Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых

на определённые химические элементы. Это растения - универсальные индикаторы (галмейная фиалка - на цинк, калифорнийский мак - на медь, жимолость на золото и т.п.). Чаще же наблюдается другой случай: растения селятся где угодно, предпочитают почвы, обогащённые каким-либо элементом. Это лекальные индикаторы. Иногда растения «впадают» в другую крайность - избегают мест с повышенным содержанием химических элементов. Это тоже показатель Почвы, богатые бором или хромом - почти без растений.
2. В появлении необычных форм обычных растений, изменений темпов их развития (угнетение или пышный рост), в появлении патологических изменений стеблей, листьев, цветов. Это симптоматические индикаторы.
Все эти моменты лежат в основе геоботанических методов поисков месторождений. Поскольку ярко выраженные изменения этого рода встречаются не часто, геоботанические методы имеют подчиненное значение. В большинстве же случаев никаких внешних проявлений в растениях не наб­людается. И здесь уже на первый план выступает универсальный биогеохимический метод, при котором изучается не ботанический вид растений, а их химический состав (анализируется зола растений).Опыт показал, что растения, растущие над месторождениями, могут резко обогащаться хими­ческими элементами (в сотни раз),но это может никак не отразиться на их внешнем облике.
Работами А.П.Виноградова и его сотрудников показано, что между содержанием элементов в почвах и в прорастающих на них растениях су­ществует достаточно точная корреляция. Это положение и является теоретической основой биохимического метода.
В зависимости от глубины корневой системы растения могут дости­гать рудных тел или их ореолов на глубинах более 10 м. Важно здесь и то, что растение своими корнями может достигать до рудного тела или его ореола и через слой пустой породы (аллювий, эоловые пески, морена и т.д.), когда в принципе не применим литогеохимический метод. Так, Ранкама (Финляндия) обнаружил Сu- Нi рудные тела, перекрытые слоем в 3-4м безрудной морены, анализируя никель в листьях березы. Поэтому-то этот метод получил особенное развитие в таежных и нивальных условиях Канады и Скандинавии.
Пробы надо брать из древесных форм(корни поглубже),из распространенных форм в районе, один и тот же вид растений, одни и те же его части (ветви, листья, корни, плоды), только в этом случае можно рассчитывать на сопоставимые результаты. Нельзя не сделать и такие предостережения. Есть ряд растений концентраторов химических элементов, которые способны обогащаться какими-либо элементами независимо от содержания их в субстрате. Такие растения надо знать, чтобы они не ввели в заблуждение, не привели к открытию ложных аномалий. Нельзя не упомянуть и о таких на первый взгляд курьезных аспектах.
"Ботаническая металлургия" - эта одна из возможных новых отраслей. Фантастика? Но в ней рациональное зерно. Растения могут аккумулировать в себе редкие элементы. Поэтому некоторые считают: настанет время, будут спе­циально культивировать определённые растения – накопители…Фантастика? Но из водоросли - ламинарии мы добываем йод.
Или вот еще. "Четвероногие рудознатцы". На полигоне института геологи Карельского филиала АН СССР начали обучать собак на поиски никелевых руд. Успехи налицо. А искать такие руды обычным методом в условиях выщелоченных подзолов, северных болот нелегко.
"Разведчики недр пчелы". На одной из пасек на Южном Урале исследо­вали мёд. Оказалось - в нем в повышенном содержании ряд элементов, харак­терных для данного района. А вы думали, что пчёлы только мёд дают да кусают. Они "помогают" геохимически обследовать район.
Некоторые считают, что в будущем возможно удастся приспособить термитов для поиска ценных минералов, и они станут помощниками геологов. Дело в том, что термиты, живя в пустынях, проникают в глубь пород на десятки метров и утоляют жажду водой глубоких горизонтов. В их телах аккумулируются химические элементы, которые могут оказаться своеобразным индикатором имеющихся на глубине полезных ископаемых или вод.
4.Поиски месторождений по газовым ореолам рассеяния.
Газовые методы основаны на использовании миграции газа, генетически связанного с полезным ископаемым. Сюда относятся прежде всего так называемые прямые геохимические методы поисков нефти и газа, разработанные еще в 1947 году Соколовым. Суть метода, который Соколов назвал газовой съемкой заключается в определении подпочвенных слоях содержания нефтяных угле­водородов, продиффундировавших туда из залежей нефти или природного газа. Наличие углеводородов обнаруживается либо непосредственно путём анализа подпочвенного воздуха, либо посредством изучения продуктов их изменения или воздействия их на окружающие породы и воды или даже на микрофлору. Соответственно этому Соколов выделяет в пределах нефтегазосъемки такие прямые методы поисков нефти и газа:
I. Газовая съемка. Возможны три варианта:
а) определение свободного газа;
б) определение сорбированного газа;
в) газодебитный метод.
Берутся пробы газа (свободный газ) или пробы пород (сорбированный газ) с глубин 1,5-2,0 специальными газоотборниками по сетке или заданными профилями.
2. Битумный метод. Содержание битумов определяется:
а) люминесцентным методом;
б) эксртакционным методом.
3. Бактериосъемка - определяется наличие бактерий, способных усваи­вать углеводороды.
4. Газовый каротаж - по глинистому раствору, керну.
5. Битумный каротаж - по глинистому раствору, керну.
По результатам каротажа строят графики содержания газов или битумов вдоль створа (разреза) скважины, решают вопросы о продуктивности от­дельных горизонтов или о перспективности ещё не вскрытых горизонтов.
При поисках радиоактивных руд используется эманационная съёмка, с помощью которой изучаются тоже вторичные газовые ореолы рассеяния, которые возникают вследствие непрерывного выделения эманации глубокозалегающими рудами. Концентрация эманаций убывает по мере удаления от радиоак­тивных руд. Основной недостаток метода: сравнительно малая глубинность, обусловленная быстрым распадом эманации (но одновременно - это и досто­инство метода - небольшая протяженность ореола).
Сравнивая между собой рассматриваемые выше методы, можно отметить, что применение их часто называется конкретными условиями, когда один метод не может быть заменен другим, один метод в данной ситуации является эффективнее другого или не является единственно возможным в данных условиях. Поясню это на примерах.
Вторичные ореолы рассеяния месторождений полезных ископаемых, выявляемые биогеохимическим методом, в общем случае могут быть обнаружены и с помощью литогеохимического метода, поскольку повышенное содержание элементов можно отметить, анализируя почву. Если это так, то применение в общем более сложного биогеохимического метода нецелесообразно.
Однако существуют условия, когда биогеохимический метод поисков имеет явные преимущества перед литогеохимическим. В районах гумидной зоны из верхних горизонтов почвы интенсивно выносятся почти все химические элементы (пятый ряд подвижности Полынова). В этом случае эффективнее и выгоднее экономически использовать биогеохимический метод, поскольку растения своими корнями проникают глубоко в субстрат.
Биогеохимический метод имеет преимущества перед литогеохимическим в районах, где месторождения или их ореолы перекрыты принесенными со сторо­ны осадками, породами, а растения своими корнями могут достигать рудных тел или их ореолов через слой пустой породы.
Итак, абстрактных истин нет, истина всегда конкретна. Это положение справедливо и к случаю, когда мы пытаемся решить вопрос об эффективности того или другого геохимического метода применительно к конкретной ситуации.
В заключение темы хочется остановиться на основных проблемах, которые стоят сегодня перед геохимическими методами поисков. А проблемы эти есть и немалые. О них шла речь в докладах на Всесоюзной школе-семинаре "Методика и эффективность геохимических методов поисков на Урале, который состоялся в марте-апреле 1981 года в г. Челябинске и на котором мне довелось присутствовать. Основные доклады были сделаны чл.-корр. АН СССР Л.Н.Овчинниковым, председателем оргкомитета семинара и проф. Прониным (пред. Уральской секции геохимических поисков).
Отмечалось прежде всего, что эффективность геохимических методов все еще не так велика, как могло бы быть по уровню и разработке методов. Одним из путей повышения эффективности геохимических методов является их геологизация, поскольку существует опасность их отрыва от геологии, от геологической основы. Геохимик должен быть хорошим геологом! (Кстати, это касается и геофизиков). Нельзя оперировать только цифрами. Никакие ЭВМ без геологической базы… Геохимические данные надо накладывать на геологический фон (ибо, если помните: рудные процессы не особые какие-то процессы, они сопровождают геологические процессы, они часть последних), только в этом случае можно рассчитывать на оптимальные результаты. К этому-то и призывал геологов А.Е.Ферсман, считая проблему поиска месторождений полезных ископаемых геохимической по существу.
Важная проблема - повышение глубинности геохимических поисков. Практика ждет открытий на втором этаже глубинности - глубже 500 м. Есть же успешные примеры. То есть, не только вторичные ореолы брать во внимание, но и закрытые или невскрытые ореолы рассеяния.
Другая задача: применение геохимических методов для поиска руд алюминия и железа, что до сих пор не делалось.
Ещё задача: комплексирование геохимических методов с другими, опе­режающая роль геохимических методов, что ещё не достигнуто.
Категорическая стандартизация методов, ибо существует стандартная зональность в поведении химических элементов в гипогенных и гипергенных условиях.
Остаётся нерешенной задача: расчистить баланс аномалий, разбраковать их, решить - какие из них промышленные - иначе нельзя добиться от производственников уважения к геохимическим методам. Сейчас в стране более 100 тыс. аномалий («Доколь мы будем гнать этот брак!" - воскликну Л.Н.Овчинников.).
Делая оценку состояния разработки методов и оснащенности соответствующих служб в стране, Л.Н.Овчинников говорил, что мы по разработке
методов идем впереди в мире, но по аппаратуре и оборудованию отстаем от запада, по средствам обработки и анализа данных. Отсюда задачи:
а) Повышение чувствительности аппаратуры, точности, ее точности,
б) оперативная проверка рекомендаций геохимиков при их участии и ответственности.