh, составляет T0=h/Δh.

Для поверхностного слоя рыхлых образований (z=0) справедливо:










При прочих

равных условиях максимальное Sα наблюдается на пологих склонах (6–8°); на крутых склонах (30–35°) Sα→0.

«Парадокс» крутых склонов

Zn, Pb, Ni, Co.. на MnO2·nH2O, глинах)
Зависимость от климатических условий

форме водорастворимых соединений
Среда влагонасыщенна

+4H+
В присутствии кислорода Fe(II) → Fe(III):
4Fe2+ + O2 + 4H++6SO42-

= 4Fe3+ + 6SO42-+2H2O
В слабокислых водах происходит гидролиз Fe2(SO4)3:
Fe2(SO4)3 + 6H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3H2SO4
сульфид → сульфат → карбонат ↔ окисел

диффузии,
h — мощность перекрывающих отложений,
T — время,
Ei — интегральная показательная

функция от выражения в скобках (значения табулированы в справочниках).

съемки;
повышение точности анализа;
селективное извлечение подвижных форм элементов (например, анализ водных,

кислотных, ацетатно-буферных и других вытяжек; метод ЧИМ — частичное извлечение металла);
извлечение и анализ термомагнитных фракций.

Математическая обработка данных для повышения амплитуды аномалии и снижения уровня помех:
сглаживание методом «скользящего среднего»:
при окне в n точек амплитуда полезного сигнала сохраняется,
а случайная составляющая уменьшается в раз;
мультипликация содержаний элементов типоморфного комплекса:
при перемножении содержаний m элементов амплитуда аномалии увеличивается в m раз, стандартное отклонение — в раз;
добавление в знаменатель мультипликата элементов выноса.
При совмещении сглаживания и мультипликации помехи уменьшаются, а показатель контрастности аномалии растет в раз (max).

ориентируют вкрест господствующему простиранию рудоконтролирующих структур и рудных зон. Сеть

опробования выбирается исходя из решения задачи Бюффона.

Согласно Инструкции..., 1983:

определяется опытно-методическими работами и особенно зависит от генезиса вторичных ореолов

рассеяния.
Масса отбираемой пробы должна обеспечить получение из нее выхода заданной фракции не менее 25–100 г.

Для оценки выявленных наложенных аномалий производят глубинные геохимические поиски в центральной части аномалии:
по 2–3 профилям с расстоянием между ними 250–1000 м
и числом скважин в профиле не менее 3–5 при расстоянии между ними 25–100 м.

млн.т

м2%
Q = 2 млн.т

г/т
Содержание
Au во вторичных
ореолах, г/т
Параметры аномалий меди
Р = 760 тыс. м2%

Q = 12 млн.т

Параметры аномалий золота
Р = 30 м2%
Q = 340 т

и глубины пробоотбора (представительный горизонт).
Важно не столько обогащение какой-либо фракции

рудным элементом, сколько высокая контрастность геохимических аномалий:

Доступность материала: не должно быть затруднений в извлечении фракции в необходимом количестве (25–100 г) в конечном выходе после просеивания пробы.
Определение величин местных коэффициентов остаточной продуктивности k и коэффициентов гипергенного рассеяния σ для различных элементов и ландшафтно-геохимических условий.

M:



Количество металла в коренном оруденении q в т/м можно оценить,

приняв плотность пород d равной 2,5 т/м3:

Площадная продуктивность вторичного ореола P

При равномерной сети с шагом опробования Δx и расстоянием между профилями 2l:

P1), т на глубину H, м с учетом местного коэффициента

остаточной продуктивности k:

Если рудная зона залегает полого и H принимается по падению, величина q должна быть приведена к истинной мощности.