Слайд 1Общая геохимия
Лекция 12
Прикладная геохимия. Первичные ореолы
Слайд 6Прикладная геохимия – применение законов и выводов геохимии к проблемам
практического характера (конкретные задачи обеспечения экономики страны и развития минерально-сырьевой
базы, проблемы экологии) - Applied Geochemistry, Exploration Geochemistry
Разделы прикладной геохимии:
Геохимические поиски
Геохимия минерального сырья
Геохимические методы в решении проблем окружающей среды (экогеохимия, геохимия техногенеза и др.).
Слайд 7Главное практическое применение геохимия приобрела при поисках минерального сырья (поисковая
геохимия). Геохимические методы поисков полезных ископаемых оформились в самостоятельную прикладную
науку с хорошо развитой теорией и разнообразной методикой.
Геохимия месторождений полезных ископаемых (совокупность процессов концентрации и рассеяния элементов в пространстве рудного поля месторождения). Выявление и количественная характеристика ассоциации элементов в минералах и рудах.
Слайд 8Цель поисковой геохимии – систематическое обнаружение и изучение аномально повышенного
содержания элемента(-ов), связанного с рудной минерализацией.
Слайд 9Довольно часто на отдельных участках земной коры в коренных породах,
почвах, растениях, водах, атмосфере ряд элементов накапливается совместно.
В таких случаях
говорят об ассоциациях элементов, находящихся в повышенных концентрациях, или просто об ассоциациях элементов, подразумевая, что их содержание превышает обычное, характерное для изучаемых объектов.
Совместное накопление элементов может объясняться общностью условий миграции, обусловленных внутренними и внешними факторами.
Слайд 10
Ассоциация элементов –– совокупность элементов, ионов или их соединений, свойственная
определенной геохимической или гидрогеохимической обстановке.
Выделяются парагенетические ассоциации, характеризующиеся единым процессом
образования элементов или насыщения ими водных растворов и негативные, которые невозможны в данной системе или физико-химической обстановке.
Слайд 11Когда влияние оказывают сходные внутренние факторы, то ассоциации элементов сохраняются
в широком диапазоне различных геологических и ландшафтно-геохимических условий.
Ассоциации, связанные с
радиоактивным распадом: U-Pb-He; Th-Pb-He; K-Ar.
Внешние факторы ограничивают область нахождения ассоциации элементов.
Au-Cu-As-Pb-Zn-Fe типична только для золотосульфидных руд.
Au-As-Fe, Cu-As-Zn-Au-Fe возникают при выветривании этих руд.
Слайд 12Для ультраосновных пород характерна ассоциация
Mg, Cr, Ni, Со, Fe,
Mn, Pd, Pt;
для пегматитов
К, Rb, Li, Cs, Be,
REE, Zr, Nb, Та, F, В;
для многих экзогенных урановых руд
Мо, Se, V, Re.
Примером отрицательного парагенезиса служат
Ni и Ва в минералах,
Сr и U в рудах,
Сu и Мn в осадочных формациях.
Слайд 14Ассоциации элементов, находящихся в повышенных концентрациях в коренных породах на
МПИ
Слайд 15Геохимические индикаторы – элементы (их соединения), по изменению особенностей распределения
которых в различных геологических объектах ведутся поиски полезных ископаемых геохимическими
методами.
Индикаторы, которые соответствуют основным элементам, слагающим полезное ископаемое, называют прямыми.
Следует обращать внимание и на минералы, образованные данными элементами.
Геохимические индикаторы, являющиеся «спутниками» полезных компонентов, называются косвенными индикаторами. Ими могут быть породообразующие элементы (например, Si).
Слайд 17В основе поисковой геохимии лежит концепция, рассматривающая процесс образования месторождений
как единственно возможный переход металлов от изначально рассеянного состояния в
земной коре и мантии к концентрированному состоянию с многоступенчатой дифференциацией, приводящей к обязательному образованию первичных геохимических ореолов.
Слайд 18Первичный геохимический ореол рудного тела представляет собой окаймляющую рудное тело
зону рудовмещающих пород, обогащенную или обедненную теми или иными элементами
в результате их привноса, выноса или перераспределения в процессе рудообразования.
а) морфология первичных ореолов; б) соотношения объемов первичных ореолов и рудных тел; 1 – рудные тела; 2 – первичные ореолы.
Понятие о первичных геохимических ореолах
Слайд 19Геохимическое поле – геологическое пространство, охарактеризованное цифрами содержания химического элемента
как функциями координат и времени.
