Основы геохимических методов поисков месторождений барита

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Основы геохимических методов поисков месторождений барита

03.09.2020

Геохимические методы поисков на баритовых месторождениях проводились в небольших объемах. Однако полученные при этом материалы позволяют наметить широкий круг решаемых геологических задач и необходимость использования геохимических методов для поисков барита. При проведении литогеохимической съемки в Кузнецком Алатау выявлены вторичные ореолы бария с содержанием 0,6—1,0%, тяготеющие к карбонатным образованиям. Наряду с ореолами бария установлены аномалии в %: фосфора 1—3, стронция 0,2, цинка 0,01, меди 0,01, молибдена 0,02. В результате поисковых работ открыто месторождение.

При поисках баритовых месторождений установлено, что эффективным индикатором минерализации является ртуть. Содержание ртути в делювиальных пробах, перекрывающих жилы барита, достигает 200*10в-7% при фоновых концентрациях 9*10в-7%, причем по направлению к продуктивным баритовым горизонтам отмечается постепенное повышение содержания ртути.

Вулканогенно-осадочные и гидротермальные месторождения обычно сопровождаются гидротермально-измененными вмещающими породами, с которыми связаны интенсивные ореолы кобальта, молибдена (кварц-серицитовые метасоматиты вулканогенно-осадочных месторождений), цинка, свинца, мышьяка (хлоритовые метасоматиты).

Анализ имеющегося материала по применению геохимических методов поисков баритовых зон показывает, что вокруг собственно мономинеральных баритовых жил устанавливаются отчетливые ореолы Ba, Cl, Hg, В, Sr, F. Вокруг рудных тел барит-полиметаллических месторождений образуются эндогенные ореолы Ba, Pb, Zn, Cu, Si, Bi, As, Mo, Hg. В обоих случаях аномалий этих элементов обычно носят линейный характер, распространяясь параллельно контактам с жилами.

Наиболее широкие и протяженные ореолы вокруг баритовых тел образует ртуть. Положительные геохимические аномалии ртути отмечены уже на расстоянии 20—30 м от продуктивных зон. В зонах, контактирующих с рудными телами, содержание ртути составляет 2*10в-5% (при фоновых значениях 7,5*10в-6%). У самого контакта и в баритовой жиле содержание этого элемента (резко понижено и достигает уровня вероятных отрицательных аномалий (3*10в-6%).

В приконтактовой части залежи по направлению к ее центральной части увеличивается содержание Ba и Sr. Противоположная тенденция характерна для титана, никеля, ванадия, хрома. На границе, переходной к баритовой (продуктивная зона), отмечено сочетание положительных и отрицательных аномалий названных элементов. При этом для баритовой зоны характерны ореолы привноса Ba, Sr, Hg и вноса Ti, Ni, V, Cr и др. Для месторождений барита характерна вертикальная зональность, сопровождающаяся изменением минерального состава и геохимических особенностей жильных тел в пространстве. Обычно в рудных зонах снизу вверх увеличивается содержание кальцита, барита, киновари, гематита, арсенопирита, алунита; противоположная тенденция характерна для анкерита, пирита, сфалерита, галенита, ангидрита, магнетита. Так, например, на одном из месторождений Казахстана средняя концентрация барита с глубиной изменяется в следующих количествах %: 0—20 м -84; 40 м -82,3; 60 м -75; 100 м -74.

Наиболее благоприятны для кристаллизации барита низкотемпературные условия. Ангидрит образуется из хлоридных растворов, обогащенных Ca, Ba, SO4. Ассоциация барита с ангидритом может служить температурным критерием (ангидрит обычно сохраняется в низкотемпературных условиях). В комплексных баритовых месторождениях вертикальная минеральная зональность проявляется в смене (снизу вверх) сульфидно-баритовых зон на флюорит-сульфидно-баритовую и кальцит-баритовую. Общими тенденциями в проявлении вертикальной зональности различных генетических классов комплексных баритовых месторождений являются: а) локализация барита, кальцита, флюорита в виде жил и жильных зон в верхних частях продуктивных тел; б) расположение маломощных прожилков названных минералов выше скрытых баритоносных рудных тел.

