Слайд 1Лекция 12
Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых.
Геохимические поиски – один
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 .
Слайд 2Первичные ореолы рудных месторождений
Слайд 3Рудное тело и его первичный ореол
Граница кондиционные/
/некондиционные содержания носит экономический
характер;
площадь первичных ореолов в плоскости разреза нередко значительно превышает площадь
рудного тела;
по масштабу рудной минерализации: промышленное рудное тело (месторождение) → непромышленное рудопроявление → рудная точка → минералогическая находка
Слайд 4Скважиной пересечена непромышленная минерализация...
Слайд 5Зональность рудоотложения
Осаждение рудных минералов из гидротерм вследствие ΔT, Δp, ΔpH,
ΔEh, взаимодействия раствор – вмещающие породы – другие воды;
поскольку состав
гидротерм многокомпонентный, а условия осаждения различных компонентов разные, возникает зональность (минералогическая, химическая);
зональность по падению (осевая, вертикальная), простиранию (продольная) или по мощности (поперечная) рудной зоны;
один из первых предложенных вертикальных рядов — Уильям Эммонс, 1924 г.:
Sn – W – As – Bi – Au(1) – Cu – Zn – Pb – Ag – Au(2) – Sb – Hg
→ падает T и h
обобщенный ряд (>300 месторождений):
W(1) – Be – As(1) – Sn(1) – Au(1) – U – Mo – Co – Ni – Bi – W(2) – Au(2) – Cu(1) – Zn – Pb – Sn(2) – Ag – Cd – Au(3) – Cu(2) – Hg, As(2), Sb – Ba
Слайд 6Вертикальная зональность гидротермальных месторождений
Слайд 7Геохимическая зональность месторождений
Магматические месторождения: ликвационная, кристаллизационная дифференциация
Пентландит (Fe, Ni)9S8 ρ
= 4,6–5 г/см3
Халькопирит CuFeS2 ρ = 4,1–4,3 г/см3
Осадочные месторождения:
литолого-стратиграфический, фациальный контроль + геохимические барьеры
Триады Страхова (по мере удаления от береговой линии:
Al – Fe – Mn (гумидный литогенез)
Cu – Pb – Zn (аридный литогенез)
Слайд 8В простейшем случае:
в рудной зоне концентрация рудного элемента постоянна и
равна C0 (условия насыщения);
в надрудном и подрудном первичном ореоле изменение
концентраций по экспоненциальному закону:
(λ1 ≡ условия инфильтрационного рудоотложения)
(λ2 ≡ диффузия в боковые породы)
Теоретическое распределение содержаний металла
Слайд 9Показатели зональности
Изменение абсолютных содержаний не является зональностью;
Геохимическая зональность — отражение
зональности минералогической (соотношение между количествами минералов, появление новых минеральных форм,
изменение состава примесей);
Зональность рассматривается в контуре C > CА;
Например, ν = Pb / Zn, где символы элементов — это их продуктивности (м%, м2%) или содержания;
Могут быть отношения нескольких элементов: ν = AgPbZn/CuBiCo;
Как правило, безразмерные;
Векторная величина:
(x — направление вкрест, y — по простиранию, z — по падению рудной зоны)
Слайд 10Решение поисково-оценочных задач
Слайд 11Генетически однотипные месторождения различной крупности
Слайд 12Исследование вертикальной зональности месторождений
Слайд 13Ню-2: входные данные (пример)
Медно-порфировое месторождение Находка, Чукотка:
Слайд 14Ню-2: результаты расчетов (пример)
RL32
Центры тяжести графиков парных отношений:
Ряд зональности (сверху
вниз): Pb–Cd–Zn–Cu–Fe–Se–Te–Mn–Bi–Au–Mo–Sb–Ag–As
(аналогичные данные для RL33, RL34)
Коэффициенты ранговой корреляции
между рядами:
Общий ряд зональности (сверху вниз): Cu–Pb–Cd–Zn–Se–Fe–Te–Mo–Bi–Au–Ag–Mn–As–Sb
Показатели первого порядка:
Число рассмотренных показателей: 91
Число монотонных показателей: RL32 – 1 (Ag/Cd убыв.), RL33 – 2 (Bi/Fe возраст., Mn/Te убыв.), RL34 – 8 (Ag/Sb возраст., As/Cu убыв., As/Sb возраст., Au/Fe возраст., ...)