Геохимический фон – среднее (модальное) содержание
химического элемента в пределах геохимически однородной системы. Область фоновых содержаний – нормальное геохимическое поле.
Геохимическая аномалия – область содержания элемента, отличающаяся от фона. Положительные (концентрация вплоть до месторождения полезных ископаемых) и отрицательные аномалии.
Слайд 20Геохимические аномалии делятся на рудные и безрудные (не имеющие связи
с оруденением)
Слайд 21Ложные аномалии
Pb и Zn в перекрывающих доломиты суглинках
Cu, Ni, Cr,
Co в почвах, связанных с выветриванием у.о.
При различии пород и
их разной устойчивости к агентам выветривания
Слайд 22Часть месторождения, в которой содержание элементов допускает их эксплуатацию, называется
рудным телом или залежью полезного ископаемого.
Руда – само вещество с
кондиционным содержанием элемента.
Остальная часть поля концентрации – это первичный геохимический ореол месторождения.
Он образуется одновременно с рудным телом и в результате тех же процессов.
Граница между рудным телом и первичным ореолом условна.
Слайд 23Первичный ореол рассеяния - зона рудовмещающих пород, окружающих месторождение (как
правило, эндогенное), обогащенная в процессе рудообразования рядом химических элементов (результат
привноса или перераспределения).
По отношению к вмещающим породам первичный ореол рассеяния может быть сингенетическим и эпигенетическим.
Первые характерны для магматических и осадочных пород, вторые - для пегматитовых и постмагматических (гидротермальных) месторождений.
Слайд 24В сингенетических ореолах распределение элементов характеризуется плавным возрастанием концентраций рудообразующих
компонент по мере приближения к рудным телам.
В эпигенетических ореолах
распределение элементов происходит сложным образом и отмечается определенная геохимическая зональность.
П.о.р. имеют важное значение при поисках слепых месторождений. Различают макроореолы, в которых рудное вещество устанавливается невооруженным глазом, и микроореолы - с рудным веществом, неразличимым невооруженным глазом. По форме участков или зон ореолов рассеяния первичных разделяются на объемные, площадные и линейные.
Слайд 25Наряду с первичными ореолами, окаймляющими концентрированное оруденение, часто встречаются геохимические
аномалии на удалении от рудных тел, представленные зонами рассеянной рудной
минерализации.
Геохимическая аномалия ≠ первичный ореол
Вокруг рудных тел и месторождений формируются ореолы и привноса, и выноса химических элементов. Ореолы привноса изучены детальнее. Они образованы индикаторными элементами – типоморфными для рудных тел.
Слайд 26
Мобильность –характеристика элемента, отражающая способность выборочно рассредоточиваться относительно матрицы
Ore
Слайд 28Индикаторные элементы (элементы-спутники) – более мобильны,контрастней распределение и легче измерять
содержание
Слайд 30
Соотношение первичных ореолов и рудных тел
Слайд 31Сингенетические и эпигенетические ореолы
Слайд 33Методика изучения первичных геохимических ореолов
1. Опробование – бороздовое, метод пунктирной
борозды, штуфное опробование.
На первом месте при выборе
метода экономическая целесообразность.
Слайд 342. Анализ проб разнообразными аналитическими методами.
3. Оконтуривание первичных ореолов. Проблема
выбора «фоновых» участков для для каждой группы рудовмещающих пород. Внешняя
граница первичных ореолов проводится по величине минимально-аномальных содержаний элементов, рассчитанных с 5% уровнем значимости.
Слайд 354. Метод суммарных ореолов.
Установлено, что вокруг рудных тел
можно выявить более контрастные геохимические ореолы, если суммировать содержание группы
элементов-индикаторов.
Две модификации суммарных ореолов:
аддитивные и мультипликативные.
Аддитивные ореолы строят путем простого сложения содержания элементов-индикаторов, нормированных к среднефоновым содержаниям во вмещающих породах. Более значительны по размерам и интенсивности.
Слайд 37Мультипликативные ореолы – перемножение содержания элементов-индикаторов. Отпадает необходимость в нормировании
на фон. Если содержание элемента b.d.l., то берется половина порога
чувствительности анализа.
