Предпосылки применения геохимических методов поисков флюоритов

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Предпосылки применения геохимических методов поисков флюоритов

03.09.2020

О возможности применения геохимических методов для поисков месторождений флюорита свидетельствуют опытно-экспериментальные работы в различных районах бывш. СССР.

При поисках по вторичным ореолам открыты многие флюоритоносные объекты в Казахстане, Средней Азии, Забайкалье.

Редкометально-флюоритовый апокарбонатно-грейзеновый тип оруденения и связанные с ним вторичные геохимические аномалии разнообразны по составу и отчетливо фиксируются в рыхлых отложениях мощностью до 5 м. Наиболее широкие ореолы (до 200х100 м) дает фтор, концентрация которого достигает 30%. Зона накопления этого элемента почти всегда характеризуется повышенным содержанием бериллия. Помимо фтора и бериллия с редкометально-флюоритовыми метасоматитами иногда совпадают сравнительно небольшие ореолы никеля, которые отсутствуют в рыхлых отложениях на площадях со скарнами и гранитами.

Кварц-кальцит-флюоритовый тип оруденения, представленный крупными плащеобразными залежами, характеризуется широко распространенными аномалиями фтора в рыхлых отложениях. Некоторые из них достигают 3 км2, а в самих ореолах содержание фтора обычно колеблется от 0,2 до 0,5% и более. Столь крупные масштабы аномалий объясняются сближенным расположением протяженных и мощных промышленно-флюоритоносных залежей, а также общей зараженностью плавиковым шпатом пород рудных полей. Часть ореолов приурочена к зонам, где зафиксированы флюоритоносные тела (на глубине от 40 до 200 м). Плавиковошпатовая минерализация сопровождается также локальными вторичными ореолами с аномальными содержаниями (в ,%): свинца 0,005, цинка 0,015, меди 0,0004, молибдена 0,004, бора 0,001, ванадия 0,002, олова 0,0005, бериллия 0,05.

В рыхлых отложениях на жильном кварц-барит-полиметаллически-флюоритовом месторождении выявлены вторичные ореолы фтора, свинца, цинка, меди, молибдена, олова и бериллия, ширина которых для пяти первых элементов изменяется от 100 до 180 м, а для двух последних — от 60 до 80 м. Максимальные концентрации элементов в геохимических аномалиях достигают (в %): фтора 10; свинца 0,3; цинка 0,15; меди 0,03; молибдена 0,004; олова 0,007; бериллия 0,002. При мощности пролювиально-делювиальных образований свыше 3 м вторичные ореолы в районе рудных тел не обнаруживаются. Подавляющее большинство кварц-флюорито-вых и близких по составу месторождений, залегающих в самых разнообразных породах, сопровождается вторичными ореолами фтора. По длине они обычно составляют сотни, а по ширине — десятки метров, хотя в некоторых случаях имеют и более значительные размеры. В падях подобные ореолы частично могут быть выведены на поверхность, образуя «медальоны», играющие важную поисковую роль.

Рудные тела фиксируются контрастными ореолами фтора, причем сами аномалии в рыхлых породах расположены непосредственно на участках развития кварц-флюоритовых жил и вытянуты в направлении-, совпадающем с ориентировкой разрывных структур.

Опытно-методическими работами на одном из кварц-флюоритовых с примесью сульфидов месторождений в рыхлых отложениях оконтурена комплексная аномалия свинца, меди, цинка, серебра, молибдена, мышьяка и висмута. Примечательна ее строгая приуроченность к участку развития кварц-флюоритовой минерализации, за исключением ореолов Cu и Bi, хотя сами зоны накопления свинца, цинка, молибдена, мышьяка и серебра иногда заметно различаются по размерам, контрастности, пространственному положению.

Подтвердив в ряде районов высокую эффективность литогеохимических поисков по вторичным ореолам, исследования последних лет позволили отметить и некоторые негативные стороны этого метода. Наряду с орелами, совмещенными в пространстве с рудными телами и зонами, известны вторичные геохимические аномалии, источник которых неясен. Сами же вторичные ореолы по сравнению с первичными менее контрастны, более расплывчаты и широки. Кроме того, они почти всегда смещены вниз по склону от коренных источников. Так, на одном из месторождений, где выявлена большая группа ореолов с содержаниями фтора от 0,1 до 1,0% и протяженностью в сотни метров при ширине в десятки метров, нет четкой приуроченности геохимических аномалий к плавиковошпатовым телам. Лишь небольшая их часть приближенно увязывается с вскрытыми жилами и минерализованными зонами дробления. В процессе работ наблюдались также случаи, когда последовательная детализация геохимических аномалий не приводила к выявлению эпицентров оруденения и воспроизводила лишь фрагменты первоначальных слабых ореолов. Иногда было трудно отличить истинные геохимические аномалии над рудными телами от ложных.

Послойное опробование склоновых отложений показало, что вторичные ореолы фтора, обусловленные кварц-флюоритовыми жилами мощностью 3,0—6,0 м с содержанием CaF2 от 20 до 60%, в большинстве случаев развиваются по закрытому типу и на поверхности дают слабые аномалии ограниченных размеров. Они смещены на 70—150 м, наиболее контрастны на глубине от 0,5 до 1,0 м. Перемешивание материала при движении иногда выводит ореолы на поверхность. Кроме того, в обводненных солифлюкцион-ных отложениях типично солевое надстраивание ореолов легкоподвижных элементов, способствующее формированию открытых геохимических аномалий.

