способ поиска рудных тел полезных ископаемых

Формула изобретения

СПОСОБ ПОИСКА РУДНЫХ ТЕЛ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающий отбор проб горных пород по профилям и определение в них содержаний рудных элементов, по аномальным значениям которых судят о положении рудных тел, отличающийся тем, что дополнительно в пробах определяют концентрации K, Na, Mg и Ca, рассчитывают отношения K/Na, K/Mg, K/Ca, Na/Mg, Na/Ca и Mg/Ca, строят графики изменения градиентов указанных отношений вдоль профиля, на котором по крайним аномальным относительно фонового значениям устанавливают границы зон геохимических барьеров, в пределах которых дополнительно отбирают пробы, проводят их петрографический анализ, по результатам которого определяют наличие данного типа метасоматитов, в составе которых сумма новообразованных минералов превышает 30% и по которым устанавливают границы зон метасоматических барьеров и их тип, по содержанию рудных элементов в дополнительно отобранных пробах рассчитывают ассоциации рудных элементов, свойственные выделенным типам метасоматических барьеров, а положение рудных тел полезных ископаемых определяют по расположенным в зоне метасоматического барьера аномальным значениям рудных элементов из рассчитанной ассоциации, свойственной данному типу метасоматического барьера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к геохимическим способам поисков и может быть использовано для выявления рудных тел полезных ископаемых.

Известен способ поисков рудных полезных ископаемых, суть которого заключается в том, что проводят литохимическое опробование, при котором отбирают пробы коренных пород с поверхности или из поверхностных горных выработок, производят анализы проб, устанавливают в них содержание искомых химических элементов, выявляют пробы, содержащие эти элементы в аномальных концентрациях, и оконтуривают участки с этими пробами. Выявленные участки считают поверхностными геохимическими аномалиями. Изучают геологическое строение этих аномалий и их геологическую позицию в строении более обширной территории. Выявленные участки сравнивают с известными эталонными геолого-промышленными объектами. По результатам сравнения делают заключение об их перспективности. На выявленных таким образом перспективных аномалиях горно-буровыми работами осуществляют оценку наличия промышленных скоплений полезных ископаемых [1]

Этот способ обладает таким недостатком, как невозможность обнаружения рудных объектов, несхожих с известными эталонами, когда выбраковываются ценные рудные концентрации неизвестных ранее типов оруденения. Кроме того, этот способ направлен на выявление руд отдельных полезных ископаемых и не позволяет в полной мере изучить исследуемую площадь на наличие широкого круга полезных компонентов. Это приводит к резкому увеличению затрат при проведении повторных поисковых и оценочных работ при поисках иного вида минерального сырья.

Наиболее близким к предлагаемому является способ поисков рудных полезных ископаемых, включающий отбор проб пород на исследуемой площади, их анализ на содержание рудных элементов, выявление и оконтуривание аномалий повышенных концентраций рудных элементов, выявление геохимических барьеров, к которым приурочены эти аномалии, соотнесение этих барьеров с соответствующими им ассоциациями химических элементов, выбор по всем этим факторам рудоперспективных аномалий рудных элементов, сконцентрированных на соответствующих геохимических барьерах, и оценку этих аномалий горно-буровыми работами [2]

Этот способ основан на использовании геохимических барьеров участков земной коры, где на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и, как следствие, их концентрация. Классификацию геохимических барьеров разработал и предложил использовать в целях поис- ков рудных полезных ископаемых А.И. Пе- рельман. При поисках этим способом обнаруженные аномалии химических элементов сравнивают по составу с типовыми ассоциациями химических элементов, а геологическую ситуацию изучаемой аномалии сравнивают с описанием типовых аномалий данной классификации. Находят эталонные описания типов аномалий, сходные с наблюдаемыми, и делают заключение о рудоперспективности данной аномалии.

Однако этот способ геохимических поисков имеет ограниченную область применения, так как позволяет осуществлять только поиски скоплений гипергенных руд. В его основе лежит классификация концентраций химических элементов на геохимических барьерах зоны гипергенеза, которая отражает законы миграции и осаждения химических элементов лишь в этой зоне. В то же время основная масса рудных месторождений представлена эндогенными типами рудных концентраций, закономерности пространственного размещения которых подчиняются законам эндогенной миграции и осаждения химических элементов, которые существенно разнятся с подобными закономерностями зоны гипергенеза. При гипергенных и эндогенных процессах существенно отличаются и источники рудного вещества, что коренным образом влияет на пространственное размещение рудных объектов. Поэтому с помощью способа поисков по прототипу невозможно осуществить поиск эндогенных рудных тел полезных ископаемых.

Целью изобретения является повышение эффективности способа поисков путем расширения области его применения за счет обеспечения возможностей поисков эндогенных рудных тел полезных ископаемых.

Цель достигается тем, что по способу поисков рудных тел полезных ископаемых, включающему отбор проб коренных пород на исследуемой площади по профилям и определение в них содержаний рудных элементов, по аномальным значениям которых судят о положении рудных тел, дополнительно в пробах определяют концентрации калия, натрия, магния и кальция, рассчитывают отношения K/Na, K/Mg, K/Ca, Na/Mg, Na/Ca, Mg/Ca, строят графики изменения градиентов указанных отношений вдоль профилей, на каждом из которых по крайним аномальным относительно фонового значениям устанавливают границы зон геохимических барьеров указанных типов, проводят границы этих зон по всей совокупности профилей, в пределах зон геохимических барьеров дополнительно отбирают пробы по более густой сети, проводят их петрографический анализ, по результатам которого устанавливают наличие конкретных типов метасоматитов, в составе которых сумма новообразованных минералов превышает 30% и по которым устанавливают границы зон метасоматических барьеров и их тип, по содержанию рудных элементов в дополнительно отобранных пробах рассчитывают ассоциации рудных элементов, свойственных выделенным типам метасоматических барьеров, а положение рудных тел полезных ископаемых определяют по расположенным в зоне метасоматического барьера аномальным значениям рудных элементов из рассчитанной ассоциации, свойственной данному типу метасоматического барьера.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого способа поисков рудных тел полезных ископаемых с выделением и использованием геохимических барьеров для обнаружения искомых объектов, для чего по результатам опробования, проведенного вдоль профилей (6), на основе результатов анализов петрогенных элементов выделяют геохимические барьеры ранга месторождения. В данном случае выделены три зоны барьеров: калий-натриевый (1), натрий-магниевый (2), магний-кальциевый (3), которые расположены параллельно друг другу с частичным перекрытием. По результатам анализов рудных элементов выделен ряд аномалий, которые разделены на перспективные (4), расположенные в пределах зон указанных геохимических барьеров, и бесперспективные (5), расположенные за пределами этих зон. По положению перспективных аномалий можно судить о наличии ископаемых рудных тел, поэтому зоны геохимических барьеров, в пределах которых расположены данные аномалии, подвергают дополнительному опробованию по более густой сети (7). В качестве примера показано положение отрезка профиля геохимического опробования по линии АБ (8), в пределах которого по калий-натриевому отношению выявлен геохимический барьер. Подробная информация об этом приведена на фиг. 2.

На фиг. 2 показан пример выделения геохимического барьера по изменению значений калий-натриевого отношения. На профиле АБ, положение которого указано на фиг. 1, в точках отбора проб вынесены значения калий-натриевого отношения, которые представлены в виде графика (9). Как видно из сравнения этого графика с геолого-метасоматическим разрезом (12), наибольшие значения соответствуют зоне калишпатизации (калиевой) 14, наименьшие зоне альбитизации (натриевой) 16, а промежуточные калий-кремниевым зонам грейзенизации (15) и березитизации (17), представленным агрегатами кварца и светлых калиевых слюд. Зона пропилитов (18) калиево-натриевым отношением не отбивается. Для выявления конкретных границ барьера от калишпатовой до березитовой зон включительно применен способ подсчета градиентов, когда в сопредельных точках опробования подсчитывают разность значений калий-натриевого отношения. На графике (10) видно, что зона метасоматических изменений от калишпатовой до березитовой характеризуется наличием значений, явно превышающих фоновые, в то время как слабоизмененные породы и пропилиты (изменения кальций-магниевого ряда) характеризуются фоновыми колебаниями значений градиентов (11). Границы барьера четко отбиваются положением экстремумов крайних пиков. Границы зон внутри барьера также отбиваются пиками градиентов. Для более четкого выделения магниевых и кальциевых метасоматитов применяют натрий-магниевые, магний-кальциевые и другие вышеуказанные отношения.

На фиг. 3 показана схема расчленения выделенных геохимических барьеров (30) на метасоматические зоны (23) и барьеры (24, 25, 26) и выявления приуроченных к ним поисковых объектов ранга рудного тела. В пределах калий-натриевого барьера выделено два метасоматических барьера: калишпат-альбитовый и альбит-березитовый. Калишпат-альбитовый барьер приурочен к границе калишпатовой (19) и альбитовой (20) зон и представлен зоной рудоносных грейзенов (24) агрегатом кварца и мусковита. Альбит-березитовый барьер приурочен к границе альбитовой (20) и березитовой (21) зон и выполнен кварцевыми жилами с сульфидной минерализацией (25). Натрий-магниевый барьер практически совпадает с альбит-березитовым барьером, описанным выше. Магний-кальциевый барьер совпадает с березит-пропилитовым метасоматическим барьером. Зона березитов (21) представлена агрегатом кварца, серицита и пирита, зона пропилитов (22) агрегатом кальциевых и магниевых карбонатов, эпидота и хлорита. Березит-пропилитовый барьер трассируется каарбонат-сульфидными жи-лами (26). В пределах перечисленных метасоматических зон сумма новообразованных минералов составляет более 30% (23). Каждый метасоматический барьер характеризуется определенной рудной геохимической специализацией. Зона грейзенов редкометальная ассоциация: торий, вольфрам, олово, висмут, бериллий. Альбит-березитовый барьер золото-серебряная ассоциация с железом, мышьяком и группой иттриевых редких земель. Березит-пропилитовый барьер с карбонат-сульфидными жилами характеризуется ассоциацией свинца, цинка, серебра, меди, сурьмы, золота и ртути. В пределах указанных барьеров выделены геохимические аномалии, отражающие положение рудных тел. В зоне грейзенов (калишпат-альбитовый барьер) аномалии вольфрама (27), в зоне березит-пропилитового барьера аномалии свинца и цинка (29), в зоне альбит-березитового барьера аномалии золота (28).

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

На исследуемой площади производят отбор пpоб коренных пород по профилям, пробы подвергают анализам на содержание рудных и петрогенных химических элементов, выявляют и оконтуривают аномалии повышенных концентраций рудных элементов ранга месторождения, выявляют геохимические барьеры, к которым приурочены данные аномалии (фиг. 1). В качестве геохимических барьеров, к которым приурочены аномалии ранга месторождений, определяют геохимические барьеры между четырьмя основными породообразующими элементами: калием, натрием, магнием и кальцием, причем в следующем сочетании К/Na, K/Mg, K/Ca, Na/Mg, Na/Ca, Mg/Ca. Определяют количественные отношения содержаний элементов каждой пары в каждой пробе, подсчитывают градиенты вдоль профилей отбора проб, для чего определяют разности между значениями в сопредельных точках, по зонам градиентов, превышающим фоновые значения, выделяют указанные зоны барьеров, причем за критерий их оконтуривания принимают экстремумы крайних пиков этих зон (фиг. 2). В пределах выявленных зон геохимических барьеров по сгущенной сети дополнительно отбирают пробы коренных пород, пробы подвергают петрографическому анализу и анализам на содержание рудных элементов. На основании петрографического анализа устанавливают ассоциации и соотношения новообразованных минералов. При этом к метасоматитам околорудных изменений относят породы, содержащие новообразованные минералы в количествах, превышающих 30% а тип метасоматических изменений в соответствии с составом новообразованных минералов устанавливают согласно систематике метасоматических пород, принятой в геологической практике. Таким образом, в пределах выделенных геохимических барьеров ранга месторождения выделяют метасоматические барьеры ранга рудного тела. По содержанию рудных элементов в дополнительно отобранных пробах рассчитывают ассоциации рудных элементов, свойственные выделенным типам метасоматических барьеров, а положение рудных тел полезных ископаемых определяют по расположенным в зоне метасоматического барьера аномальным значениям рудных элементов из рассчитанной ассоциации, свойственной данному типу метасоматического барьера.

Предлагаемый способ с успехом может быть использован при поисках цветных, редких и благородных металлов для оруденения, сформированного под воздействием магматических, метаморфических и гидротермальных процессов. Его применение обеспечивает комплексное опоискование площадей при существенном сокращении материальных затрат.