способ аэрозольных геохимических поисков рудных месторождений

Формула изобретения

Способ аэрозольных геохимических поисков рудных месторождений, включающий отбор проб приземной атмосферы через систему фильтров, анализ аэрозолей на фильтрах и выявление рудных тел и месторождений по аномалиям рудных элементов-индикаторов, отличающийся тем, что до анализа аэрозолей на фильтрах определяют по дочерним продуктам распада содержание радона в отобранных пробах и делают вывод о расположении искомых объектов по пространственно совпадающим аномалиям рудных аэрозолей и радона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к геохимическим методам поисков рудных месторождений и может быть использовано для выявления и локализации активных зон глубинных разломов.

В основу существующих аэрозольных методов в поисковой геохимии положено представление об элементном составе приземного слоя атмосферы как источнике информации о глубинном геологическом строении земли. Другими словами, поиск рудных тел на глубине аэрозольными методами ведется по атмосферным ореолам рассеяния элементов-индикаторов, источником которых являются глубинные рудные тела.

Известен аэрогеохимический метод поисков рудных месторождений, включающий улавливание и накопление микропыли и крупных аэрозолей в атмосфере с самолета на специальные коллекторы из нейлоновой нити за счет электростатических сил на высоте около 100 м от земной поверхности. Накопленные на нейлоновой нити аэрозоли анализировались спектральным анализом на искомые рудные элементы-индикаторы.

Способ незаменим для экспрессного опоискования трудно доступных территорий и наиболее эффективен для селективного извлечения относительно крупных атмосферных частиц из быстро двигающихся воздушных потоков при движении самолета над месторождениями или их ореолами рассеяния, выходящими на поверхность.

Однако эффективность такой методики для выявления скрытых глубоко залегающих месторождений весьма невелика, так как селективное выделение аэрозолей рудных элементов дальней миграции, характеризующихся диаметром <(1-5)·10^-5 м, не обеспечивается [см. О.Вейсс «Аэрогеохимические поиски» в сб. Геохимические поиски, М.: МИР, 1973 г., стр.280-298].

Наиболее близким к заявленному по технической сущности является аэрозольный геохимический метод поисков рудных месторождений, при котором отбор проб атмосферного воздуха на исследуемой точке осуществляется на высоте от 1,5 м в течение 30 минут через систему фильтров, сорбирующих аэрозоли. После экспозиции проводился анализ фильтра на искомые рудные элементы-индикаторы (см. Л.И.Вавилин, В.В.Филимонов, Г.Д.Бессонов и др. "Аэрозольный геохимический метод поисков рудных месторождений" в кн. «Геохимические методы поисков в северных районах Сибири» - Н.: Наука, 1984 г., стр.153-161).

В способе предусматривается возможность отбора аэрозолей различного размера за счет систем пробированных фильтров, регулирование скорости, высоты пробоотбора и объема отбираемой пробы.

К существенному недостатку, присущему всем современным аэрозольным методам, следует отнести многообразие природы аэрозолей, даже нормированных по определенному размеру.

Так, в интервал аэрозолей с радиусом частиц <5·10^-6 м помимо собственно химических компонент (соли, кислоты, окислы металлов, органические вещества) входит и так называемый «аэропланктон» - микроорганизмы, споры, вирусы, пыльца растений, терпены и др.

Естественно, что рудную информативную составляющую несут лишь определенные рудные аэрозоли, связанные с максимально дальним рассеиванием от рудного тела (в пределах слоя приземной атмосферы толщиной в несколько метров).

Кроме того, известно, что чем меньше диаметр аэрозоля и его вес, тем дольше он существует в атмосфере. При этом ветер и турбулентность атмосферы могут переносить аэрозоли рудных элементов от техногенных источников (промышленные объекты, обогатительные комплексы, разрабатываемые месторождения) на большие расстояния.

Поэтому интерпретация полученных данных аэрозольных методов весьма затруднена и неоднозначна из-за множества факторов, осложняющих связь наблюдаемых аномалий и расположения искомых рудных тел.

Ставится задача существенного повышения эффективности поисков и достоверности выявления аномалий рудных элементов в аэрозолях, непосредственно пространственно связанных с рудными объектами.

Указанная задача решается за счет того, что в способе, включающем отбор проб воздуха приземной атмосферы, пропускание его через систему фильтров и анализ содержимого аэрозольных фильтров на рудные элементы-индикаторы, по дочерним продуктам распада определяется содержание радона на фильтре и в качестве пространственно связанных с рудными телами выделяют совпадающие аномалии рудных элементов-индикаторов и радона.

Повышение достоверности выявления рудных аэрозольных аномалий по пространственному совпадению с аномалиями радона обусловлено тем, что при выходе в атмосферу радон разубоживается на порядки (100-1000 раз) по сравнению с концентрацией в почвенном воздухе и выявленные при этом его аномалии отмечаются только в непосредственной близости от источника.

По этой причине радон, даже замеряемый по дочерним продуктам, в большей степени, чем аэрозоли, пространственно привязан к местам своего выхода.

Известно, что аномальными выходами радона помимо рудных тел урановой минерализации служат активные зоны разломов и участки общего разуплотнения пород, по которым осуществляется связь глубинных геологических образований с их проявлениями в виде форм элементов дальней миграции - аэрозолями в приземной атмосфере.

Поэтому приуроченность выявленных аномалий аэрозолей к зонам восходящей миграции газов увеличивает достоверность их потенциальной связи с рудными телами на глубине.

Таким образом, совместная интерпретация полученных из отобранной пробы аномалий радона и рудных элементов-индикаторов переводит получаемые данные в новое качество, поскольку существенно повышает достоверность и информативность предлагаемого аэрозольно-газового способа по сравнению с прототипом.

На Фиг.1 приведены результаты применения способа-прототипа по профилю на одном из месторождений с известным расположением рудного тела.

На Фиг.2 показаны результаты, полученные на том же объекте при проведении работ предлагаемым способом.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом:

1. На точке измерения проводят отбор атмосферного воздуха в течение времени, достаточного для накопления необходимого для анализа количества изучаемого компонента, с фиксированной скоростью прокачки через систему противопылевых и аэрозольных фильтров в интервале высот 0-3 м (практически доступного при обычной съемке).

2. Снимают аэрозольные фильтры и по дочерним продуктам распада определяют количество радона в пробе любым серийным радиометром радона.

3. Анализируют фильтр на рудные элементы-индикаторы.

4. Выявляют пространственно совпадающие аномалии радона и рудного элемента-индикатора и делают вывод о наличии рудного тела на глубине.

Проведено сравнение двух способов - аэрозольного метода-прототипа и предложенного аэрозольно-газового метода на одном из месторождений и по профилю над известным геологическим разрезом через рудное тело.

По способу-прототипу шаг опробования составил 50 м, на каждой точке отбиралась атмосферная проба на высоте 1,5 м в течение 5 минут со скоростью прокачки 20 л/мин и общим объемом 100 литров.

Аэрозольные фильтры анализировались на содержание U.

Результаты представлены на Фиг.1.

По предлагаемому способу проведен отбор проб воздуха по тем же точкам, что и прототипа с высотой пробоотбора 0,5 м, скоростью 15 л/мин, при экспозиции 5 минут и общим объемом отобранной пробы на каждой точке 75 л.

На каждой точке после снятия аэрозольного фильтра определялось содержание радона по дочерним продуктам распада на фильтре серийным радиометром радона РАА-10. После этого все фильтры проанализированы на содержание урана. Результаты измерений радона и урана представлены на Фиг.2.

Как следует из чертежей, по данным предлагаемого способа однозначно выделилось по совпадающим аномалиям радона и урана местоположение рудного тела на глубине.

По данным способа-прототипа на профиле получено три аномалии, из которых только одна, причем не самая интенсивная, соответствует положению рудного тела.

Таким образом, сравнение предлагаемого способа и способа-прототипа однозначно свидетельствует о большей эффективности и достоверности предложенного изобретения.

При этом технология работ существенно не усложняется, так как дополнительное измерение радона занимает не более 1-2 минут.