Геохимические методы поисков исландского шпата
Прозрачный кальцит или исландский шпат (СаСО3) встречается в природе редко и относится к одним из дефицитных видов сырья. Кристаллы исландского шпата образуются в низкотемпературный гидротермальный этап. Известны пять типов месторождений, характеризующихся постоянством главных минеральных ассоциаций: халцедон-цеолит-кальцитовый, кальцитовый, кальцит-кварцевый, кварц-сульфидно-кальцитовый и микроклин-кальцит-морионовый. Первый и наиболее промышленно интересный тип связан с вулканическими и субвулканическими породами основного и умеренно-основного состава — базальтами, долеритами, андезитами и их туфами. В Советском Союзе месторождения исландского шпата связаны с трапповым магматизмом Сибирской платформы как в пределах развития лавовых покровов, так и туфогенных отложений.
В лавовом поле распределение месторождений исландского шпата разных порядков контролируется отрицательными депрессионными структурами. Месторождения тесно связаны с линзами шаровых лав, обнажающихся в основании лавовых покровов. Гнезда с исландским шпатом концентрируются в основном в местах коробления покровов, локализуясь как в самих шаровых лавах, так и в подстилающих их более древних покровах, образуя продуктивные горизонты мощностью в несколько метров.
В туфовом поле месторождения исландского шпата располагаются либо внутри субвулканических долеритовых тел (дайках, штоках), либо в агломератовых туфах в жерловых и прижерловых зонах вулканов. Они достаточно четко контролируются тектоническими нарушениями. Крупные гнезда с кристаллами исландского шпата локализуются в зонах крупноглыбового дробления пород.
Наиболее интенсивная кальцитовая минерализация характерна для периода смен вулканических извержений (конечные этапы выброса туфов и начальные этапы излияния лав). Первичный состав гидротермальных ювенильно-вадозных растворов, поступавших в «продуктивные» породы, был существенно хлоридно-натриевым, но вследствие взаимодействия с породами субстрата изменился на существенно натриево-кальциевый бикарбонатно-хлоридный. Из таких низкотемпературных растворов и кристаллизовался исландский шпат.
Общими поисковыми признаками месторождений исландского шпата являются:
1) присутствие лавовых и туфогенных пород трапповой формации;
2) интенсивное проявление тектонических разрывов в преимущественно отрицательных внутриэффузивных структурах (мульды, кальдеры и др.);
3) широкое развитие текстурных разновидностей пород типа шаровых лав, участков крупноглыбового дробления в породах туфового поля и др., которые способствовали проникновению больших порций гидротермальных растворов и кристаллизации в крупных полостях под экранами;
4) низкотемпературная гидротермальная переработка пород при наличии халцедон-цеолит-кальцитовой минеральной ассоциации.
Предпосылки применения геохимических методов при поисках и оценках месторождений. Кристаллы исландского шпата образуются в полостях, причем источником COa явились поступавшие извне гидротермальные растворы, а источником Ca — породы субстрата. Степень и характер этого взаимодействия зависят от состава растворов, вмещающих пород, а также от их структурнотекстурных особенностей и степени дробления.
Необходимым условием образования кальцита является наличие в гидротермальных растворах иона НСО-3, что обусловливает принципиальную возможность использования карбонометрического метода для поисковых целей. Вблизи месторождений исландского шпата концентрация НСО-3 настолько значительна, что в составе миндалин базальтовых покровов резко преобладает кальцит в ассоциациях с парагонитом, сапонитом и халцедоном, которые распространены значительно шире, чем продуктивные горизонты с исландским шпатом. Состав миндалин по мере удаления от шпатоносных узлов изменяется вследствие резкого увеличения содержания анальцима, томсонита, гидрослюд, пренита и кварца при уменьшении количества кальцита.
Реликтовые части растворов фиксируются в газожидких включениях в кальците и сопутствующих минералах во вмещающих породах, что позволяет надеяться на использование декрептофонических методов исследования в поисковых целях. Все породы, вмещающие месторождения исландского шпата, характеризуются повышенными потерями при прокаливании.
Газожидкие включения в кристаллах исландского шпата и сопутствующих минералов отличаются весьма высокой концентрацией ионов хлора, которые иногда даже преобладают над ионами HCO3-. Содержание хлора в долеритах из шпатоносных даек на порядок выше по сравнению с долеритами из нешпатоносных даек. Воздействие хлора проявляется также в изменении первичной концентрации и распределении тесно связанных с ним элементов (Hg, Cu, Pb, Zn, Ag, Mn, Cr, Ti), что четко устанавливается при сопоставлении их содержаний и дисперсии содержаний в неизмененных и гидротермально переработанных породах. Среди этих элементов особую роль играют Hg и Ti.
Установлены четыре разнотемпературные формы ртути: самородная (100—150° С), хлоридная (140—260° С), сульфидная (220—350° С) и изоморфная.
Наиболее распространена хлоридная форма ртути, присутствующая во всех 76 изученных пробах и дающая на графиках высвечивания максимальные пики. Температура возгонки именно этой формы ртути примерно соответствует температуре гомогенизации газожидких включений (80—220° С) в кристаллах исландского шпата, незначительно смещаясь в более высокотемпературную область.
Достаточно часто встречается и низкотемпературная самородная ртуть, отсутствующая в большинстве гидротермальных месторождений. В районе развития гнезд с кристаллами исландского шпата иногда отмечается совмещение двух низкотемпературных форм ртути. Сульфидная форма ртути встречается значительно реже, а изоморфная ртуть (434° С) обнаружена только в одной пробе.
Приведенные данные свидетельствуют о связи основного количества ртути с этапом продуктивной цеолит-кальцитовой минерализации. Это подтверждается резким увеличением содержания ртути (2*10в-6—7*10в-6%) в продуктивных частях минерализованной зоны, тогда как в измененных более высокотемпературных породах (скарнированных с магнетитом и без него, кварц-карбонат-ных породах и др.) содержание ртути обычно более низкое (1*10в-6%). Причем с увеличением степени продуктивности той или иной части шпатоносной зоны, как правило, увеличивается и содержание хлоридных форм ртути. Таким образом, ртуть является чутким индикатором шпатоносного оруденения. В некоторых месторождениях лавового поля в небольших количествах отмечалась киноварь.
Введение в водно-хлоридно-карбонатный раствор добавок треххлористого титана уменьшает способность этого раствора к спонтанной кристаллизации и содействует образованию более крупных и чистых кристаллов кальцита. В высококачественных кристаллах исландского шпата содержание титана обычно повышенное. Источником титана, безусловно, являются вмещающие породы, на что указывает и резкое изменение дисперсии титана вблизи шпатоносных гнезд. Влияние титана на качество и размеры кристаллов исландского шпата бывает настолько значительно, что в отдельных регионах по степени концентрации в долеритах титан-авгита можно даже различать промышленные и непромышленные блохи в пределах минерализованных зон месторождений. Образованию исландского шпата, по-видимому, благоприятствует и высокое содержание щелочей, особенно калия, во вмещающих породах. Поэтому продуктивные базальты и долериты отличаются от непродуктивных большими значениями коэффициентов CaO/2FeO+MgO, К2О/К2О+Na2О, а также Fe2О3/FeO, что связано, видимо, с окислением пород под воздействием летучих веществ. Имеются и другие отличия в исходном составе вмещающих пород, отраженные, например, в табл. 6.
Месторождения исландского шпата формируются в вулканических областях, где вследствие унаследованности путей движения растворов особенно часто (хотя и не всегда) отмечается наложение низкотемпературной гидротермальной переработки пород на высокотемпературные — телескопирование. Особенно благоприятно направленное изменение пород на всем протяжении гидротермального процесса. Так, в дайках Тунгусско-Мункамбинского разлома накопление кальция происходит в скарновой стадии минерализации, при образовании кремнисто-карбонатных пород, а также более низкотемпературных кальцитовых жил с гнездами исландского шпата. Такая направленность процесса способствует образованию высоких содержаний кальция в относительно легкорастворимых соединениях вблизи минерализованных зон с исландским шпатом. Месторождение исландского шпата приурочено к той части минерализованной зоны в дайках долеритов, где особенно широко развиты более высокотемпературные кремнисто-карбонатные породы гидротермального генезиса, причем вблизи месторождения и сопутствующих ему проявлений исландского шпата эти породы интенсивно выщелочены.
Некоторые из более высокотемпературных гидротермальных минералов, таких как магнетит, гранат, турмалин, флюорит, и соответствующих элементов (F, Li) вследствие частого пространственного совмещения высоко- и низкотемпературной минерализации могут быть использованы при поисках самих шпатоносных зон.
Степень минерализации шаровых лав по мере удаления от вулканических центров — путей движения гидротермальных растворов — обычно уменьшается. Аналогичные явления установлены и для месторождений, приуроченных к зонам дробления туфов. На близость к вулканическим центрам указывают такие минералы, как гранат, дистен, ставролит, турмалин, флюорит и др., а также иногда и несколько повышенная основность самих пород, меньшая отсортированное материала в туфах и другие факты, которые могут быть использованы для оценки возможной продуктивности минерализованных зон или продуктивных горизонтов в линзах шаровых лав и вблизи них — вероятность обнаружения более крупных месторождений вблизи вулканических центров больше.
И, наконец, в результате взаимодействия гидротермальных растворов и вмещающих пород перераспределяется большинство элементов вблизи гнезд, что выражается в резком увеличении неравномерности их распределения — дисперсий, что также может быть использовано для оценки продуктивности самих зон.
Минералообразующие растворы меняют свой состав во времени и пространстве, в результате чего в месторождениях исландского шпата возникает минералого-геохимическая зональность, обусловленная дифференциальным распределением элементов в пространстве. Для шаровых лав характерна морденит-кальцитовая ассоциация с относительно небольшим содержанием халцедона, а для кровли подстилающих покровов — халцедон-кварц-кальцитовая. В миндалинах из кровли подстилающих покровов преобладают палагонит, сапонит, халцедон, кальцит, цеолиты (морденит), причем участки развития халцедона и кальцита совпадают с развитием исландского шпата. Турмалин и флюорит связаны с «под-гнездовыми; подстилающими частями минерализованной зоны. Показательно распределение цеолитов и кальцитов в минерализованных зонах. В пироксен-цеолитовых породах анальцим и натролит снизу вверх сменяются натриево-кальциевыми и кальциевыми цеолитами — крупные гнезда с кристаллами исландского шпата приурочены к верхним частям минерализованных зон. Отношения содержаний кальцита и цеолитов в продуктивных частях минерализованных зон (в исследованных нами дайках долеритов) меняются в пределах от 10 до 40, а в непродуктивных частях меньше — цеолиты иногда преобладают. Местные изменения кислотности — щелочности растворов, фиксируемые по изменению характера цеолито-кальцитовой минерализации в продуктивных зонах, отражаются и на характере переработки вмещающих пород. В участках развития натровых цеолитов направленность переработки пород несколько иная, по сравнению с участками развития кальциевых цеолитов и исландского шпата. В районе развития гнезд с крупными кристаллами исландского шпата (которому иногда сопутствует морденит и гейландит) содержание кремнезема повышенное (50%), а в районе развития крупных скоплений анальцима и убогой кальцитовой минерализации, наоборот, пониженное (43-44%).
Анальцим и бедные кремнеземом цеолиты находятся в равновесии с растворами, недосыщенными кремнеземом (последний в связи с этим должен заимствоваться из вмещающих пород), а богатые кремнеземом цеолиты (морденит и др.) — в равновесии с растворами, пересыщенными кремнеземом (т. е. должен отлагаться в породах и минералах — халцедоне, кварце). В окологнездовых породах также обычно увеличивается содержание Ca, К, летучих веществ и некоторых других элементов. Степень окисления железа также увеличивается. Существующая в базальтах четко выраженная корреляционная зависимость (r=0,75) между К и Na в процессе гидротермальной переработки пород исчезает (r= 0,08), но выявляются отсутствовавшие ранее корреляционные связи между Zn и Cu (r=0,45), что связано с их перераспределением и последующей концентрацией в одних и тех же минералах.
При разрушении карбонатов и других сопутствующих минералов, содержащих включения с ионами HCO3-, последние растворяются в воде, образуя гидрохимические ореолы, частично усваиваются растениями (биохимические аномалии). Карбонат-ионы в породах, растениях и растворах сравнительно быстро и легко определяются с помощью химических методов. Повышенные концентрации этих ионов указывают на вероятное наличие исландского шпата.
Возможность использования первичных ореолов для поисков и оценки проявлений и месторождений исландского шпата в лавовом и туфовом полях не одинакова.
В лавовом поле шпатоносная минерализация связана с достаточно крупными по размерам линзами шаровых лав. Поиски этих линз достаточно надежны по структурным признакам (приуроченность к мульдам и т. д.) в сочетании с геофизическими исследованиями лавовых покровов и изучением делювиальных ореолов рассеяния минералов-индикаторов. Геохимические исследования на этой стадии работ имеют косвенное значение и заключаются в исследовании обычно хорошо обнажающихся верхних частей базальтовых покровов на летучие вещества, щелочи, Fe2+/Fe3+, K/Na и халькофильные элементы. Повышенные содержания летучих веществ (H2O, Cl) и халькофильных элементов при высоких значениях Fe3+/Fe2+ и К/К+Na указывают на то, что рассматриваемые покровы являются продуктивными и содержат крупные линзы шаровых лав. Геохимические исследования гидротермально-переработанных пород в пределах самих линз шаровых лав и прилегающих к ним продуктивных горизонтов проводятся с целью возможного наличия в отдельных их частях гнезд с кристаллами исландского шпата, т. е. определения вероятной продуктивности. Для этого следует изучать характер изменения пород в нижних частях линз шаровых лав, исходя из наличия здесь кальциевых цеолитов, резкого уменьшения содержания магнетита, повышения содержания кремнезема и калия как в породах, так и в отдельных минералах. Такие исследования необходимо осуществлять при изучении керна скважин, что позволит избежать проходки тяжелых горных выработок в заведомо неперспективных участках минерализованных зон.
При изучении месторождений в туфовом поле Сибирской платформы можно решать следующие задачи: 1) поиски минерализованных зон; 2) оценку их перспектив; 3) оценку перспектив отдельных частей этих зон.
Аномалии элементов-индикаторов охватывают не только дайки долеритов, но и вмещающие их туфы. Элементы характеризуются различной подвижностью, образуя ореолы инфильтрационного типа. Высоким содержаниям одних элементов (медь) иногда соответствуют пониженные содержания других (свинца), но отмечается также и одновременное повышение (или понижение) содержания всех халькофильных элементов. Такие особенности в распределении содержаний элементов позволяют отличить неизмененные туфы от гидротермально-переработанных. Мощность ореолов в туфах (вблизи минерализованных зон в долеритах, в отдельных случаях вблизи крупных месторождений) достигает 70 м, причем отдельные элементы образуют различные по размерам ореолы. Мощные и достаточно контрастные ореолы, указывающие на наличие минерализованных зон со шпатоносной минерализацией, образуют Cl, Hg, IT2O. В шпатоносных полях, связанных с зонами крупноглыбового дробления в самих туфах, мощность ореолов переработанных пород с аномальными содержаниями указанных выше минералов и элементов-индикаторов не превышает 20 м, т. е. меньше в несколько раз.
Вторичные ореолы рассеяния изучены слабо. Возможно использование карбонометрической и хлорометрической съемок (при отсутствии карбонатного цемента во вмещающих породах) в элювиально-делювиальных отложениях для поисков минерализованных зон с кристаллами исландского шпата.
Методика работ. При мелкомасштабных (1 : 200 000—1 : 25 000) работах изучаются ореолы рассеяния минералов кремнезема, цеолитов и анальцимов, которые обнаруживаются проще и встречаются чаще, чем более локальные проявления исландского шпата. Их целесообразно использовать для поисков минерализованных зон, перекрытых наносами. Пространственное совмещение более ранней рудной (особенно магнетитовой, цеолит-кальцитовой) минерализации позволяет использовать шлиховое опробование для поисков. В лавовом и туфовом полях оценивается перспективность базальтовых покровов и даек долеритов по особенностям минерального и химического состава, причем основное внимание уделяется содержаниям Ti, Cl, H2O, степени окисленности железа и величине К/К+Na; также учитываются распространенность миндалекаменных пород и состав миндалин. Преобладание в составе миндалин кальцита — положительный признак. В туфовом поле можно применять карбонометрическую съемку, но наличие карбонатного материала в составе туфового цемента обусловливает ложные аномалии, количество которых определяется степенью развития карбонатизированных туфов. Разбраковка аномалии в принципе возможна по различиям изотопного состава углерода, нo на данной стадии проводить такие сложные исследования в массовом масштабе вряд ли целесообразно.
При поисковых работах в масштабе 1 : 10 000 и крупнее oпробование производится по топографически привязанным профилям, располагающимся вкрест простирания шпатоносных зон. В туфовом поле Сибирской платформы в связи с частой приуроченностью минерализованных зон к северо-восточным разломам профили лучше всего ориентировать в северо-западном направлении. В лавовом поле, где покровы базальтов залегают субгоризонтально, профили ориентируют в любом направлении по склону. Расстояние между профилями 100—50 м при длине борозды не более 10 м. Длину пунктирной борозды выбирают с таким расчетом, чтобы первичные неконтрастные ореолы были охарактеризованы не менее чем 9 пробами. Увеличение интервала опробования приводит к сглаживанию кривой содержаний. Такое сглаживание допускается только до величины, при которой возможна фиксация конкретной аномалии (т. е. в большинстве случаев не более 10 м). Задача поисковых работ в этом масштабе — выявление практически всех линз шаровых лав и минерализованных зон в наиболее перспективных частях лавового и туфового полей. В лавовом поле на этой стадии работ обращается внимание на повышенные содержания граната, дистена, ставролита, турмалина, флюорита, указывающих на близость подводящих каналов, вблизи которых часто концентрируются наиболее ценные линзы шаровых лав.
Задачей геохимических работ в масштабах 1:5000—1:2000 является оценка перспектив обнаруженных минерализованных зон и наиболее продуктивных их частей. При оценке перспектив обнаруженных минерализованных зон можно исходить из двух основных критериев — закономерностей распределения и содержания элементов-индикаторов шпатоносного оруденения. Более интенсивное перераспределение (с привносом или выщелачиванием) исходных компонентов пород указывает обычно на интенсивность гидротермальной проработки пород и, в конечном счете, на вероятность промышленных концентраций исландского шпата.
В шпатоносном поле, где было обследовано несколько минерализованных зон, более продуктивные зоны характеризовались резким увеличением дисперсии содержания большинства элементов, и прежде всего щелочей, Ca, Cu, Pb, SO, Mn, и Ag (Cl и Hg в этих зонах не изучались). Продуктивные зоны выделяются более высокими содержаниями Ca, Mg, Pb, Co, Cu и Ag. В дайках долеритов продуктивные минерализованные зоны также выделяются повышенными дисперсиями содержаний большинства анализировавшихся компонентов. Внутри самих зон, как показал детальный отбор проб, можно выделить участки пород, характеризующиеся повышенными концентрациями Ti (и соответствующих минералов) в сочетании с хлором, а также Hg, Cu, Ag, причем температура возгонки ртути слегка повышена (на 20—30° С) по отношению к наиболее распространенным значениям в минерализованной зоне. В шпатоносных объектах присутствуют все формы ртути, в том числе и низкотемпературная.
Оценка перспектив минерализованных зон по ассоциациям минералов в значительной степени зависит от типа месторождений. Бесцеолитовые халцедон-кварц-кальцитовые парагенезисы в эффузивных траппах свидетельствуют о наличии высококачественных кристаллов исландского шпата. Наличие цеолитовой (десмингейландитовой) минерализации в зонах крупноглыбового дробления в туфах при резком снижении анальцима — достаточно надежный признак возможного промышленного оруденения. В общем более разнообразный состав и высокое содержание акцессорных минералов является благоприятным признаком шпатоносности минерализованных зон. Следует обращать внимание на гранаты, дистен, минералы титана, магнетит и сульфиды (особенно халькопирит, галенит и др.) и сравнительно редко встречающиеся турмалин и флюорит.
Исследования особенностей химического состава более распространенных минералов также способствуют правильной оценке перспектив тех или иных частей минерализованных зон. Содержание кальция и щелочей в десминах из даек долеритов в значительной степени определяет продуктивность минерализованных зон ьа исландский шпат. Для продуктивных участков характерны повышенные удержания кальция и особенно калия при пониженных содержаниях натрия. Наибольшие содержания К2О (0,55%) в десмине из промышленного блока месторождения с особо высоким содержанием оптического кальцита; в десмине из промышленной части зоны с умеренным содержанием оптического кальцита 0,36% К2О; в десмине из непромышленной части минерализованной зоны 0,28% К2О; в десминах из кремнисто-карбонатных пород 0,18% К2О и в десмине из участка, где кальцитовая минерализация ограничена, 0,13% К2О.
При оценке возможной продуктивности минерализованных зон используются и другие минералогические признаки; положительным фактором является наличие исландского шпата. По форме и габитусу этих кристаллов можно судить о типе и, следовательно, возможных перспективах выявленного шпатоносного проявления.