Число общих монотонных показателей – 0
<…> (аналогичные данные для показателей второго порядка)
Слайд 15Трудности в выявлении зональности
Кулисообразное размещение рудных тел (совмещение порудного ореола
одного рудного тела с надрудным ореолом другого);
«центриклинальная» зональность;
пологое склонение рудного
тела;
многостадийное рудоотложение
Слайд 16Блайклиппен, Гренландия (по У. Х. Гроссу)
Слайд 19Распределение золота
и изолинии показателя зональности
Слайд 20По материалам ООО «Bema-Gold»
Крупнейшее в России золото-серебряное месторождение Купол (Чукотка)
Слайд 21Обобщенные модель, ряды и геохимические показатели зональности
Zn-Cu-Pb-As(1)-Mo(1)-W-Sb-Ag-Au-As(2)-Mo(2)
Mg-Fe-Ca-Al-Na-V-Sc-Sr-K
Слайд 22Месторождение Купол. Проекция на вертикальную плоскость. Распределение золота, изолинии показателей
зональности
Слайд 23Месторождение Купол. Распределение золота
По материалам ООО «Bema-Gold»
Слайд 24Ряды вертикальной зональности отложения рудных элементов и показатели зональности, рекомендуемые
для оценки уровня среза золото-серебряных месторождений
Слайд 25Модель порфирово-эпитермальной системы
Слайд 27Вертикальная зональность Находкинской ПЭС
Участок Находка
Общий ряд зональности снизу вверх:
Mn-Mo-Cd-Cu-Zn-Te-Bi-Au-Se-Ag-Fe-As-Pb-Sb
Слайд 28Модель медно-порфирового оруденения
Средние содержания в рудах:
Cu 0.5-1.5%
Mo
системы в настоящее время поставляют 3/4 мирового производства Cu, половину
Mo, 1/5 Au, большую часть Re при попутном извлечении Ag, Pd, Te, Se, Bi, Zn, Pb.
Слайд 29
Распределение факторов в рудном кластере месторождения Песчанка
Латеральная геохимическая зональность:
SbAs{Cu}-(CuAuAg)- BiTe(Se)-Мо{Cu}- PbZn-{BiTe(Se)}- MnFе.
Слайд 30Показатели вертикальной геохимической зональности ПЭС
Первичная геохимическая зональность ПЭС
По опорным разрезам
изучено распределение основных рудных элементов на глубину и выявлен показатель
зональности AgPbZn/CuBi (Au)Mo, применимый для оценки уровня эрозионного среза ПЭС.
Вертикальная геохимическая зональность (снизу-вверх): [As-Bi-Se-Te-Sb]-Mn-Mo-Au-Fe-Cu-Ag-Pb-Zn
Осевая геохимическая зональность (снизу-вверх):
[As-Sb-Bi-Se-Te]-Mo-Au-Fe-Cu-Mn-Ag-Pb-Zn
Слайд 31Py – пирит, Chp –халькопирит, Bo - борнит
• Газовые включения
в раннем кварце характеризуют верхнюю часть кварцевого штокверка медно-порфировой системы
•
Кварц содержит высокотемпературный Na-K хлоридный рассол и газовые включения
• Кровля высоко температурной зоны с богатыми рудами находится в 20 м ниже уровня современного рельефа
• Рудоносный штокверк слабо эродирован и прогнозируется до глубины 1 км (что подтверждается данными глубокого бурения и глубинной геофизики)
Газово-жидкие включения. Песчанка.
Минералогия метасоматитов и руд
Монцодиориты
Монцодиорит-порфиры
Кварцевый штокверк
Пропилиты
Bt-Q-Ksp метасоматиты
1- зона высокотемпературных
рассолов с газовыми включениями
(506–374°C, соленость 55.0–44.7 wt % eq. NaCl).
2- зона преимущественно
газовых включений (447–406°C 2.9–1.7 wt % eq. NaCl)
3- зона двухфазных флюидных
включений (293–117°C; the Соленость 7.5–0.4 wt % eq. NaCl)
А
Б
506–374°C
447–406°C
293–117°C
Слайд 32Порядок проведения геологоразведочных работ
Слайд 33Литохимическая съемка первичных ореолов
Помимо опробования керна скважин для исследования зональности...
Площадное
опробование коренных пород (в случае хорошей обнаженности)
Профили вкрест простирания рудных
зон
100×10 м (1 : 10000), 50×10 м (1 : 5000), 20×5 м (1 : 2000)
Опробование искусственных обнажений (канавы, шурфы и др.)
Решаются задачи:
Выявление и интерпретация первичных ореолов;
Определение формационной природы оруденения;
Установление уровня эрозионного среза;
Установление элементов залегания рудных тел;
Оценка масштабов оруденения;
Оценка перспектив рудоносности на глубину и на флангах;
Корректировка направления разведочных работ.
Слайд 34Отбор проб
Из естественных и искусственных обнажений
Сопровождается геологической документацией
Слайд 35Пробоподготовка и анализ
Методы анализа: ПКСА, ICP AES, химико-спектральный
Слайд 36Оценка прогнозных ресурсов
Если вскрыто слепое рудное тело с продуктивностью надрудных
ореолов Pр [м2%], необходимо с помощью поправочного множителя η пересчитать
продуктивность на уровень 0,2:
Тогда ресурсы Q*H [т] на полную протяженность (от z=0,2 до z=0,8) рудного интервала Hполн [м]:
α — коэффициент, учитывающий долю забалансовых руд.
Если рудное тело вскрыто на горизонте zi > 0,2, оценка ресурсов ведется на поправленную глубину Hi:
Слайд 37Учет доли забалансовых руд (α)
Для модели сферической залежи: