книги из ГПНТБ / Ковалевский, А. Л. Биогеохимические методы поисков золоторудных месторождений

М И Н И С Т Е Р С Т В О Г Е О Л О Г И И С С С Р

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ (ВИЭМС)

Отраслевой центр научно-технической информация (ОЦНТИ)

О Б З О Р

БИОГЕОХИМИЧЕСШ МЕТОДЫ ПОИСКОВ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Вв е д е н и е

Впоследние годы биогеохимические поиски рудных месторожде­ ний, основанные на определениях элементов-индикаторов в расте­ ниях, находят все большее практическое применение. Однако они используются только некоторыми геологическими организациями (Центральная геохимическая экспедиция ИМГРЭ, Центрально-Казах­

станское и Бурятское геологические управления, Институт геологии и геофизики АН УзбССР) в ограниченных масштабах [6 ,7 ,8,9,10,23, 27,28,29 и др.]. Это объясняется большей трудоемкостью процесса отбора и подготовки к анализу (озоления) проб растений по срав­ нению с отбором металлометрических проб, осуществляемым с глубины б ,1-0,3 м, а также большей сложностью интерпретации биогеохими­ ческих 'данных. Немаловажным фактором является и то, что эффек­ тивность биогеохимических поисков зависит от конкретных условий района работ. Некоторые из этих условий, определяющие эффектив­ ность биогеохимических методов поисков золоторудных месторожде­ ний, будут рассмотрены в настоящей работе.

Основным преимуществом биогеохимических поисков по сравне­ нию с металлометрической съемкой является возможность получения _

Всесоюзный научно-исследовательский институт экономики минерального сырья и геологоразведочных работ(ВИЭМС^ 1974

ДУ

- 1 -

• * Г ' У с ? У с ?

Ч ш х ,

информации о распределении элементов-индикаторов в нижних корне­ обитаемых горизонтах почвенного покрова оез проведения горнопро­ ходческих работ. Это делает биогеохимические поиски экономичнее глубинных литохимических поисков. Практика поисковых работ с при­ менением этих методов показывает, что при одинаковой плотности точек наблюдения стоимость биогеохимических поисков приблизитель­

100 раз меньше при отборе литохимических проб с глубины 30-35 м. Глубинность оиогеохимических поисков и их экономичность не зависит или мало зависит от типа полезного ископаемого на площа­

дях, закрытых аллохтонным рыхлым покровом. По опыту производ­ ственных работ, глубинность биогеохимических поисков равна в сред­ нем 1-5 м в зоне многолетней мерзлоты, 2-10 м в лесной немерзлот­ ной зоне и от 3-30 до 30-60 м в зоне аридного климата (сухие сте­ пи, полупустыни и пустыни). Она определяется глубиной проникно­ вения корней и мощностью верхнего водоносного горизонта, являюще­ гося источником воды для растений и часто имеющего гидравлическую связь с более глубокими водоносными горизонтами.

Разнообразие генетических типов и геохимических особенностей золоторудных месторождений, а также видов, органов и частей орга­ нов растений (биологических объектов), которые используются для опробования в конкретных условиях, определяют особенности биогео­ химических поисков этих месторождений. Сйи зависят от минераль­ ных типов руд, благоприятных или неблагоприятных для выявления биогеохимическими методами, а также особенностей геохимии элемен­ тов-индикаторов в корнеобитаемой части зоны гипергенеза, выбора биологических объектов и методов анализа золота.

Типы золоторудной минерализации, благоприятные для выявления биогеохимическими методами

Биогеохимическими методами выявляются не все типы руд, лито­ химические ореолы которых имеют контакт с корнями растений. Это объясняется различной доступностью растениям различных форм мине­ ральных и химических элементов в питающей среде.