На сильно эродированных степных склонах в случае слабоустойчивых рудных тел можно зафиксировать открытые шлейфообразные ореолы фтора. Сами гипергенные аномалии (механические, солевые и смешанные) имеют различное поисковое значение. Основными являются механические ореолы, образующиеся в результате дезинтеграции обломочного материала (жильных и прожилково-вкрапленных флюоритовых образований). Распределение этих ореолов ограничено в основном положительными формами рельефа, а достаточная крутизна склонов в горных районах обеспечивает гравитационную миграцию обломков от мест расположения плавиковошпатовых тел.

При низкогорном и холмистом рельефе степных районов механические ореолы имеют локальное распространение и на выположенных пространствах, где мощность рыхлых отложений достигает многих метров, не проявляются вообще.

В связи с быстрым разрушением флюорита до мелких фракций (0,5—0,1 мм) при обследовании широких площадей ограничена возможность применения минералогических методов поисков. Однако их эффективность возрастает при крупномасштабных поисковых работах в пределах перспективных участков. Присутствие многочисленных зерен флюорита в шлихах указывает на близкое расположение их коренного источника.

Флюорит мономинеральных плавиковошпатовых жил разрушается интенсивнее, чем в кварцевых и кварц-баритовых. Это обстоятельство определяет различия в интенсивности и контрастности вторичных ореолов и потоков рассеяния фтора и сопутствующих ему элементов.

Широко распространенные солевые ореолы, отражающие, в частности, степень абсорбции рыхлыми породами соединений фтора, приурочены, как правило, к пониженным участкам рельефа — долинам рек и падям, где могут достигать высокой контрастности (до 20% фтора). Среди этих аномалий нередко встречаются ложные".

Учет солевых ореолов восходящей миграции на дефлюкционных склонах может иметь существенное значение для совершенствования геохимических методов поисков. При крупномасштабных работах для выделения аномалий фтора в рыхлом чехле мощностью до 3 м можно применять нейтронно-активационный метод. Этот метод позволяет измерять содержание фтора в разрезах скважин, горных выработок, в штуфных и порошковых пробах. С его помощью можно однозначно выделять рудоконтролирующие структуры среди большого числа разрывных нарушений и оперативно производить их проверку горно-буровыми работами.

Применение гидрогеохимического, биогеохимического и особенно геоботанического методов для поисков месторождений флюорита на практике во многом еще носит опытный характер. Возможность применения гидрогеохимии для поисков флюоритовой минерализации обусловлена тем, что в водах, омывающих месторождения и рудопроявления, содержание фтора возрастает во много раз. Так, например, грунтовые воды из трещинной зоны в гранитах, вмещающих кварц-флюоритовые жилы, содержат до 7,5 мг/л фтора, существенно превышая по фтороносности аналогичные воды месторождений других типов. Вместе с тем большое значение имеют гидродинамические условия района поисков, так как интенсивная поверхностная циркуляция может привести к исключительно низким концентрациям фтора.

На эффективность метода существенно влияет и геологическое строение района, во многом определяющее химизм подводных вод, их генезис и режим. Все это свидетельствует о том, что предварительный сбор информации о литологоструктурной обстановке, составе и динамике вод обязателен для принятия правильного решения о возможности использования гидрогеохимического метода поисков флюоритового оруденения.

Согласно данным Тодорова и др. (1972 г.), для поисков месторождений флюоритов в Болгарии целесообразно применять гидрогеохимию только на участках развития щелочных пород, где воды характеризуются повышенными концентрациями натрия и обеднены кальцием. В районах, сложенных преимущественно осадочными и кислыми магматическими породами, этот метод, по заключению авторов, малоэффективен. Наоборот, в Чехословакии гидрогеохимию с количественным определением фтора, свинца, цинка, бария, меди и других компонентов используют для поисков флюорит-баритовых руд, что уже привело к открытию промышленного месторождения в Железных горах. Результаты исследований на площади Медок (Канада, шт. Онтарио), где известны жилы аналогичного состава, показали, что рассеяние фтора в грунтовых водах хорошо очерчивает положение минерализованных тел. На флюоритоносных объектах Забайкалья также установлены гидрогеохимические ореолы фтора, иногда достигающие нескольких сотен метров. Так, в подмерзлотных водах аномалия, соответствующая одному из месторождений достигает 1,5 км, а ее интенсивность 2,2%.

По сравнению с трещинными водами поверхностные воды, где содержание фтора находится в пределах 0,2—0,23 мг/л, обладают малой разрешающей способностью при поисках плавиковошпатового оруденения. Я.Д. Федоренко считает, что фоновые значения фтора в поверхностных водах Забайкалья не превышают 1 мг/г. Согласно другим исследователям, во флюоритоносных районах той же провинции подземные воды содержат фтор от 2 до 7,4 мг/л, а на безрудных площадях — от 0,1 до 0,9 мг/л. В водах небольших рек, берущих начало в тех же флюоритоносных районах, повышенное содержание фтора (0,8 мг/л) отмечено на всем их протяжении, а в местах впадения мелких ручьев оно достигает 1,1 мг/л, если эти ручьи пересекали площади флюоритовых месторождений.

Известный интерес представляют пока еще единичные данные, свидетельствующие о возможности оконтуривания аномалий фтора по результатам анализа наледей, образующихся в местах выхода подземных вод, приуроченных к тектоническим зонам. При исследовании льда из участков флюоритовых месторождений установлено содержание в них 1,2—1,6 мг/л фтора при фоновых его-значениях 0,4 мг/л. Вероятно, целесообразно в засушливых районах отбирать пробы из наледей зимой.

У многих растений обнаружены физиологические барьеры по отношению к высоким концентрациям фтора в почвах. Тем не менее, проведенные исследования показали возможность использования биогеохимии для поисков по закрытым ореолам. На отвалах кварц-флюоритовых руд особое внимание привлекает кровельная скерда, у которой на других участках морфологические изменения менее значительны; водосбор мелкоцветный из семейства лютиковых хорошо контролируется зонами гидротермального изменения пород. Область распространения водосбора не превышает 20 м вверх и 60 м вниз по склону. В семи видах растений изучаемого района фтор над рудными телами и аргиллизированными зонами накапливается в 2—3 раза больше (0,06%), чем на безрудных участках.

Если склоновые отложения имеют мощность до 8 м, биогеохимическое опробование обычно эффективнее поверхностной литогеохимической съемки. Обычные содержания фтора в золе растений составляют (10—50)*10в-4% при максимальных 600*10в-4%, а наиболее высокая контрастность 15. Фтор из флюорита растения усваивают интенсивнее, чем из амфиболов и слюд. Согласно А.Л. Ковалевскому, кора березы плосколистной и сосны имеет относительно высокие предельные (барьерные) концентрации фтора в золе, достигающие соответственно 10 и 6% при фоновых значениях 0,06—0,08 и 0,02—0,03%. Содержание фтора в коре березы и сосны не зависит от высоты взятия пробы с деревьев (в интервале от 0,5 до 15 м) и ориентировки относительно сторон света. Отметим, однако, что в наружном слое коры сосны концентрация фтора над рудными телами была в 3 раза больше, чем во внутреннем слое.

Глубинность биогеохимического метода определяется мощностью наносов, длиной корневой системы растений, уровнем залегания грунтовых вод. Как показал В.В. Поликарпочкин, корневая сеть у деревьев и кустарников (Забайкалье) может проникать на глубину до 5 м, в редких случаях — до 10 м; средние данные для деревьев составляют 3—5 м, для кустарников 2—3 м, для травостоя до 1,5 м. При мощности наносов 2—4 м корневая система пронизывает их густой сетью и проникает в коренные породы и руды. Биогеохимические ореолы носят характер локальных надрудных или слабо смещенных. При глубине наносов 5—15 м корневая система не соприкасается с коренными породами и рудами. В этом случае растения, усваивая преимущественно солевые растворы, формируют менее локальные и контрастные биогеохимические аномалии. Предполагается, что максимальная глубина аллохтонного покрова, в том числе и склонового типа, лимитирующая применение биогеохимических поисков, колеблется от 20 до 50 м в степных и пустынных районах, от 10 до 30 м в лесных зонах с гумидным климатом и от 3 до 10 м в районах с многолетней мерзлотой. Эта методика применима для выявления части погребенных месторождений.

Вокруг флюоритовых минерализаций различного генетического типа развиваются первичные ореолы. На проявлениях редкоземельно-хрусталеносно-флюоритовой формации отмечены отрицательные ореолы фтора, облекающие продуктивные камерные пегматиты в гранитах. Аномалии в плане имеют в основном кольцевое строение и обычно сопровождают пегматитовые тела. Внешняя часть ореола фтора — собственно отрицательная аномалия, располагающаяся между внутренним максимумом и окружающим фоном. Накопление фтора в отдельных зонах пегматита (в письменном граните до 0,03% и в полевошпатовой зоне до 0,09%) свидетельствует о неоднородности геохимического поля этого элемента над продуктивным телом. Величина ореола зависит от размера и формы пегматита, при параметрах 15х20 м аномалия фтора фиксируется на расстоянии до 100 м от продуктивного тела. Само же оно по отрицательным ореолам фтора может быть обнаружено на глубине от 10 до 80 м.

Апокарбонатно-грейзеновое редкометально-флюоритовое оруденение сопровождается ореолами фтора, бериллия и слабо выраженными аномалиями хрома, титана, марганца, никеля, лития и др. По размерам ореолы фтора существенно превышают ореолы других элементов в коренных породах. He менее ярко аномалии фтора выражены на контактах известняков с гранит-порфирами и кварц-вольфрамитовыми жилами, сопровождаемыми грейзенизацией пород. Отмечена контрастность значительных абсолютных и относительных (по отношению к фоновому 0,1%) содержаний.

Хорошая корреляция между фтором и бериллием наблюдается в зонах влияния редкометально-флюоритового оруденения. В то же время обращает внимание повышенное количество никеля и полное отсутствие ореолов висмута, свинца, цинка, меди, мышьяка и серебра около апокарбонатных метасоматитов, в отличие от редкометально-флюоритовой минерализации, наложенной на гранит-порфиры и скарны.

На одном апокарбонатно-грейзеновом месторождении редко-метально-топаз-флюоритового состава Г. Ю. Коломенский установил геохимическую зональность: (снизу вверх) — TR — Mo+Be1+Sn — Mo+Sn — Be2 — Cu+Pb+Zn и ( с запада на восток) — Cu+Pb+Zn — Be2 — W+Bi — Mo+Sn.

Для редкометально-флюоритовых (с акцессорным бериллием) рудопроявлений в грейзенизированных известняках типичен такой ряд зональности: Cu—Pb—Li—F—B—Be—Mo—Zn. Индикаторные отношения — показатели зональности, свойственные различным уровням первичных ореолов на рудопроявлениях, приведены в табл. 11.

Отмеченные устойчивые ассоциации элементов, ряды горизонтальной и вертикальной зональности, индикаторные отношения и их значения следует учитывать как при расширении известных полей с оруденением редкометально- флюоритовой формации, так и при поисках и сценке месторождений в новых районах.

Типичным примером кварц-кальцит-флюоритового оруденения, сформировавшегося при значительном участии процессов фторного метасоматоза, является месторождение, на котором (по данным автора, а также Л.С. Пузанова и М.А. Зубова) выделяются положительные аномалии фтора, бария, молибдена, свинца, цинка, серебра, мышьяка, иттрия, иттербия и стронция, а также отрицательные, образуемые элементами щелочнометальной группы (калий и натрий) и группы железа (марганец, титан, хром). Отрицательные первичные аномалии обусловлены выносом из зон гидротермального изменения отмеченных элементов, ранее присутствующих во вмещающих породах в количествах, превышающих их концентрацию в минералообразующих фтороносных растворах.

Пониженные содержания калия и натрия отчетливо проявлены в зоне интенсивного развития кислотного выщелачивания субстрата, где наиболее развиты процессы окварцевания и флюоритиза-ции пород. В зоне выщелачивания отчетливо выделяется отрицательный ореол, образованный марганцем, титаном и хромом, вследствие разрушения минералов терригенной толщи. Общими особенностями отрицательных ореолов элементов являются незначительные их размеры (несколько большие для ореолов щелочных элементов), тесная связь с рудным телом и основным раствороподводящим каналом, а также развитие их в надрудной толще при практически полном отсутствии в подстилающих карбонатных породах. При этом контрастность ореола щелочной группы металлов выражена сильнее, чем аномалии элементов группы железа, при содержании калия и натрия, составляющем 0,01—0,1%, а марганца, титана, хрома — до 1*10в-5 %. Ореолы фтора, связанные с весьма протяженными жилами кварц-флюоритового типа, сопоставимы с зонами гидротермального изменения пород.

На участках одной из флюоритоносных зон Средней Азии установлены первичные ореолы фтора, бериллия, молибдена, мышьяка, сурьмы и вольфрама. Будучи оконтуренными по минимально аномальным значениям, они обычно не выходят за пределы распространения околорудных измененных пород. В отличие от фтора, ореолы бериллия, молибдена, сурьмы и мышьяка, вероятно, обусловлены распылением роговикового кварца, содержащего эти элементы в повышенном количестве. Флюоритовая жила протягивается на 1 км и сопровождается повышенными содержаниями в боковых породах фтора, молибдена, мышьяка и сурьмы. Последние три элемента сконцентрированы главным образом в пирите. Фтор дает сильно повышенные концентрации, но резко убывает при удалении от жильного тела. Его ореол обычно составляет 4 м, но в местах разветвления жилы увеличивается до 12 м. Фтор, являясь весьма подвижным компонентом рудообразующих растворов, способен образовывать ореолы, где его заметное присутствие фиксируется на расстоянии сотен метров по вертикали от продуктивных залежей. Сам факт проявления первичных ореолов в установленных масштабах и формах создает благоприятные возможности для их использования при поисках и оценке месторождений флюорита разных рудноформационных типов.

В составе рудных зон флюоритовой формации наблюдается закономерное распределение последовательно выделявшихся минеральных парагенезисов, которое определяет вертикальную зональность оруденения. Из находящихся на одном гипсометрическом уровне флюоритоносных жил более предпочтительны те, которые характеризуются зональностью, обусловленной отложением вещества в процессе неоднократного приоткрывания локализующих структур.

На кальцит-барит-флюоритовых месторождениях Средней Азии отмечена смена кварц-кальцитового состава на кальцит-флюоритовый по простиранию жил и накопление барита в верхних рудных горизонтах с уменьшением его содержания вплоть до практически полного исчезновения в нижних горизонтах. Закономерные изменения состава от одного фланга кварц-флюоритовых жил к другому отмечено на месторождениях Забайкалья. В том же регионе для аналогичных по составу рудных тел А.П. Котов и др. выделяют три вертикальные зоны, из которых верхняя содержит флюорит, барит, каолинит, диккит, кварц и гидроокислы железа, нижняя — кварц, пирит, гидрослюды и карбонаты, а средняя зона имеет промежуточный состав. Нередко протяженность жил по падению и простиранию, а также распространение оруденения на глубину в общем случае пропорциональны длине рудных столбов и содержанию в них флюорита (по данным с поверхности).

He менее контрастно проявлена вертикальная зональность и на других типах флюоритовых месторождений, причем она может быть прямой, обратной и комбинированной. Разнообразие видов вертикальной зональности осложняет оценку перспектив оруденения на глубину и требует проведения горно-буровых работ для ее конкретизации.

Сведения о вертикальной зональности ореолов жильного кварц-флюоритового оруденения приведены в табл. 12.

По данным С.А. Доморяд, кварц-флюоритовое оруденение в этом же регионе, связанное с кварц-барит-полиметаллически-флюоритовым и другими металлоносными комплексами, характеризуется не очень четкой вертикальной зональностью: F—Be—Li—W, где (справа налево) возрастает избирательная способность элементов накапливаться в верхних горизонтах и во флангах рудоносных потоков. Величина показателя зональности F*Bi/Li*W для уровней эрозионного среза рудных тел и зон следующая: верхние горизонты n*10в2-n*10в3, средние горизонты n*10°-n*10, нижние горизонты n*10в-1-n*10°.