Слайд 38lg((Sb2PbCu)/(AsMoWCo))
Савичева, 2007
а –Pb*As и б – Cu*Zn Гаврилов, 2006
Слайд 39Элементный состав ореолов
25 элемента-индикатора
Li, Rb, Cs, Hg, Au, U, Ta,
Sn, W, Be, Ba, Cd, Ag, Pb, Zn, Cu, Mo,
Co, Ni, As, Sb, Zr, Nb, V, Y
Слайд 40Первичные ореолы по размерам обычно существенно превосходят рудные залежи, вокруг
которых они развиты.
Особенно значительна вертикальная протяженность надрудных ореолов (сотни метров).
Большое
практическое значение в качестве эффективных индикаторов слепого оруденения.
Размеры и интенсивность ореолов
Слайд 41Exposed Ore
Ore
Halo
Ground Water
Mass Transport
Слайд 42Zoned Ore
Halo
Ground Water
Mass Transport
MnAg
Zn
Pb
Cu
Слайд 44Морфология
В большинстве случаев первичные ореолы развиваются согласно с рудными телами.
Ореолы
крутого падения и пологого залегания.
Несогласное залегание. Николаевское месторождение – вокруг
рудных тел пологого залегания развиваются первичные ореолы крутого падения (в плане незначительно больше, чем рудное тело).
Слайд 45Схемы метасоматической (А) и геохимической (Б) зональности Николаевского месторождения (разрез).
1
– терригенно-осадочные породы фундамента; 2 – олистолиты известняков; 3 –
кремнистые брекчии; 4 – риолиты жерловой фации; 5 – рудные тела скарново-полиметаллического (а) и жильного (б) типов; фации метасоматически измененных пород: актинолит-хлорит-эпидотовая (6), эпидот-хлорит-серицитовая (7) и кварц-хлорит-гидрослюдистая (8); ореолы геохимических ассоциаций: Wo-Mo-Sn-Ag (9), Pb-Zn-Cu (10), Pb-Zn-Ag (11) и Pb-Ag-Sn (12)
(Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России: в 2 кн. / под ред. А.И. Ханчука. – Владивосток : Дальнаука, 2006)
Слайд 47Зональность первичных ореолов крутого падения
Осевая (I), поперечная (II) и продольная
(III) зональность.
Осевая или фронтальная зональность наиболее важна
Слайд 48Вертикальная зональность имеет решающее значение при оценке уровня эрозионного среза
геохимических аномалий.
Ореолы пар Ba-Ag и Co-W зеркальны между собой.
Слайд 49Методы изучения зональности
Эффективны индикаторные отношения с максимальными значениями градиента по
вертикали.
Пара Pb/U более контрастна с глубиной, чем Mo/U (для
урановых месторождений).
Слайд 51РЯДЫ ЗОНАЛЬНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ-ИНДИКАТОРОВ
Слайд 52Обобщенная схема первичного ореола гидротермального месторождения
Слайд 53Обобщенный ряд зональности для первичных ореолов гидротермальных месторождений (сверху вниз)
по Л.Н. Овчинникову и С.В. Григоряну
Цифры в скобках указывают на
вероятность нахождения этих элементов на данном месте в ряду зональности.
Единообразна для различных по составу месторождений
Слайд 54W – Be – As(1) – Sn(1) – U –
Mo – Co – Ni – Bi – Cu(1) –
Au – Sn(2) – Zn – Pb – Ag – Cd – Cu(2) – Hg – As(2) – Sb – Ba
Sn(1) - касситерит SnO2,
Sn(2) - станнин Cu2FeSnS4;
As(1) - арсенопирит FeAsS,
As(2) - аурипигмент As2S3;
Cu(1) - халькопирит CuFeS2,
Cu(2) - тетраэдрит 3Cu2S ∙ Sb2S3
ОБОБЩЕННЫЙ РЯД ЗОНАЛЬНОСТИ ОТЛОЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ (снизу вверх):
Слайд 56Поперечная зональность
Отражает различия в ширине ореолов элементов вкрест простирания рудных
тел и окаймляющих ореолов. Зависит от состава руд.
Слайд 57Продольная зональность
Может быть симметричной и ассиметричной.
Отражает движение рудоносных растворов в
плоскости рудоносных зон. Согласуется с осевой зональностью.
Слайд 58Результат воздействия экзогенных факторов на месторождение
Происходит перераспределение (миграция) слагающих его
компонентов
В частных случаях это определяет дальнейшую концентрацию элементов (вторичное сульфидное
или окисное обогащение руд, образование россыпей).
Более общим является рассеяние и постепенная ликвидация ранее сформированных месторождений