Для общей характеристики минерализованных зон необходим отбор не менее 30 проб в мелкозернистых и 50 проб в крупнозернистых породах. Желательно такое распределение профилей в пространстве, которое обеспечило бы равномерный отбор проб в объеме всего шпатоносного тела, т. е. в туфовом поле пробы отбирают по профилям, расположенным на разных горизонтах, а в лавовом поле — в глубине склона на удалении от эрозионных поверхностей. В противном случае будет оценена часть шпатоносной зоны, примыкающая к поверхности, вдоль которой расположены профили. Расстояние между профилями 50—20 м в соответствии с обычно принятыми системами горных выработок и скважин. Длина борозды 1—2 м, в направлении наибольшей изменчивости: пород длину борозды (и по возможности расстояние между профилями) следует сокращать вдвое.
Зональность первичных ореолов устанавливается путем сопоставления абсолютных содержаний компонентов на разных уровнях и расстояниях от центра, расчетов отношения метропроцентов на всю ширину ореола, величины мультипликативного показателя, особенностей распределения и содержания элементов с помощью рангового коэффициента Спирмана и коэффициента вероятности числа скачков и др. При этом необходимо иметь в виду возможность искажения первичных ореолов вследствие многофазности пульсационного процесса минералообразования, весьма ярко проявленного в некоторых месторождениях туфового поля.
Задачей геохимических работ при проведении разведки является определение положения гнезд в пространстве. Она может быть решена при детальном опробовании карьеров и других выработок в районе предполагаемых шпатоносных гнезд, так как вблизи них отмечаются упомянутые выше специфические изменения состава окружающих пород.
Установлено, что в продуктивном горизонте лавового поля в районе гнезд отчетливо выделяются две зоны: 1) интенсивного выщелачивания пород, расположенная на большом расстоянии от гнезд и охватывающая участки дресвы из близлежащих линз или участков шаровых лав, в этой зоне гидротермальные растворы насыщаются кальцием; 2) частичного выщелачивания некоторых компонентов и одновременного отложения других (в частности кальция), эта зона примыкает к гнезду.
На стадии детальных поисково-разведочных работ изучают распределение кальцита и кальциевых цеолитов, анальцима и натровых цеолитов. Участки, где преобладают кальцит и кальциевые цеолиты, наиболее благоприятны для концентрации промышленного оруденения. Повышенное содержание минералов титана, большое содержание хлора, наличие низкотемпературных форм ртути также указывают на возможность обнаружения кальцита именно в данной части минерализованной зоны.
При проведении всех видов полевых работ отбор геохимических проб производится в коренных породах, не затронутых (или почти не затронутых) выветриванием, ибо гипергенные процессы могут существенно исказить первичное содержание анализируемых компонентов. Масса проб находится в пределах общепринятых стандартов для каждого вида анализа.
При литогеохимических поисках в масштабах 1:50 000—1:10 000 основную массу проб анализируют на широкий круг элементов методом спектрального анализа. При более детальных работах на широкий круг элементов следует анализировать ограниченное число проб, отобранных с опорных профилей; там же отбирают пробы на минералогический и химический анализы.
Подвижный хлор определяли по следующей методике. Легкорастворимые хлориды экстрагировали из 2—3-граммовых навесок слабым раствором азотной кислоты (1:30) с последующим не-фелометрическим определением хлора в AgCl. При такой обработке в раствор переходят галит, сильвин, карналлит, хлорапатит и частично содалит.
При литогеохимических поисках в масштабах 1:200 000—1:100 000 основную массу проб анализируют на хлор и широкий круг элементов методом приближенно-количественного спектрального анализа. Целью этого метода является выявление наиболее «работающих» минералов и элементов-индикаторов, которые из-за отличий в составе исходных пород и предшествующей высокотемпературной их переработке для разных районов — не вполне идентичны. При более детальных работах на широкий круг элементов следует анализировать ограниченное число проб, отобранных с опорных профилей, где также отбираются пробы на минералогический и химический анализы. По остальным пробам проводился количественное определение выявленных ранее элементов-индикаторов как в породах, так и (с большей степенью достоверности) в отдельных минералах. Работы, проведенные нами на отдельных объектах, позволяют выделить промышленные блоки по таким элементам как Ti, Hg в сочетании с хлором.
Для выделения слабых аномалий вблизи шпатоносных тел приходится пользоваться критерием «двух стандартных отклонений», что значительно увеличивает (до 2,28% против 0,14%) возможность обнаружения ложных аномалий. Однако вследствие обычной коррелируемости аномальных содержаний элементов по нескольким m точкам на профиле и нескольким смежным профилям целесообразно последовательно в зависимости от числа m снижать
нижний уровень Ca согласно выражениям Са = Сф+3S/Vm (нормальный закон) или Са = Cфе/Vm (логнормальный закон). При этом практически не увеличивается число фиктивных аномалий сверх вероятностного их числа — 0,14%- Поэтому критерии 3S или 2S (е3 или е2) применяют для выделения изолированных точечных аномалий, большинство которых не представляет интереса.
Результаты сравнительного изучения месторождений исландского шпата показывают, что вокруг них в большинстве случаев наблюдаются сравнительно незначительные по размерам и интенсивности первичные ореолы. Поэтому возникает необходимость «усиления» контрастности слабых аномалий путем суммирования отклонений абсолютных (или относительных) значений разных компонентов-индикаторов от фоновых с последующим анализом соответствующих суммированных или аддитивных ореолов, что позволяет избавиться от фиктивных аномалий, где изменения содержания одного компонента часто не обусловлены соответствующими изменениями содержания других компонентов. Возможно также использование мультипликативных ореолов (содержание, дисперсии содержания, частота встречаемости, степень связи между коррелируемыми величинами) на основе критериев сходства, применяемых в математической статистике. В принципе желательно использовать метод многократной корреляции, учитывающий всю совокупность исследуемых минералов и элементов.
Первоочередной проверки заслуживают аномалии с максимальным набором положительных геологоструктурных, петрографических, минералогических и геохимических признаков. Для оценки перспективных аномалий может быть рекомендован следующий порядок: 1) детализация геологической обстановки в районе аномалии и в случае необходимости детализация минералого-геохимическими методами; 2) геофизические исследования с проведением дополнительного геологического и минералого-геохимического изучения объекта в проходимых легких горных выработках;
3) предварительная оценка выявленной аномалии; 4) вскрытие минерализованной зоны (шпатоносного тела) горными выработками и скважинами с целью оценки ее перспектив.
В основу разделения объектов на группы положены данные опробования. При интерпретации последних необходимо учитывать особенности геологоструктурного положения выделенной аномалии, околорудных изменений пород, минерального состава (наличие или отсутствие кристаллов исландского шпата) и другие геологические признаки, а также обычное значительное превышение размеров ореолов не по основному компоненту, а по минералам и элементам-спутникам. Обычно объекты по комплексу всех признаков делятся на две антагонистические группы в определенной последовательности: неизменные породы — минерализованные зоны, шпатоносные и нешпатоносные минерализованные зоны, продуктивные (в разной степени) и непродуктивные участки в шпатоносных и нешпатоносных объектах по всем основным параметрам.
Анализ проведенных работ показывает возможность комплексирования геохимических и геофизических исследований.
1. Аэромагнитные исследования в туфовом поле позволяют наметить основные разрывные структуры, которые могут контролировать шпатоносную минерализацию, а проверка этих структур в полевых условиях геохимическими методами позволяет отделить минерализованные зоны с цеолит-кальцитовой минерализацией от неминерализованных.
2. В лавовом поле выделение крупных перспективных шпатоносных структур проводится на основе гравиметрических, магнитных и электроразведочных работ. На этой же стадии целесообразно оценивать степень продуктивности покровов по упомянутым петрохимическим и минералогическим критериям.
3. Выделение благоприятных структур, вмещающих группу линз или отдельные линзы шаровых лав, проводится с достаточно высокой степенью надежности (80%) при комплексировании магнитометрии с электроразведочными работами. С этой же целью могут быть использованы минералогические критерии. Изучение характера минерализации, а также степени и характера переработки пород в пределах самих линз позволяет более уверенно судить о продуктивности выделенных линз.
4. Выделение благоприятных участков в пределах минерализованных зон (участки пересечения зон трещиноватости) проводится электроразведочными методами, а анализ прилегающих частей минерализованных зон — с помощью минералов- и элементов-индикаторов.
5. Местоположение полостей в пределах разведочных карьеров можно определить микроэлектроразведочными работами (полости определяют на расстоянии 10 м). Изучение характера переработки пород вблизи полостей по их минералого-геохимическим ореолам позволяет примерно в этих же пределах определять направленность и характер гидротермальной переработки пород и тем самым оценивать перспективы выявленной геофизической аномалии. Такое сочетание геофизических и геохимических методов вероятна будет способствовать увеличению производительности труда и уменьшению потерь при эксплуатационных работах.