М.А. Зубов приводит следующие ряды химических элементов-индикаторов первичных ореолов одного из кварц-кальцит-флюоритового месторождений:

Эти ряды, упорядоченные по преобладанию одного элемента над другим по величине относительного содержания или продуктивности, отражают степень накопления главных ореолообразующих компонентов в аномальных сечениях (зональность) и позволяют оценивать эрозионный срез геохимических аномалий.

Методика работ. Литогеохимические поиски по вторичным ореолам фтора и сопутствующим ему элементам можно широко применять на полузакрытых площадях флюоритоносных провинций. В них коренные породы перекрыты элювиально-делювиальными отложениями, в которых сохраняются вторичные ореолы элементов, образованные в результате разрушения рудных тел и облекающих их первичных геохимических аномалий. Вследствие значительных размеров некоторые гипергенные литогеохимические ореолы достаточно полно улавливаются фторометрической съемкой в масштабах 1:50 000—1:10 000. При мощности рыхлых отложений 2—4 м рекомендуют следующую сеть опробования 100*20—100*10 м.

Оптимальные результаты, как правило, были получены в тех случаях, когда мощность рыхлых отложений (за исключением принесенных издалека) на обследуемой площади не превышает 3 м. В этом случае наиболее полно сохраняется прямая связь химических элементов рудовмещающих и перекрывающих пород в условиях современного гипергенеза. При увеличении мощности отложений такая связь ослабевает и при 6—10 м и более практически утрачивается совсем. Например, в Забайкалье среди рыхлых образований местного происхождения мощностью до 5 м могут возникнуть разновидности вторичных ореолов, особенности которых определяются ландшафтными условиями: 1) остаточные элювиальноделювиальные, открытые; 2) остаточные выщелоченные; 3) остаточные разубоженные; 4) остаточные осложненные; 5) остаточные (возможно ложные). При формировании ореолов на склонах важную роль играют процессы дефлюкции, солифлюкции и крипа. Нередко они приводят к появлению скрытых или слабо проявленных на поверхности вторичных аномалий, которые образуются за счет источника рудного вещества, расположенного на средних и нижних уровнях склонов. Такие ореолы могут формироваться и на участках с относительно повышенной мощностью рыхлых отложений.

В процессе опытных работ выясняют оптимальную глубину пробоотбора, которая зависит от генезиса и положения обогащенного горизонта в рыхлых отложениях: в засушливых районах со слабо развитым покровом растительности — непосредственно с поверхности или с глубины 10—20 см; в областях распространения сильно выщелоченных почв — 30—40 см и более; в районах гумидного климата 30—40 см; в аридной зоне и всех горных районах 10—20 см.

Развитие открытых диффузионных и диффузионно-дефлюкционных ореолов на положительных элементах рельефа характерно для степной зоны, где они достаточно эффективно устанавливаются при пробоотборе с небольших глубин (до 20 см); для лесной зоны свойственны закрытые и полузакрытые диффузионно-дефлюкционные ореолы, обнаруживаемые при аналогичной методике пробоотбора главным образом на водоразделах и в верхних частях склонов. To же относится к переходной лесостепной зоне, где литогеохимическая съемка обнаруживает месторождения преимущественно на водоразделах и покрытых степной растительностью склонах южной экспозиции, а на залесенных склонах северной экспозиции — только в их верхних частях. В тундре, особенностью которой является распространение закрытых и полузакрытых, но неглубоко залегающих ореолов, применимо опробование с небольшой глубины. В зонах горных тундр, подгольцовых и среднетаежных областях на мерзлотных неоподзоленных почвах пробы целесообразно отбирать из верхних горизонтов, непосредственно из-под корней растений. Последнее применимо также в умеренно сухих и сухих степях, но в южнотаежных и лесостепных ландшафтах следует опробовать иллювиальный горизонт, обычно расположенный на глубине 30—50 см.

Затруднения в применении метода наблюдаются при: а) развитии оподзоленных почв в горно-тундровой, горно-таежной и частично в лесостепной зонах; б) наличии в верхней части почвенного профиля гумусового горизонта мощностью от 10 до 40 см, характерных для южнотаежного и, в меньшей степени, лесостепного и среднетаежного ландшафтов (при опробовании оподзоленного и гумусового горизонтов получают искаженные результаты, в связи с этим отбор материала для выделения гипергенных ореолов нужно производить ниже этих горизонтов приблизительно на 10 см); в) развитии на склонах положительных форм рельефа рыхлых образований с двухчленным строением профиля, обусловленным перекрытием местных отложений материалом, принесенным издалека, что также отрицательно влияет на результативность анализируемого литогеохимического метода; г) наличии заболоченных ландшафтов, формирующихся в речных долинах на мощных рыхлых отложениях, где поиски по вторичным ореолам не применимы. В районах средней и южной тайги, где отмечается довольно мощный (40—50 см) слой мха и торфа, наибольшая контрастность ореолов при опробовании почв достигается по гумусовому горизонту А.