Содержание элементов-примесей в вертикальном ряду баритовых тел изменяется также закономерно. Выделяются две группы элементов: а) с положительным геохимическим градиентом, содержание которого в вертикальном направлении увеличивается снизу вверх — I, Br, Hg, Ba, Cl, Ag, As; с отрицательным градиентом, содержание которого уменьшается в этом же направлении — Co, Mo, Zn, Cu, Pb.

В строении первичных ореолов баритовых месторождений также проявляется вертикальная зональность. На колчеданный барит-полиметаллических месторождениях от тыловых зон к внешним наблюдается следующая смена различных ассоциаций элементов: Mo — (Мо+Со) — (Сu+Мо+Со) — (Zn+Cu+Co+Mo) — (Pb+Zn+Cu+Co+Mo+Ba)—(Pb+Zn+Cu+Ba) — (Cu+Zn).

В измененных породах содержания бария имеют тенденцию увеличиваться по восстанию рудных тел, что согласуется с более интенсивным проявлением здесь барит-карбонатных стадий минерализации и их преимущественным развитием в верхних зонах. Для бария устанавливается миграция из околорудных вмещающих пород. Отметим, что на уровне подрудных срезов содержание бария обычно равно местному геохимическому фону. Отмечается общая тенденция к увеличению содержания бария и стронция в минералах от ранних стадий рудообразования к поздним. Однако если в результате этого барий в заключительные стадии образует самостоятельную фазу (барит), то стронций в большей степени рассеивается. Неравномерное распределение стронция обнаруживается не только в баритовых жилах, но и в отдельных индивидах из этих жил, причем наибольшие концентрации стронция наблюдаются в центральных частях минерала.

Методика работ. Геохимические методы поисков баритовых месторождений целесообразно проводить в три этапа: 1) выяснение положения рудных районов; 2) выявление баритовых залежей; 3) разведка месторождений. Последовательность работ следующая: применение гидрохимических методов и поисков по потокам рассеяния, шлиховая съемка, почвенная металлометрия, отбор валовых проб, «искусственные» шлихи из неглубоких скважин, изучение первичных ореолов, геофизические исследования, бурение я горные работы. Поиски по потокам рассеяния могут проводиться различными методами: шлиховым, лито- и гидрогеохимическим.

В связи с достаточно хорошей геологической изученностью основных горнорудных районов поисковые съемки проводят в масштабах 1:50 000—1:25 000. При этом исследование потоков рассеяния осуществляется с детальностью, приведенной в табл. 1. Шлиховый метод в связи с устойчивостью барита в гипергенных условиях может применяться в комплексе с литохимией.

Для выявления барита в минералогических пробах можно применять химические методы. Шлиховая проба нагревается в насыщенном растворе Na2CO3, затем раствор карбоната сливают и образец нагревают в 4—5%-ном растворе щелочного бихромата (например, K2Cr2O7). На поверхности зерен барита образуется пленка BaCrO4, имеющая характерную желтую окраску. Реакция селективна, так как минералы, дающие в этих условиях желтые нерастворимые хроматы, обычно не встречаются. Метод позволяет оценить большую партию проб, что имеет особо важное значение при анализе шлихов.

При локализации месторождений на глубине, но в пределах воздействия подземных вод целесообразно применять гидрохимическую съемку. Индивидуальные особенности рудных зон и местные условия обусловливают возможность сочетания различных методов.

При поисках собственно баритовых месторождений при гидрохимических поисках основное внимание уделяют выявлению ореолов F, Cl, S, As, Mo, а при выявлении полиметаллических, медных и других месторождений, содержащих сульфиды, определяют цинк, свинец, медь (анализируются раздельно или совместно в виде суммы металлов), а также выщелачиваемые элементы — сульфат-ион, мышьяк. В пробах донных осадков также определяют перечисленные элементы. В результате исследований потоков рассеяния и обобщения всей суммы данных выделяют конкретные площади, в пределах которых проводят литогеохимическую съемку по вторичным ореолам рассеяния.

Методика выявления вторичных ореолов рассеяния на баритовых месторождениях аналогична поискам месторождений флюорита и определяется степенью обнаженности, а также мощностью и характером рыхлых образований.

Для обнаружения вторичных геохимических аномалий опробуют элювиально-делювиальные отложения по профилям, ориентированным вкрест простирания структур. Масштабы опробования (1:50 000 и 1:25 000) обычно зависят от типа месторождения. Пробы массой 200—300 г отбирают из представительного для конкретных условий горизонта рыхлых отложений. Как правило, на площадях, покрытых продуктами выветривания местных пород, пробы берут с глубины 10—20 см, иногда 30—50 см из-под гумусового слоя. В закрытых и полузакрытых ореолах пробы отбирают из горных выработок и скважин. При этом опробуют горизонт, который по особенностям распределения индикаторов проявляет наиболее тесную связь с первоисточником гипергенных ореолов — рудными телами и коренными породами.

При интерпретации вторичных ореолов используют данные, полученные при изучении аномалий широкого круга элементов-индикаторов. Целесообразно построение мультипликативных ореолов, отличающихся от моноэлементных большей контрастностью. Если на исследуемой территории наблюдаются коренные обнажения горных пород и площади, перекрытые чехлом элювиально-делювиальных образований, опробуют и те и другие. Этим достигается выявление слабоконтрастных аномалий, а также повышение представительности геохимического опробования.

При поисках баритовых месторождений литогеохимические исследования по ореолам рассеяния можно сочетать с геофизическими методами (электро- и магниторазведка). Возможность использования в качестве индикатора баритовых месторождений позволяет изучать ореолы фтора с помощью полевых активационных методов (по у-излучению изотопов).

При поисках слепого оруденения по данным металлометрии выделяют аномалии, представленные надрудными ореолами баритового оруденения. Для этого используют вертикальную зональность ореолов, мультипликативные показатели, а также расчеты отношений продуктивности аномалий. В пределах перспективных на слепое оруденение аномалий рекомендуется вскрытие и геохимическое опробование коренных пород. На этапе поисковых работ в пределах перспективных участков проводят геохимическое опробование коренных пород по профилям, ориентированным вкрест простирания известных или предполагаемых структур по сети 500х50 м (масштаб 1:50 000). Все отобранные при геохимических поисках пробы подвергают спектральному анализу на круг элементов-индикаторов, характерных для собственно баритового или комплексно-баритового оруденения.

Достаточно надежным критерием определения типа баритовой минерализации являются значения средних содержаний элементов-индикаторов в геохимических аномалиях. Критериями для разбраковки аномалий на продуктивные и неперспективные являются их комплексность, величины содержаний элементов, контрастность, неравномерность распределения. Последняя выражается в сочетании зон привноса и выноса, а также в величинах дисперсии.

На стадии детального изучения месторождений в масштабе 1:10 000 с целью прослеживания баритового оруденения, оконтуривания жильных тел и определения элементов залегания применяется электропрофилирование по сети 100х10 м. Содержание бария в породах, вскрываемых буровыми скважинами, можно фиксировать гамма-методом, что позволяет уменьшить объем и сроки выполнения анализов.

При поисках слепого оруденения при интерпретации геохимических исследований особое внимание обращают на выявление аномалий, представленных надрудными ореолами. Для этого используют следующие приемы: а) устанавливают парные индикаторные отношения элементов-антагонистов; б) определяют коэффициент зональности и изменение мультипликативных показателей ореолов для следующих групп элементов — Ba, Sr, As, Sb, Hg, Cl, Cu, Ni, Co, V, Mo; в) рассчитывают произведения линейных продуктивностей, например (Ва*Sr*As*Sb)/(Cu*Ni*Co*Mo); г) устанавливают коэффициенты ранговой корреляции методом «скользящего окна» между содержаниями всех элементов, образующих эндогенные ореолы; д) фиксируют температурные формы природных соединений ртути. Для надрудных зон характерна многоформность ртути с преобладанием низкотемпературных форм.

После вскрытия баритовых залежей в коренном залегании проводится их опробование. Расстояние между опробованными забоями не должно превышать 20 м. Пробы подвергают химическому анализу: BaO, SiO2 и Fe2O3 определяют в собственно баритовых, кварц-баритовых, железо-баритовых, глинисто-баритовых породах. В кальцит- и флюорит-баритовых образованиях, кроме названных элементов, определяют также CO2, CaO, CaF2, а в сульфидно-баритовых — Pb, Zn, Ag, Cu, Mn.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: