способ поиска рудных месторождений по амальгамам

Формула изобретения

Способ поисков рудных месторождений по амальгамам, включающий отбор газовых проб с поверхности почвенного горизонта, накопление ртути из отбираемой пробы на золотом сорбенте с последующей десорбцией и определением ее содержания, отличающийся тем, что отбор на каждой исследуемой точке проводят через систему золотых сорбентов, расположенных на входе ртутного фотометра, со скоростью не более 5 л/мин через каждый сорбент системы, и по разности концентраций ртути, прошедшей через сорбенты и поступившей для измерения в ртутный анализатор, и накопленной на них и десорбированной в измерительный канал ртутного фотометра, судят о наличии рудных месторождений.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к геохимическим методам поисков рудных объектов, а также может быть использовано для разбраковки геохимических аномалий, полученных другими методами.

Известен способ поиска рудных месторождений по микроамальгамам (см. А.С. СССР № 960703, Кл. G01V 9/00 приоритет от 23.09.82 г.), включающий выбор на каждой точке исследования 3-4-х смежных однородных площадок для пробоотбора, последовательную установку газоотборного колпака на каждую из площадок, отбор проб почвенного воздуха при различных, последовательно возрастающих скоростях пробоотбора, определение содержания паров ртути в отобранных пробах ртутным фотометром с золотым сорбентом и оценка присутствия рудных элементов на точке исследования по изменению содержаний ртути на точках при различной скорости пробоотбора.

Устройство для осуществления этого способа включает газоотборный колпак с пылеулавливающим фильтром, золотой струнный сорбент, вакуумный насос с регулируемой откачкой, измерительный блок-фотометр, блок питания, фильтр-поглотитель ртути и трехходовой кран. При этом блок питания подключен к блоку-фотометру и сорбенту (см. там же).

В основу изобретения, обеспечивающего выполнение поисков рудных объектов, положено установленное существование на контакте двух геосфер - литосферы и атмосферы своеобразного геохимического барьера амальгамации, в котором аэрозоли ртути, образуя сплошной припочвенный слой, амальгамируют все мигрирующие из глубин парообразные элементы. Установлена зависимость поглощения амальгам с рудными элементами поверхностью золотого сорбента от концентрации рудных элементов в микроамальгамах.

При этом, чем более концентрирована амальгама, тем при больших скоростях прокачки воздушной пробы она сорбируется поверхностью золота, и, наоборот, чем сильнее разбавлена амальгама, тем хуже смачиваемость поверхности золота и ее поглощение при пробоотборе (см. там же).

Таким образом, в рассматриваемом способе заложена реальная возможность поиска рудных объектов и по результатам ртутно-газовой съемки отбраковывать рудные и нерудные аномалии.

Однако существенным недостатком известного способа (прототип), ограничивающим его широкое применение, является необходимость подбора для каждой исследуемой точки 3-4-х сближенных площадок, однородных по качеству пробоотбора и распределению ртути в почвенном горизонте (см. там же).

Но известно, что даже при контроле качества ртутно-газовой съемки, принимается расхождение в 2 раза, при этом вполне допускаются практически даже для близких точек большие расхождения (См. Инструкция по геохимическим методам писков рудных месторождений. - М.: Недра, 1983 г., стр.137).

Таким образом, результаты измерения ртути при различных скоростях прокачки часто могут быть связаны не с различием в концентрации рудных амальгам, а с неоднородностью подбора точек и качеством пробоотбора.

Кроме того, подбор для каждой исследуемой точки 3-4-х однородных площадок пробоотбора требует существенных трудозатрат и реально выполнимо скорее для интерпретации уже выявленных рядовой ртутной съемкой отдельных аномалий.

Следует учитывать, что содержание паров ртути в почвенном горизонте в зависимости от региона и исследуемого рудного объекта варьируется от n·10^-6 м²/л до n·10² м²/л, а содержания рудных элементов в микроамальгамах - на 2-3 порядка меньше, чем у ртути (См. там же).

Поэтому необходима технология пробоотбора и анализа ртути, обеспечивающая уверенные ее замеры в диапазоне n·10^-8 мг/л ÷ n·10^-9 мг/л, т.е. при нанограммовых ее содержаниях в почвенном поверхностном горизонте.

Ставится задача повышения достоверности, упрощения способа поисков месторождений по микроамальгамам, уменьшения трудозатрат, повышения чувствительности определения ртути и увеличения чувствительности устройства для реализации способа.

Задача решается за счет того, что в способе поисков рудных месторождений по амальгамам, включающем отбор газовых проб с поверхности почвенного горизонта, накопление ртути из отбираемой пробы на золотом сорбенте с последующей десорбцией и определением ее содержания, отбор на каждой исследуемой точке проводят через систему золотых сорбентов, расположенных на входе ртутного фотометра, со скоростью не более 5 л/мин через каждый сорбент системы и по разности концентраций ртути, прошедшей через сорбенты и накопленной на них, судят о наличии рудных месторождений.

Предлагаемый способ лишен недостатков, присущих прототипу, так как на каждой точке осуществляется один пробоотбор и нет необходимости поиска 3-4-х однородных площадок на точке исследований, потому измерение обогащенных и разубоженных рудных амальгам осуществляется в процессе одного пробоотбора.

Способ может быть реализован, например, с помощью устройства, включающего газоотборный колпак с пылеулавливающим фильтром, золотой струнный сорбент, вакуумный насос с регулируемой откачкой, измерительный блок-фотометр, блок питания, фильтр поглотитель ртути и трехходовой кран переключений, дополнительно введен по крайней мере один идентичный золотой сорбент, причем сорбенты расположены параллельно в отбираемом потоке воздушной пробы.

При этом количество сорбентов в системе выбирается в зависимости от ожидаемой величины накопления ртути, а скорость отбора пробы не превышает 5 л/мин × n, где n - число используемых сорбентов в системе.

На Фиг.1 представлен один из возможных вариантов блок-схемы устройства, реализующего способ.

На Фиг.2 приведены графики распределения содержаний ртути в почвенном воздухе, полученные при работах с предлагаемым изобретением на одном из месторождений с известным геологическим разрезом и расположением золоторудного тела.

Для осуществления указанного способа выполняют следующие операции:

1. На точке измерения устанавливают газоотборный колпак на почвенный горизонт.

2. Проводят отбор почвенной пробы в течение нескольких минут со скоростью прокачки не более 5 л/мин через каждый из системы золотых сорбентов на входе ртутного анализатора, работающего без предварительной селекции ртути на золоте с использованием эффекта Зеемана (например, ртутный анализатор РА-915).

3. Измеряют содержание ртути в пробе, прошедшей через золотые сорбенты и поступившей в ртутный анализатор.

4. По окончании пробоотбора осуществляют нагрев системы золотых сорбентов и сброс накопленной ртути в измерительный канал ртутного фотометра.

5. По полученным результатам измерений ртути, прошедшей через золотые сорбенты и накопленной на нем, судят о наличии рудных месторождений.

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит газоотборный колпак 1 с пылеулавливающим фильтром 2, фильтром-поглотителем паров ртути 3, трехходовым краном 4, системой трех золотых сорбентов-поглотителей 5, измерительного блока 6, блока питания 7 и вакуумного насоса 8 с регулируемой откачкой.

Устройство работает следующим образом.

На I этапе компрессором 8 обеспечивается отбор проб почвенного воздуха со скоростью не более 5 л/мин через каждый из сорбентов системы газоотборным колпаком 1 через противопылевой фильтр 2 и систему золотых сорбентов 5 в измерительный канал ртутного фотометра 6, при этом положение 3-ходового крана 4 обеспечивает поступление отбираемой пробы, как описано выше, при этом проводят замер ртути в пробе, прошедшей через золотой сорбент и поступившей в измерительный канал фотометра.

На II этапе по окончании отбора пробы проводят переключение крана 4, осуществляют прокачку атмосферного воздуха компрессором 8 через ртутный фильтр 3 и систему золотых сорбентов 5 в измерительный канал ртутного фотометра 6 с одновременным нагреванием системы сорбентов 5, десорбцией накопленной на ней ртути и ее измерением.

По соотношению ртути, накопленной и измеренной на золоте при скорости прокачки 5 л/мин и ртути, непосредственно поступившей и измеренной при откачке через золотой сорбент в измерительный канал фотометра, судят о наличии рудных наноамальгам.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое изобретение обеспечивает большую достоверность измерений при существенном снижении трудозатрат, т.к. позволяет проводить измерения с одной точки пробоотбора при больших объемах пробы.

Практически по выполнению операций он соизмерим с рядовой ртутно-газовой съемкой, но существенно повышает возможность выявления рудных аномалий. Трудозатраты и время пребывания на точке съемки сокращаются в два-три раза.

Общая скорость прокачки выбирается исходя из количества сорбентов и скорости отбора через каждый сорбент не более 5 л/мин, т.к. скорость прокачки более 5 л/мин через золотой сорбент приводит к потерям амальгам, даже обогащенных рудными элементами (см. Анищенко А.З. и Кирикилица С.И. Методические рекомендации по эксплуатации полевых станций типа «Ореол». - Симферополь, 1979 г., с.36).

Количество сорбентов и скорость прокачки, связанные этим ограничением, выбираются исходя из наблюдаемых концентраций амальгам.

При этом амальгамы, обогащенные рудными элементами, сорбируются золотыми сорбентами при скоростях прокачки пробы 5 л/мин на каждом, а разубоженные амальгамы поступают непосредственно на измерение в измерительный канал, так как не задерживаются золотом при таких скоростях.

После измерения содержаний в отбираемой пробе разубоженных ртутных амальгам осуществляют термоподогрев системы сорбентов, сброс и измерение ртутным анализатором количества обогащенных рудными элементами накопленных ртутных амальгам. По разности концентраций ртути, прошедшей через сорбент и накопленной на нем, судят о наличии рудных наноамальгам. При этом отбор пробы со скоростью до 5 л/мин на каждый сорбент позволяет увеличить измеряемый сигнал ртути до уверенных замеров наноконцентраций амальгам.

На Фиг.2 приведены графики содержаний ртути в почвенном воздухе, измеренные над известным золоторудным телом, полученные с помощью предлагаемых способа и устройства, его реализующего.

Съемка проведена по профилю, пересекающему вкрест рудное тело с шагом 20 м с устройством, имеющим систему из трех золотых сорбентов.

Работы осуществлялись в полном соответствии с операциями предлагаемого изобретения:

1. На точке измерения устанавливали газоотборный колпак на почвенный горизонт.

2. Проводили отбор пробы почвенного воздуха со скоростью 5 л/мин в течение 5-ти минут через систему 3-х золотых сорбентов в измерительный канал ртутного фотометра (РА-915). Общая скорость пробоотбора составила 15 л/мин.

3. Измеряли содержания ртути в пробе, прошедшей через систему золотых сорбентов и поступившей в измерительный канал фотометра.

4. По окончании пробоотбора осуществляли десорбцию и замер ртути, накопленной на системе из 3-х золотых сорбентов.

5. Полученные результаты измеренной ртути, прошедшей через золотые сорбенты и накопленной на них и измеренной, обрабатывали и анализировали.

Обработанные данные приведены в виде 2-х графиков, привязанных к точкам отработанного профиля. Как следует из приведенных данных, положение рудного тела уверенно выделяется по обогащенным амальгамам. Предлагаемый способ позволяет повысить достоверность интерпретации результатов за счет получения информации об общем распределении ртути на исследованном профиле.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет уверенно выделять рудные тела в слабых ртутных полях.