На полузакрытых и закрытых площадях, где гипергенные ореолы ослаблены у поверхности или погребены, ведущим средством обнаружения флюоритоносных тел является глубинный отбор литогеохимических проб. На этих участках необходимо проводить послойные опробования склоновых отложений в поисковых и картировочных горных выработках, а также шпуровое и скважинное опробование. На первом этапе возможен отбор проб с относительно небольшой глубины (до 3 м) при помощи ручных пробоотборников и станков типа УПБ-25.

На перспективных площадях, благоприятных для проведения поисков флюоритового оруденения по вторичным ореолам, опробование обычно осуществляют по профилям, ориентированным вкрест простирания известных рудовмещающих структур и по сети, зависящей от масштаба работ. По тем же профилям проводят контрольное опробование (3—5% от общего числа проб). В пробы массой 200—300 г из представительного горизонта отбирают обычно мелкую фракцию (—0,2 мм), которую после истирания направляют на химический анализ. Н.Н. Сочеванов и др. рекомендуют в районах аридной зоны, перекрытых лёссовидными отложениями, отбирать в пробу фракцию 1—3 мм, поскольку в ней более повышено содержание рудных элементов, чем в мелкой (0,25—0,1 мм) и тонкой (0,75 мм) фракциях.

В оценке вторичных ореолов, которые обычно в значительном количестве выделяются при поисковых литогеохимических работах на флюоритоносных территориях, есть своя специфика. К особо трудным для оценки относятся закрытые и погребенные вторичные ореолы, развитые в районах со сложным строением мощного рыхлого покрова, включающего принесенные издалека осадочные образования. Изучение таких ореолов предусматривает поведение буровых работ. К более легким случаям относятся те, когда природная обстановка позволяет проводить на флюоритоносных участках литогеохимические поиски по рыхлым и коренным породам.

Исследования сопровождаются составлением фторометрических карт с фиксацией первичных и вторичных ореолов. Их взаимоувязка с учетом контрастности, размеров, положения в геологической ситуации позволяет более объективно выделить перспективные ореолы и наметить очередность их оценки. При этом учитывается, что вторичные геохимические аномалии достаточно четко отражают строение эндогенных ореолов, но в значительно сглаженной форме и без смещения, если местность имеет горизонтальную поверхность, а рудное тело — крутое падение. В иных случаях имеет место смещение вторичных аномалий по отношению к их коренным источникам на расстояние, зависящее от миграционной способности элементов, сложности и степени наклона рельефа, протяженности склонов, мощности перекрывающих рыхлых пород, размеров и числа разрушающихся рудных образований и т. п.

При крутом падении рудного тела величина смещения S может быть определена по формуле, предложенной А.П. Солововым:
Предпосылки применения геохимических методов поисков флюоритов

где А — параметр, зависящий от местных условий; h — мощность элювиально-делювиальных отложений; а — угол наклона поверхности склона. В случаях пологого падения рудных тел вторичный ореол смещается по восстанию этого тела на величину S3 = Bh*ctga (где В — коэффициент, зависящий от изменения пород при выветривании; в — угол падения рудного тела). Общее смещение ореола от проекции жилы на поверхность определится геометрической суммой Sa+S3. Смещения вторичных ореолов можно определить, используя зависимость (для склонов с углами 8° и выше), установленную М.С. Солодянкиным

где l — величина смещения; m — мощность наносов и а — угол наклона склона.

Разбраковка аномалий фтора и сопутствующих ему элементов должна сопровождаться выяснением природы ореолов. Учитываются следующие (для районов Забайкалья) признаки:
1) над породами типа гранодиорито-гнейсов вторичные ореолы имеют значительное пространственное распространение, равномерное и выдержанное распределение концентраций фтора порядка 0,1—0,3% и повышенное содержание фосфора;

2) содержания фтора над массивами гранитов не превышают 0,01—0,1% и распространены на широких площадях, ограниченных контурами интрузий;

3) для полей пегматитов, грейзенов и других высокотемпературных образований характерны концентрации фтора 0,01—0,3% при весьма неравномерном его распределении в ореолах, сопровождающееся другими обычными для этих эндогенных продуктов химическими элементами;

4) ореолы над рудными месторождениями отличаются незначительной контрастностью фтора (0,01—1%) и ассоциацией его с повышенным содержанием других рудных элементов;

5) ложные геохимические аномалии фтора, связанные с его вторичной аккумуляцией, формируются в пониженных участках рельефа, долинах и замкнутых котловинах;

6) перспективные на плавиковый шпат ореолы характеризуются незначительными размерами (сотни метров — 1 км), но высокими концентрациями фтора (0,1—10%).

По сравнению с ореолами фтора более надежно выделяются в элювиально-делювиальных отложениях аномалии флюорита. Последний, как неустойчивый в механическом отношении минерал, не всегда образует обломочные скопления значительных размеров. Тем не менее он может быть выявлен в мелкораздробленном состоянии, а область его распространения оконтурена с помощью термолюминесцентного метода, позволяющего определить содержания флюорита в пределах 0,02—10,0%.

По мнению М.С. Солодянкина, оценку вторичных литогеохимических аномалий можно проводить по совокупности следующих признаков: а) количественному отношению зерен кварца и флюорита в крупных фракциях (—1 мм), отобранных в пределах ореола; б) контрастности аномалий; в) ширине ореола при наличии в нем зерен флюорита и кварца и мощности наносов порядка 2 м; г) результатам термолюминесцентного анализа; д) данным химического анализа на фтор. В зависимости от набора этих признаков вторичные ореолы подразделяются на группы по очередности их оценки горными работами (табл. 13).

Если причина происхождения вторичных геохимических аномалий не ясна, целесообразна повторная литогеохимическая съемка участка на этапе более детальных работ с целью выяснения воспроизводимости ореолов. Для получения более надежных результатов выделяют вторичные аномалии по отношению фтора к фосфору.

Существенную помощь при разбраковке ореолов оказывает количественная оценка прогнозных запасов флюоритового сырья. Расчеты выполняют по данным изучения вторичных ореолов фтора, оконтуренным в результате детальных фторометрических съемок. Сопоставляют количество полезного компонента в ореоле, выраженного в квадратных метропроцентах, с количеством его в эрозионном срезе рудного тела, выходящего под элювиально-делювиальные отложения. Отношение этих величин, представляющее главный параметр для расчетов — коэффициент пропорциональности К, является достаточно постоянным в разнообразных геоло-го-геоморфологических условиях. Продуктивность ореола (в м2%) определяется по известной формуле:

где Ax — шаг отбора проб по профилю, м; l — расстояние между профилями, м; ECх — количество флюорита в ореоле, %; N — число точек наблюдений в пределах ореола; C0 — нормальный геохимический фон на участке. Переход от квадратных метропроцентов к тоннам осуществляется по отношению q = (Р*1 м*d*10в-2) т, где q— запасы в слое мощностью 1 м; d — объемная масса; 10в-2 — коэффициент пересчета содержания, выраженного в процентах на тонны. Прогнозные запасы в рудном теле могут быть оценены по формуле

где H — величина, принимаемая за глубину распространения оруденения, она составляет 1/2 длины ореола при подсчете методом треугольника или 1/4 — при использовании метода прямоугольника. Следует отметить, что все расчеты ведут исходя из предположения, что ореол образован рудным телом, имеющим кондиционные параметры мощности и содержания на поверхности.

Применяя методы прогнозной оценки запасов флюорита в коренном источнике по вторичным ореолам, необходимо соблюдать определенные требования: 1) запасы руд следует оценивать только применительно к остаточным ореолам фтора, детализированным в масштабе 1 : 10 000 и крупнее, в условиях, когда наличие оруденения на глубине имеет подтверждение; 2) нецелесообразен подсчет количества руд для флюоритоносных тел, представленных корневыми частями, или наоборот, слабо эродированных, ибо в первом случае запасы обычно бывают завышенными, а во втором — существенно заниженными; 3) поскольку определение запасов производят без учета кондиционных содержаний, полученная цифра должна быть уменьшена. Поправочный коэффициент вводят по аналогии с известными в районе месторождениями плавикового шпата. Если их нет, то величина запасов снижается в зависимости от размеров флюоритоносных тел: для крупных — на 10—20%, средних — на 30—35% и мелких — на 40—50%. Особый интерес представляют ореолы фтора, совпадающие с геофизическими аномалиями, полученными по данным электроразведки в сочетании с магниторазведкой.

Нами систематизированы по значимости основные признаки вторичных аномалий фтора, позволяющие оценивать и предварительно разбраковывать ореолы, связанные с кварц-флюоритовым и кварц-кальцит-флюоритовым оруденением (табл. 14). В принципе эти факторы могут быть использованы для оценки вторичных ореолов месторождений флюорита других типов. Следует лишь учитывать соответствующие им наборы элементов-индикаторов, образующих комплексные геохимические аномалии, а также то обстоятельство, что крупные метасоматические тела, в особенности если они сближены, нередко формируют значительные по размерам вторичные ореолы фтора.

При изучении вторичных ореолов при помощи нейтронно-активационного анализа активность определяют в одинаковых по форме закопушках; по поверхности коренных пород активацию ведут без закопушек. Густоту сети наблюдений устанавливают исходя из предполагаемых размеров ореолов фтора и необходимой детальности их исследования. Следует обращать внимание даже на слабые аномальные содержания фтора в породах, особенно в тектонических зонах заведомо флюоритоносных площадей. Если зоны накопления фтора и других индикаторных элементов узки, можно достаточно легко усилить контрастность и размеры геохимических аномалий, применив для этой цели приемы построения мультипликативных ореолов. Гидрогеохимические методы целесообразно использовать там, где имеется достаточное число источников подземных вод и поверхностных водотоков. Применение этого метода наиболее оправдано в районах, перекрытых мощными рыхлыми отложениями, а также характеризующихся развитием крупноглыбового делювия, осыпей, россыпей, курумов, марей, заболоченности, где применение литогеохимических методов затруднено. Исключение составляют районы бессточных межгорных котловин с солеными озерами, где трудно выделить среди ложных аномалий те, которые связаны с оруденением.

Метод целесообразен при поисках скрытого плавиковошпатового оруденения, хотя может быть использован и для обнаружения флюоритоносных объектов, выходящих на поверхность.

Отметим, что эффективность гидрогеохимических поисков во многом зависит от природных условий районов с флюоритовой минерализацией. Этот вид поисков можно осуществить при исследованиях, выполняемых с различной детальностью. Однако он преимущественно используется при работах в масштабах 1 : 200 000—1 : 50 000, реже более детальных, особенно в комплексе с другими поисковыми методами.

Гидрогеохимический метод позволяет охватить большую площадь и выделить наиболее перспективные участки. Для выявления и оконтуривания геохимических аномалий фтора и сопутствующих ему элементов опробуют поверхностные (реки, ручьи, болота, озера) и подземные (источники, колодцы, шурфы, скважины) воды на территориях флюоритоносных провинций, узлов, полей и месторождений, а также в зонах разломов, с которыми может быть связана минерализация. В районах со слабо развитой гидросетью иногда опробуют талые воды.