- 2 -

Исследованиями последних лет установлено весьма значитель­ ное влияние растворимости и размера зерен минералов и заметное, но менее существенное влияние геохимических ландшафтов, в пер­ вую очередь pH почв на интенсивность накопления химических эле­ ментов растениями. Биогеохимическим параметром (по опыту автора), характеризующим это влияние количественно, является растительно­ почвенный коэффициент (РПК), равный отношению концентраций изу­ чаемого элемента в растениях (обычно в золе) и почвенном горизон­ те питания [13,15,19 и др^.Значения РПК изученных элементов-инди­ каторов золоторудной минерализации изменяются в зависимости от

зоне минеральных и химических форм элементов, для которых РПК име­ ют минимальную величину (0,01-0,001 и менее), аномальные концен­ трации в растениях, как правило, отсутствуют. В то же время для руд и их литохимических ореолов, формы элементов-индикаторов которых характеризуются максимальными значениями ВПК (порядка 1-100 и более), свойственно наличие высококонтрастных и весьма интенсивных (при отсутствии отрицательного влияния физиологиче­ ских барьеров поглощения, которые будут рассмотрены ниже) биогеохимических аномалий. Во многих случаях коэффициент контрастно­ сти их (ККб ) , равный отношению аномальных концентраций к фоновым содержаниям, превышает соответствующий показатель даже открытых литохимических ореолов (ККД) , что делает применение биогеохимического метода более целесообразным по сравнению с металлометри­ ческим.

Количественными параметрами, которые могут использоваться для оценки эффективности био- и литохимического методов являют­ ся отношения ККд: ККД и РПКа : РПКф, где РПКа и РПКф - величины растительно-почвенного коэффициента на геохимических аномалиях и на фоне. Исходя из величин этих отношений, соответствующие ми-* игральные типы руд и их литохимических ореолов разделяются на три группы: весьма благоприятные, благоприятные и непригодные

для выявления биогеохимическими методами. Большинство типов золо­ торудной минерализации относятся к группе минеральных типов руд, благоприятных для выявления биогеохиыичеокиыи методами (табл.2 ).

- 3 -

Т а б л и ц а I

Значения растительно-почвенных коэффициентов (РПК) для различных иинеральных форм некоторых рудных элементов (для безбарьерных и высокобарьерных видов и органов растений основных

X)Под неминеральными формами подразумеваются не определяемые минералогически солевые, сорбированные и изоморфные формы элементов, характерные для фоновых содержаний в почвах и горных породах. ___

Это относится ко всем типам руд и литохимических ореолов, кото­ рые представлены дисперсным золотом или содержат его в значитель­ ных количествах. К непригодным, "запрещенным", для выявления биогеохимическим методом относятся коренные и россыпные золоторуд­ ные месторождения с крупным золотом, не сопровождающиеся гидро­ химическими ореолами. Данные табл.1 и 2 свидетельствуют о возмож­ ности использования свинца, цинка, меда и молибдена также в боль­ шинстве типов золоторудной минерализации, сопровождающейся этими элементами, в том числе и при наличии железных шляп.

Рассмотренные данные создают основу для рационального соче­ тания шлихового, металлометрического и биогеохимического методов при поисках золоторудных месторождений, характеризующихся различ­ ной крупностью золота. Шлиховой метод эффективен при поисках месторождений с крупным видимым золотом, а металлометрический - при поисках месторождений с дисперсным золотом, имеющим открытые литохимические ореолы. Биогеохимические поиски целесообразно применять при поисках месторождений с дисперсным золотом, осо­ бенно золото-сульфидных и минерализации в глинах, а также боль­ шинства типов месторождений, имеющих полузакрытые и закрытые (погребенные и выщелоченные) литохимические ореолы. Кроме того, они могут быть целесообразными при поисках руд, сопровождающихся погребенными гидрохимическими ореолами золота и его .спутников, которые имеют контакт с корнями растений. Последнее обусловлено тем, что поглощение химических элементов из водных растворов про­ исходит со значительно большей (в среднем в 3000 раз) интенсив­ ностью, чем поглощение из твердой фазы почв й рыхлого покрова [20]. Это явление не только расширяет сферу применения биогеохимических поисков, но и увеличивает их глубинность, делая ее в наиболее благоприятных условиях сопоставимой с гидрохимическими методами. При этом следует иметь в виду, что золото не образует протяженных водных потоков рассеяния, а большинство его спутни­ ков - As, Zn, Си, S&, Ад,М о и др. - могут образовывать их

[4 и др.]

Особенности элементов-индикаторов золоторудной минерализации

Теоретически биогеохимическими индикаторами золоторудной ми­ нерализации могут являться все геохимические индикаторы их:

- 6 -

условиях ведения поисковых работ их число ограничивается вероят­ ными генетическими типами руд, минеральными и химическими форма­ ми этих элементов в зонах окисления а почвообразующих горных по­ родах, контактирующих с корнями растений, особенностями накопле­ ния геохимических индикаторов доминантными растениями района, а также имеющимися аналитическими возможностями. Обычно число

биогеохимических индикаторов при поисках конкретной золоторудной минерализации невелико и ограничивается: А и , Рб, Z n ,Си, A s , Мо и Ад. Другие геохимические индикаторы образуют, как правило, ма­ локонтрастные вторичные ореолы или массовые анализы имеют недос­ таточную чувствительность и точность определения индикаторов.

Поэтому использование их ограничивается стадией детализации и интерпретации перспективных биогеохимических аномалий, выявленных при поисковых работах. В связи с этим рациональный комплекс ана­ лизов должен предусматривать анализ всех проб на сравнительно ограниченное число элементов-индикаторов, которые обеспечивают надежное выявление всех перспективных типов золоторудной минерали­ зация конкретного района работ, и определение всех геохимических индикаторов этой минерализации на биогеохимических аномалиях из относительно небольшого количества аномальных проб.

Ограничения в эффективном использовании всех геохимических индиакторов золоторудной минерализации при биогеохимических по­ исках обусловлены еще и тем, что поведение их в зонах гилергенеза конкретных районов и особенности накопления доминантными рас­ тениями этих районов изучены недостаточно. Это касается С и , A s, Ад , S 3 , B L, Те, T i, Ид ,S n и других элементов.

При выборе биогеохимических индикаторов золота следует учи­ тывать степень выветривания руд и горных пород, а также наличие или отсутствие древних или современных кор химического выветри­ вания горных пород и зон окисления руд. Это обусловлено тем, что особенности литохимических ореолов различных элементов-индикато­ ров, определяющие эффективность биогеохимических поисков, неоди­ наковы. Зависимость поисковой эффективности биогеохимического метода от стадии развития коры выветривания хорошо изучена для урановых месторождений [2,12] . Отмечена она также и для полиме­ таллической минерализации [14] .

- 7 -

Для золота и наиболее изученных его спутников - свинца, цинка, меди и молибдена - отмечаются следующие особенности форми­ рования рудных биогеохамических аномалий в зависимости от стадии развития зоны окисления. На ранних стадиях, когда первичные сульфидные минералы сохраняются в верхней корнеобитаемой зоне рых­ лого покрова, а кора выветривания горных пород представлена глы­ бами и преобладанием щебнистого материала, наиболее контрастные биогеохимияеские аномалии характерны для мышьяка, цинка, меди и молибдена, сульфиды которых наименее устойчивы, а такие для дисперсного золота. На средних стадиях развития зон окисления, характеризующихся развитием глинисто-щебнистого материала и зна­ чительным выносом легкорастворимых элементов, наиболее контраст­ ные биогеохимические аномалии отмечаются для золота, молибдена и свинца. Наименее подвижны на заключительных стадиях развития зон окисления золото и свинец, которые в этих условиях являются наилучшими лито- и биогеохимическими индикаторами коренной золо­

торудной минерализации. Рассмотренные и другие особенности геохи­ мических ландшафтов следует учитывать не только при выборе эле­ ментов-индикаторов, но и при интерпретации оиогеохимических аномалий.

Кроме рассмотренных, особенностями золота и его спутников, имеющими отношение к биогеохимическим поискам, являются локаль­ ность первичных и вторичных литохимических ореолов большинства коренных рудных месторождений (размеры ореолов промышленных руд­ ных тел обычно не превышают 10-50x100-500 м), высокая контраст­ ность и плохая коррелируемость по соседним профилям литохимиче­ ских аномалий золота (коэффициент контрастности - KK^IOO-IOOOO < и более) и значительно меньшая контрастность аномалий при несколь­ ко лучшей коррелируемости его спутников - ККЛ = 3-100 [3,4 и др.) Локальность ореолов большинства типов коренных золоторудных мес­ торождений, по сравнению с полиметаллическими, медно-колчедан­ ными, редкометальными ( штокверковыми) и некоторыми другими обу­ славливает использование для поисков этих месторождений геохими­ ческих съемок масштаба 1:50 000-1:10 000, а при детализационнооценочных работах на флангах месторождений и на перспективных аномалиях - съемок масштаба 1:10 000-1:2 000.

- 8 -