При широком развитии заболоченных ландшафтов, курумников, значительных по мощности рыхлых отложений, полупустынь, а также сильноподзолистых почв следует использовать биогеохимический метод поисков, так как он может дать положительные результаты, особенно при прослеживании известных рудных тел, уходящих под наносы. Этот метод может успешно применяться, если перекрывающий чехол имеет мощность до 15 м. Наиболее эффективен он на площадях с мощностью наносов 3—10 м, в ландшафтах, характеризующихся избыточной увлажненностью или Двухчленным строением делювия (присутствие в верхних частях аллохтонных отложений, где литогеохимическое опробование рыхлых пород становится безрезультатным). По эффективности лито- и биогеохимический методы соизмеримы между собой во многих ландшафтных условиях. На участках развития мощных аллювиальных отложений в долинах крупных падей биогеохимические поиски не проводят, вследствие того что травянистая луговая растительность в силу ограниченной длины ее корневой системы не позволяет с достаточной достоверностью охарактеризовать содержание химических элементов на большой глубине.

Работы проводят в два этапа: 1) апробирование и внедрение в производственную деятельность метода на примере особо перспективных площадей в пределах известных флюоритоносных полей, на продолжении рудоносных структур и на литогеохимических аномалиях фтора, связанных с продуктивными телами; 2) широкое использование биогеохимических методов на всех площадях, где прослеживание плавиковошпатового оруденения является целесообразным. В первую очередь к ним относятся площади заболоченных ландшафтов, сильноподзолистых почв, части участков с двучленным строением рыхлого покрова. Максимальную глубину аллохтонных отложений, в том числе склонового типа, ограничивающую применение биогеохимических поисков, следует определять в конкретных условиях опытным путем. В комплексе с другими геохимическими приемами биогеохимический метод целесообразно использовать и на тех площадях, где необходимо проведение глубинных литогеохимических поисков отбором проб рыхлых образований, и имеется растительный покров, пригодный для биогеохимического опробования.

С достаточной эффективностью биогеохимическое опробование может применяться на полузакрытых площадях, где мощность наносов составляет 3—10 м и выборочно — на закрытых (с мощностью наносов 10—15 м), а также в зимний период. Рассматриваемый метод в ряде случаев имеет ограничения, связанные: 1) с отсутствием на участках среды для опробования; 2) с наличием видов растений, проникновение корневой системы которых вглубь незначительно.

Применение биогеохимических методов для обнаружения и прослеживания флюоритоносного и другого фторсодержащего оруденения целесообразно только на залесенных площадях, в первую очередь там, где доминантами являются береза и сосна, наиболее полно концентрирующие фтор. Следует опробовать слой коры сосны с целью выделения максимально контрастных ореолов, которые очевидно должны быть интенсивнее ореолов, полученных при литогеохимическом опробовании в горизонте питания растений (обычно в почвенном горизонте С на глубине около 1 м).

Сеть отбора проб, ее ориентировка определяется геологической обстановкой и масштабом проводимых работ. Она должна соответствовать сети литогеохимического опробования рыхлого покрова. Принимая во внимание, что биогеохимические ореолы над плавиковошпатовыми телами во многих случаях локальны (ширина не более нескольких десятков метров), для надежности их выявления шаг отбора проб растений должен составлять 10—20 м со сгущением при детализации аномалий до 5 м. Для озоления пригодны любые способы, в том числе и полевые методы сжигания проб в специальных печах или на костре, так как потери фтора при этом оказываются незначительными. Элементы-индикаторы определяют спектральным анализом по эталонам, имитирующим средний состав золы растений. Аномальные их концентрации контролируют с двух-четырехкратной повторяемостью. Биогеохимические аномалии выделяют после приведения результатов к стандартному виду и времени опробования частей растений.

Первичные геохимические ореолы изучают в районах с хорошей обнаженностью опробованием коренных пород по разрезам или профилям, ориентированным вкрест простирания рудолокализующих структур по сети 500х50 и 250х20 м при поисках в масштабах 1 : 50 000 и 1 : 25 000. При более детальных поисках сеть опробования сгущают до 50х10 м.

С интервалом 5 м отбирают геохимические пробы методом, пунктирной борозды по линиям профилей (коренные породы, керн, скважина, стенки горных выработок). Из интервала опробования в одну пробу объединяют 5—6 сколков пород. Общая масса пробы составляет 100—200 г. При обработке результатов обращают особое внимание на зоны сочетания положительных и отрицательных ореолов. Совмещение их в надрудной толще участков, благоприятных по геологическим признакам, повышает вероятность обнаружения скрытого плавиковошпатового оруденения. В то же время если наряду с повышенными содержаниями прочих элементов на поверхности установлены зоны концентраций бериллия и лития с одновременно четко выраженными отрицательными аномалиями натрия и калия, то можно предполагать наличие плавиковошпатовых руд на глубине, не превышающей 90 м. При выявлении положительных первичных ореолов фтора, бария, молибдена, серебра, мышьяка, свинца, цинка, стронция и элементов редкоземельной группы, образующих более широкие и протяженные аномалии, глубину залегания рудного тела следует считать более значительной. Критерием оценки уровня эрозионного среза геохимических аномалий являются мультипликативные ореолы.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: