34 2. Литохимические потоки рассеяния. 2.1. Общие положения
advertisement
2. Литохимические потоки рассеяния. 2.1. Общие положения. Формирование литохимических потоков рассеяния месторождений полезных ископаемых происходит на земной поверхности за счет живой силы и растворяющей способности воды в результате закономерного перемещения рыхлых продуктов выветривания силами осадконакопления. гравитации Сравнительная в сторону роль понижения литохимических рельефа и в (механических) зону и гидрохимических (солевых) форм миграции рудных элементов оценивается путем несложных расчетов с учетом сведений о модулях твердого и растворимого стоков с суши, коэффициентов водной миграции, ежегодном слое денудации с суши, количестве атмосферных осадков, средних содержаний химических элементов в горных породах и водах [2, 3]. Многолетний опыт проведения геохимических съемок свидетельствует о значительном преобладании литохимических форм рассеяния рудных элементов и подчиненной роли гидрохимических процессов при формировании потоков рассеяния большинства рудных месторождений и в большинстве районов. А.П.Соловов отмечал три важнейших фактора, определяющих преобладание литохимических (механических) форм рассеяния [2, 4]: 1) направленность обменных химических реакций в водной среде в сторону образования наиболее труднорастворимых и слабодиссоциирующих соединений; 2) выпадение из растворов гидроксидов большинства тяжелых металлов при значениях pH 5,5, в то время как воды ручьев и рек в большинстве районов имеют значения рН 7; 3) сорбция катионов металлов природными коллоидами тонкодисперсных илистоглинистых фракций аллювия. По данным Н.М.Страхова (1960) миграция рудных элементов в истинных растворах играет весьма подчиненную роль и общее соотношение между суммой влекомых по дну и взвешенных наносов рек и стоком растворенных веществ оценивается им для горных стран цифрами 7,66:1,0. Растворимый сток преобладает только для равнинных рек (Волга, Нева, нижнее течение Лены и др.), где поиски рудных месторождений по их потокам рассеяния не проводятся. Таким образом, можно сделать важный вывод: «при геохимических поисках рудных месторождений по их потокам рассеяния опробованию подлежат «стенки сосуда», заключающего тот или иной водоисточник, то есть твердый материал горных пород, слагающий берега или дно ручьев, рек и родников» [2, 4, 10]. Это не исключает существования таких геохимических условий, в которых поиски определенных полезных ископаемых целесообразно вести гидрохимическим методом (см. раздел 5.1). 34 2.2. Формирование и геохимические параметры потоков рассеяния. Существенное преобладание механического стока над солевым позволяет, пренебрегая растворимым стоком, вывести уравнение литохимического потока рассеяния. Для простоты произведем расчет содержаний металла в потоке рассеяния I порядка. По классификации американского геоморфолога Хортона руслом I порядка именуется любая река (ручей, долина), не имеющая боковых притоков. Две реки I порядка, сливаясь, образуют реку II порядка; две реки II порядка при слиянии дают реку III порядка, которая, в свою очередь, может принимать в качестве боковых притоков реки только I и II порядков, и т. д. Бассейны водосборов русел I порядка чаще всего имеют грушевидную форму и их площадь Sx для любой точки русла возрастает пропорционально квадрату расстояния х от вершины водораздела 0 (рис. 7). Если на склоне долины имеется рудное месторождение, формирующее в зоне гипергенеза вторичный ореол рассеяния с площадной продуктивностью Р = S(CА - Сф) м2% металла (S - площадь ореола, оконтуренная по нижнеаномальному значению СА = Сф·ε3; СА - среднее содержание металла в аномальном контуре), задача заключается в установлении зависимости содержаний металла С'х в русловых отложениях аллювия от координаты точки опробования: C'x=f(x)=f(P,St). (8) Рис. 7. К расчету литохимического потока рассеяния I порядка [2]. а - положение вторичного ореола рассеяния в бассейне водосбора; б - графики содержаний и продуктивности потока рассеяния; 1-вторичный остаточный ореол рассеяния с продуктивностью Р, м %; 2точки опробования аллювиальных отложений; 3-направление стока; 4-границы водосборов Sx. Римскими цифрами обозначены интервалы, ограниченные точками начала (R0) и окончания (R) поступления металла в русло из ореола Рассмотрение содержаний металла в аллювиальных отложениях проведем для трех интервалов русла (рис. 7): I — расположен выще точки R0, в который рудный материал из ореола рассеяния не поступает; II - между точками R0 (начало поступления аномального металла в русло). и R (конец поступления рудного материала со вторичного ореола рассеяния), где сносимый с «ореольного» склона элювио-делювий определяет появление аномальных содержаний рудного элемента в аллювии; III - ниже точки R, на котором этот 35 аллювий пополняется только «безрудным»(фоновым) рыхлым материалом обоих склонов, в результате чего аномальные содержания металла будут постепенно падать [2-4, 10]. В I-м интервале во всех точках опробования русла содержания металла будут оставаться фоновыми, поэтому зависимость (8) приобретает вид тождества: С’х = С’ф. Если принять (9) аллювиальные отложения за природную среднюю пробу, характеризующую все разнообразие горных пород, слагающих склоны долины, и наличие вторичных ореолов рассеяния в бассейне денудации данного водотока, в III-м интервале русла содержания металла в аллювии будут превышать фоновые на величину С’ = qмe 100%, где qме – дополнительное количество металла, привносимого в русло за счет q г .п. денудации ореола рассеяния; qг.п. – общее количество рыхлого материала, сносимого за тот же отрезок времени со всей площади водосбора, отвечающей точке опробования на расстоянии х от вершины водораздела. Очевидно, что qме = Р h d 10-2 и qг.п. = Sx h d, где Р – площадная продуктивность вторичного ореола рассеяния, м2%; h – ежегодный слой денудации, мм/год и d – объемный вес сносимого в русло элювия-делювия, т/м3. Тогда для III интервала имеем: С’х = P + С’ф. Sx (10) Во II интервале в русло будет поступать различные количества металла, зависящие от продуктивности Рх той части ореола рассеяния, которая участвует в формировании твердого стока точки опробования х. Считая для простоты, что линейная продуктивность ореола на всем интервале R - Ro остается постоянной, имеем Рх: Р = (х - Ro):(R - Ro). Отсюда согласно (10) С’х = Px P( x Ro ) + С’ф = +С’ф. Sx S x ( R Ro ) (11) Полученные зависимости характеризуют распределение содержаний металла в идеальном потоке рассеяния и соответствуют определенному интервалу русла. В природных условиях в аллювиальных отложениях гидросети может отмечаться аккумуляция, накопление рудного вещества или его частичный вынос, в связи с чем продуктивность потока рассеяния Р’ связана с продуктивностью вторичного ореола рассеяния Р некоторым коэффициентом пропорциональности k’: P’ = k’ P. Этот коэффициент k’ 1,0 зависит от местных орогидрографических условий и индивидуальных свойств химических элементов, в частности, от реальных соотношений 36 между их твердым и растворимым стоком. С учетом этого показателя имеем для реального потока рассеяния: P’ = Sx(C’x – C’ф) = k’P = const. Аппроксимация статистического распределения k’ логнормальным законом основана на том, что средним из двух равноудаленных значений коэффициента пропорциональности от единицы 2,0 и 0,5 является 1,0 = 2.0,5 , а не 1,25 = (2 + 0,5):2. Количественная интерпретация выявляемых потоков рассеяния предусматривает определение местоположения точек начала (Ro) и конца (R) поступления металла в русло, а также продуктивности вторичных ореолов рассеяния Р, ожидаемых в данном бассейне водосбора. Положение точки Ro определяется на графиках С’х = f(х) по признаку появления аномальных содержаний рудного элемента С’х С’ф 3 . При наличии коренного оруденения в приводораздельной части бассейна, то есть при малых значениях Ro, быстрый рост С’х сменяется резким падением содержаний рудного элемента в потоке рассеяния еще задолго до точки R, ниже которой по руслу аномальные содержания убывают по гиперболическому закону, асимптотически приближаясь к уровню фона. В связи с этим положение точки R на графиках С’х часто определению не поддается, и она находится по графикам Р’х = f(x) (рис. 7). Для вычисления Р’х по формуле (10) на топографической карте или фотоснимке производится обмер площадей водосборов Sх каждой точки опробования. Для уменьшения роли неравномерного поступления рыхлого материала со склонов долины наблюденные значения С’х С’А предварительно осредняются методом «скользящего окна» (m = 3) по формуле: С’х = C'х 1 С'х C'x 1 . 3 (12) На графиках Р’х = f(x) для потоков рассеяния, удовлетворительно подчиняющихся зависимости (10), положение точки R определяется переходом от возрастающих значений Р’х, начиная с точки Ro, к их относительно постоянным значениям (рис. 7). Устойчивое значение Р’x = const с учетом величины местного коэффициента пропорциональности k’ определяет значение Р для данного бассейна водосбора. При наличии в бассейне водосбора двух или нескольких ореолов рассеяния график продуктивности рудного элемента Р’x = f(x) ,будет иметь ступенчатый вид, и общая продуктивность потоков рассеяния в пределах рудного участка, дренируемого m смежными руслами, определяется суммой продуктивностей соответствующих потоков рассеяния: m Pi ' . P’общ.= (13) i 1 При этом суммированию подлежат только значения продуктивностей основных потоков без учета продуктивностей образующих их русел младших порядков. 37 Недостаточность анализа графиков содержаний рудного элемента и важность анализа продуктивности потоков рассеяния можно проиллюстрировать следующим примером. На рис. 8 схематически изображены два случая различных положений вторичных ореолов рассеяния в бассейне водосбора ручья I порядка. Площадная продуктивность вторичного ореола, расположенного ниже по руслу, была принята в 2 раза выше продуктивности ореола, развитого в приводораздельной части площади водосбора. Для каждого из этих случаев при k’ = 1,0 произведен расчет содержаний металла С’х в пробах и продуктивностей Р’х потоков рассеяния. Из приведенных графиков следует, что при рассмотрении только содержаний металла первоочередное внимание ошибочно привлек бы первый случай, характеризуемый более высоким уровнем и большей протяженностью аномальных содержаний металла в русле. Только анализ графиков продуктивности потоков рассеяния позволил бы правильно оценить большую продуктивность оруденения, отвечающего второму случаю. Рис. 8. Два случая положения рудных тел в бассейне водосбора (а) и графики потоков рассеяния (б). 1-вторичные ореолы рассеяния с продуктивностью Р2 = 2Р1; 2-точки опробования; 3направление стока; 4-граница бассейна. Графики: 5- содержаний металла (за вычетом фона); 6продуктивности потока рассеяния Конечным результатом интерпретации литохимических потоков рассеяния после геологического осмотра участка и получения данных контрольно-детализационного пробоотбора является подсчет прогнозных ресурсов основных металлов категории Р3: QH = 1 40k' k n Pi ' H, (14) i 1 38 где k’ и k – местные коэффициенты пропорциональности и остаточной продуктивности; n Pi ' - суммарная продуктивность литохимических потоков рассеяния в n руслах, i 1 дренирующих рудную зону; H – вероятная глубина распространения оруденения, определяемая на основе принципа геометрического и геохимического подобия генетически однотипных объектов. Деление на 40 отвечает переходу от квадратных метропроцентов к тоннам металла. Постоянство значений Р’х ниже точки R имеет место при идеальном перемешивании и полном выносе рыхлого материала склонов, что отмечается чаще всего для русел первых порядков. В руслах старших порядков при отложении рыхлого материала в русле реки, играющего роль временного базиса денудации, в составе опробуемого аллювия преувеличена по сравнению со средней пробой всего бассейна водосбора роль материала, снесенного с ближайших склонов. Вследствие этого в интервале русла, прилегающего к оруденению, величины С’х приобретают завышенные значения, а в интервале, находящемся ниже оруденения – заниженные. Соответственно этому более общему случаю значения Р’х, вычисленные по формуле (10), именуются «кажущейся» продуктивностью потока рассеяния [2, 4, 10]. Достигнув в точке R своего максимума, величина кажущейся продуктивности быстро падает на нижнем интервале русла еще до выхода С’х на уровень фона. В итоге отсчет устойчивых (истинных) значений Р’х становится невозможным. Количественная подчиняющихся интерпретация простейшей литохимических зависимости (10), потоков основана рассеяния, на не рассмотрении дифференциального уравнения процесса [2, 4]: Sx где ’ dP C'x + ’C’x - ’ = 0, dS dS (15) 1,0 – «склоновый коэффициент аллювия», определяющий преувеличенную роль рыхлого материала, снесенного с ближайших склонов. На практике определения склонового коэффициента аллювия ’ проводятся по формуле (15) для нескольких точек графика продуктивности на ниспадающей кривой (ниже точки R) с оценкой среднего геометрического значения ': C R' C ' ) С x' C ' ’= . lg( S x / S R ) lg( (16) По полученному значению ’ по специальной номограмме или по формуле (17) 39 S Ro SR ’= S 1 ( Ro ) SR 1 (17) ' определяется величина поправочного множителя ’ 1,0 и вычисляется истинная продуктивность потока рассеяния согласно зависимости Р’ист. = ’ Р’max. 2.3. Методика региональных литохимических съемок по потокам рассеяния. Мелкомасштабное обобщение геохимических данных. Литохимические съемки по потокам рассеяния проводятся в геологически слабо изученных, экономически менее развитых и часто труднодоступных районах. В этих геолого-экономических условиях стратегической целью поисковых работ является выявление крупных и очень крупных месторождений с «легко доказуемыми запасами», то есть выходящими на уровень современного среза промышленными интервалами оруденения. Поиски рудных месторождений по их литохимическим потокам рассеяния чаще всего проводятся в масштабах 1:200000 (плотность пробоотбора – 1 проба на 1 км2) или 1:100000 (4 пробы на 1 км2). Опробованию подвергаются аллювиальные отложения современной гидросети, пробы берутся в пределах сухой пойменной части русла с глубины 10-20 см, реже из воды, масса проб обычно составляет 200-300 г. В пробу отбирается песчано-глинистая или илисто-глинистая фракция, при отсутствии «мелкозема» опробуется гравийно-дресвяная фракция аллювия. Вопрос о наилучшей фракции, которую следует отсеивать из пробы для ее передачи на анализ, однозначного решения не имеет. Некоторые рудные элементы в форме тяжелых устойчивых минералов (например, самородное Au, SnO2 и др.) способны обогащать грубозернистые фракции аллювия, другие концентрируются преимущественно в илисто-глинистых фракциях, часто в безминеральной форме (например, Mo, U, As и др.). Обогащение какой-либо фракции рудным элементом еще не говорит о ее поисковых преимуществах, при этом возможен одновременный рост фоновых содержаний и стандартного множителя, то есть снижение контрастности геохимических аномалий. Наконец, один и тот же рудный элемент в непосредственной близости к месторождению обогащает крупные фракции аллювия, а по мере удаления от коренного источника контрастность аномалий возрастает в тонких фракциях. Поскольку при поисках положение объекта заранее неизвестно, отдать предпочтение какой-либо фракции с этих позиций невозможно. Вследствие такой неопределенности решение этого вопроса переносится в другую плоскость: отсеивать следует ту мелкую фракцию полевых проб, извлечение которой не встречает затруднений и выход которой в количестве порядка 50 г обеспечен без увеличения массы исходных проб. В итоге при литохимических поисках по гипергенным ореолам и потокам рассеяния чаще всего на анализ передаются фракции –1,0 или –0,5 мм. На ранних стадиях при поисках месторождений с «легко доказуемыми запасами» их масштабы определяют площадные продуктивности ореолов и потоков рассеяния Р, Р’, пропорциональные продуктивности коренного оруденения Рр (м2%) на уровне современной поверхности. Обнаружение объекта поисков при геохимических съемках определяется условием Сх СА = Сф 3 . В потоке рассеяния максимальные рудных 40 элементов в наиболее общем случае приурочены к точке R, ниже которой аномальные содержания падают. Задаваясь условием С’max SR P’/C’ф( 3 С’ ф 3 = (P’/Sx) + C’ф, имеем – 1) = Sкрит. (18) Эта зависимость, отвечающая идеальному потоку рассеяния, позволяет определить, при какой максимальной площади водосбора Sкрит. объект с заданной продуктивностью вторичного ореола рассеяния Р (м2%) будет обнаружен путем опробования аллювиальных отложений. Объект с той же продуктивностью, находящийся внутри площади Sx Sкрит., литохимическими съемками по потокам рассеяния выявлен не будет. При отступлении от идеальной модели и нарушении условия Р’х = const для реальных потоков рассеяния усложняются методы их количественной интерпретации, но увеличиваются поисковые возможности литохимической съемки. Это положение иллюстрирует рис. 9. При значениях ’ = 1,0, когда поток рассеяния формируется по законам идеальной модели, рудное месторождение с продуктивностью 400 м2% Ag (или Hg) при SR = 50 км2 заведомо не выявляется, поскольку Sкрит.= 20 км2 и содержания рудного элемента во всех точках опробования остаются ниже С’х (на рис. 9 показаны пунктиром). Уже при ’ = 3 в трех пробах, а при ’ = 10 в семи пробах содержания металла становятся аномальными и этот же рудный объект надежно обнаруживается. Рис. 9. Пример обнаружения объекта поисков при Sx Sкрит. и ’ 3. Q100 = 1000, Р’ = 400 м2%, Sкрит.= 20 км2, k’ = k = 1. Стрелкой показано направление стока Результаты многолетних геохимических съемок по потокам рассеяния, постепенно охватывающих обширные территории, неизменно требуют обобщения в целесообразно более мелком масштабе. Составленные на основе первичных геохимических данных обзорные карты для площадей в 10-20, 200-500 тысяч км2 и более 1 млн. км2 служат для уточнения существующих представлений о структурно-геохимических закономерностях 41 размещения месторождений полезных ископаемых на ее территории и за ее пределами. Анализ результатов мелкомасштабного обобщения нередко позволяет сделать важные поисковые выводы, которые не были очевидны в процессе первичных съемок [4, 10, 12]. В соответствии с «Инструкцией по геохимическим методам поисков рудных месторождений» [7] геохимические съемки в масштабах 1:25000 и мельче должны проводиться в рамках трапеций международной разграфки. Это же требование распространяется на литохимические съемки масштаба 1:10000 и крупнее, если их общая площадь превышает 1-2 м2 в масштабе отчетной карты. Для картографирования данных литохимических съемок установлены общероссийские стандарты при обычных размерах отчетных карт 50х50 см. Простейшим способом обобщения таких данных является склейка карт без изменения их масштаба с образованием южной и восточной зарамочных частей смежных листов. Размеры таких обзорных карт не должны превышать 3,0х2,0 м. В качестве частного приема возможно увеличение масштаба отчетной карты более мелкого масштаба путем пантографирования или фотоувеличения до ее равенства со смежными листами более детальных съемок. Однако предел допустимого прямого уменьшения отчетных карт до обзорного более мелкого масштаба наступает достаточно быстро, при этом необходимо сделать серьезные оговорки. Если исходные данные представляют собой съемки по вторичным литохимическим ореолам рассеяния или данные опробования коренных рудовмещающих пород, которые обычно называют съемками по первичным ореолам, то переход к обзорному, более мелкому масштабу (например, от 1:10000 к 1:25000 или от 1:50000 к 1:200000) путем пантографирования карт изоконцентраций основных рудных элементов практически выполним не более чем в двух контурах, чаще даже в одном - в контуре нижнеаномального значения СА. В итоге, на обзорной карте полностью исчезают различия между обширными богатыми и равновеликими бедными литохимическими аномалиями. В этом случае особенно ярко проявляется неизбежная потеря информации, которая сопровождает пантографирование карт с уменьшением их масштаба. Ослабить негативное влияние такого уменьшения масштаба карт можно путем их предварительного осреднения «скользящим окном». Выбор размеров «окна» и кратность осреднения являются достаточно сложной задачей, которая решается исходя из практического опыта. Однако осреднение скользящими окнами, необходимое для усиления слабых геохимических аномалий при поисках погребенных рудных месторождений по их наложенным ореолам рассеяния в закрытых районах, совершенно неуместно в горнорудных районах, где широко проявлены яркие остаточные ореолы рассеяния и коренные рудопроявления. 42 Значительно эффективнее метод составления мелкомасштабных геохимических карт удельной продуктивности территорий со снятым покровом рыхлых образований, разработанный на кафедре геохимии МГУ и впервые примененный в Казахстане [4]. Принципиальную основу этого метода составляет подсчет по данным первичных литохимических съемок надфоновой продуктивности вторичных ореолов рассеяния в пределах равновеликих площадок (Pi, м2%) с последующим делением этой величины на заснятую площадь Si и на средневзвешенное значение местного коэффициента остаточной продуктивности ki или q = Pi/Si ki 40. Полученные цифры удельной продуктивности коренного оруденения qp в т/м/км2 приписываются центрам площадок и служат для построения карт изолиний в масштабе обзорной карты. Таким способом составляются 6-8 моноэлементных мелкомасштабных карт для главных рудных элементов, а затем 5-6 карт безразмерных отношений между удельными продуктивностями коренного оруденения типоморфного комплекса рудных элементов первого и более высоких порядков. Выбор этих геохимических показателей подчиняется последовательному анализу геохимического поля по отдельным рудно-формационным типам оруденения, проявленными в исследуемом районе, с учетом металлогенических особенностей территории. Достоинством этого метода является возможность свободного выбора размеров площадок для подсчета Pi, независимость получаемого результата от различных масштабов первичных съемок, учет средневзвешенного значения ki, а также отражение в значениях Si частичной закрытости или неполной заснятости каждой отдельной площадки. В результате qp приобретает нормированную объективную величину, независимую от смены геоморфологических и ландшафтных условий и полноты заснятости площадки подсчета, и составленные по этой методике обзорные карты характеризуются высокой информативностью. Производство таких обобщений возможно «вручную» и на ПК. В последнем случае подсчеты в заданных площадках ведутся методом «скользящего окна» с шагом 1 см2 в масштабе отчетной карты, что наиболее эффективно. Задача существенно осложняется, если мелкомасштабному обобщению подвергаются данные литохимических съемок по потокам рассеяния, например, масштаба 1:200000. В отличие от содержаний рудных элементов в элювио-делювиальных образованиях аномальные содержания металлов в аллювиальных отложениях не аддитивны. Это исключает их прямое осреднение и, в принципе, требует предварительного умножения каждого надфонового содержания на площадь водосбора данной точки опробования, т. е. перехода к продуктивности потоков рассеяния (Р’x, м2%). Алгоритмы выполнения этой операции на ПК излишне сложны, а массовое выполнение таких расчетов «вручную» не реально. 43 При достаточно большом числе точек в осредняющем окне различия между площадями водосборов точек опробования перестают играть заметную роль. В итоге средние содержания рудных элементов в аллювиальных отложениях сходятся по вероятности к их средним содержаниям в элювио-делювиальных образованиях с местным коэффициентом пропорциональности k’ 1,0, что отвечает переходу от продуктивности потока рассеяния к продуктивности вторичного ореола рассеяния или при SO C’ф) SO = k’ lim (Cx - Cф) SO = P’i = k’ lim (C’x - Pi. Здесь С’x, С’ф, Сх и Сф - соответственно средние и фоновые содержания элементов в аллювии и элювио-делювии в пределах площади окна SO. подтверждена на Справедливость примере этой Пестринского зависимости рудного была узла экспериментально Охотско-Чукотского вулканогенного пояса [10, 12]. В пределах этого участка были последовательно проведены литохимические съемки по потокам рассеяния масштаба примерно 1:100000 (6 проб/1 км2) и по вторичным ореолам рассеяния на площади 300 км2 по сети 500х50 м (40 проб/1 км2). Результаты этих съемок после осреднения скользящими окнами размером 1х1, 3х3, 5х5 и 7х7 км сравнивались между собой. Последовательное уменьшение среднего случайного расхождения 1 между осредненными содержаниями свинца в аллювии и элювио- делювии с увеличением размеров окна иллюстрирует табл. 6. Одновременно возрастает сила корреляционной связи между содержаниями свинца в одноименных ячейках и снижается условная информация, заключенная в соответствующих данных в связи с ее потерей при сопровождающей обработке. Приемлемое для практических нужд среднее случайное расхождение менее 20% реализуется при площади окна осреднения более 5х5 км2. Это позволяет рекомендовать составление методом скользящего окна геохимических карт масштаба 1:500000 и мельче. Для составления обзорных мелкомасштабных карт указанным методом нет необходимости в подсчете площадей водосборов отдельных точек опробования, что позволяет вести обработку поисковых литохимических данных на ПК. Важным преимуществом изложенного способа обобщения данных литохимических съемок по потокам рассеяния является возможность построения карт со снятым чехлом рыхлых отложений и образований путем использования коэффициентов перехода k’ и k от площадных продуктивностей потоков и ореолов рассеяния к продуктивности коренного оруденения. В качестве примера приводятся результаты обобщения данных литохимических съемок по потокам рассеяния масштаба 1:200000, выполненных геохимическими партиями Опытно-методической экспедиции (г. Александров) Центральной геофизической экспедицией ПГО «Севвостгеология» (пос. Хасын) в Северном Приохотье 44 Таблица 6. Зависимость между осредненными содержаниями свинца в аллювии и элювио-делювии. Пестринский рудный узел. № п/п 1 2 3 4 Размер окна, SO, км2 1х1 3х3 5х5 7х7 1 r al-el 1,61 1,27 1,18 1,11 0,71 0,74 0,82 0,89 Средняя условная информация, биты 3,9 3,6 3,3 2,4 Примечание: Средняя условная информация вычислялась по формуле Шенона E = RlnR, где R = Cmax : Cmin для осредненных содержаний свинца в пробах элювио-делювия, попавших в окно. 1 = Сбольш./Сменьш. на площади 125000 км2 (рис. 10-11) с целью металлогенического анализа и регионального прогноза территории. Для этого производился расчет средних надфоновых содержаний одиннадцати профилирующих для данной территории металлов (золото, серебро, олово, вольфрам, молибден, медь, свинец, цинк, висмут, кобальт и мышьяк) по 250 «элементарным ячейкам», за которые принимались две смежные по широте трапеции топографической карты масштаба 1:50000 (площадь около 500 км2). По полученным данным с учетом местных значений коэффициентов пропорциональности k’ и остаточной продуктивности k [10, 11] строились обзорные моноэлементные карты изолиний удельных продуктивностей qр в т/м/км2 основных рудных элементов в масштабе 1:1500000 со снятым чехлом рыхлых образований и отложений, а также карты геохимических показателей первого-третьего порядка. Таблица 7. Параметры моделей крупных месторождений и результаты подсчетов суммарных продуктивностей и итерации. Северное Приохотье. 250 Химически QH, т Нполн., м Результаты итерации k’· 1 k· 1 Pi , м 2 % i 1 й элемент уникаль- крупные ные 2 Золото 500 149,4 2,07·2,11 1,41·1,33 1 (?) 3 10 4 4 Серебро 500 1,95·10 0,82·1,16 0,70·1,14 1 8-9 1 10 5 5 Олово 2·10 500 1,69·10 1,92·1,27 1,61·1,22 1-2 6 7 Свинец 2·10 800 1,92·10 1,07·1,16 1,22·1,41 1-2 10-20 6 7 Цинк 2·10 800 1,65·10 1,78·1,34 0,45·1,42 1-2 10-20 6 6 Медь 5·10 800 1,13·10 0,98·1,12 0,62·1,53 3-4 5 5 Вольфрам 3·10 400 1,42·10 1,14·1,41 1,00 2-3 5 5 Молибден 3·10 400 1,02·10 1,43·1,29 1,00 5 4 Висмут 300 1,40·10 1,32·1,41 2,10·1,32 5-6 2 10 45 Количественный анализ имеющихся данных был основан на вычислении сумм продуктивностей каждого металла во всех 250 ячейках и отыскания методом итерации числа десятичных классов крупности отдельных объектов, образующих эту сумму, исходя 250 из допущения о равенстве суммарных продуктивностей в каждом классе: Pi / m = const, i 1 где m - число классов крупности. С учетом обоснованного выше положения о выявляемости литохимическими съемками по потокам рассеяния масштаба 1:200000 всех крупных и средних месторождений и весьма ограниченного числа мелких месторождений и непромышленных рудопроявлений, определяется m. Отыскание числа классов объектов крупнее крупных месторождений проводилось путем решения трансцендентного уравнения, приведенного Ю.В.Шваровым к удобному для итерации виду: Х = lg [ (Pp)i / Pр крупн.· 1 Х а ]. (19) Здесь (Х+а) - число заполненных классов Рi для всех продуктивностей крупных, средних и мелких месторождений и непромышленных рудопроявлений. Появление в классе крупных месторождений более 10 объектов служило основанием для начала заполнения следующего по крупности класса месторождений и прогноза одного (или нескольких) уникальных объектов и т. д. Для исходного расчета определялись модельные продуктивности крупных месторождений каждого отдельного металла с использованием опубликованных данных [4] согласно зависимости: Ркр. = Qкр./ Нполн., где Нполн. - полная протяженность промышленного интервала крупного месторождения. Результаты этих подсчетов представлены в табл. 7, прогнозно-геохимические карты для основных рудных элементов района - золота, серебра и олова - показаны на рис. 10-11. В гипергенном поле рассеяния золота отчетливо отметились известные месторождения и рудные узлы (среднее по масштабам запасов месторождение Кубака и Пионерский золоторудный узел), максимальные же значения удельных продуктивностей этого элемента отмечены на полуострове Тайгонос, где наиболее вероятно выявление прогнозируемого крупного месторождения. На прогнозной карте серебра максимальное значение удельной продуктивности зафиксировано для уникального серебряно- полиметаллического месторождения Дукат, высокие значения qр этого элемента также отмечены для крупных месторождений Арылах и Коридор, среднего месторождения Гольцовое. Количественный прогноз показывает на возможное наличие на исследуемой территории еще 3-4 крупных месторождений серебра, наибольший интерес представляет объект на листах Р-58-49-А,Б с прогнозными ресурсами 15000 тонн серебра (Н = 200 м). 46 Рис. 10. Геологическая схема Северного Приохотья (геологическая основа по М.Е.Городинскому и др., 1980) и карта распределения удельных продуктивностей золота. 1-отложения и образования четвертичной-палеогеновой систем. Пески, глины, галечники, песчаники, алевролиты, конгломераты, базальты, андезиты, дациты, липариты; их туфы; 2-эффузивно-осадочные породы меловой системы Охотско-Чукотского вулканогенного пояса; 3-эффузивно-осадочные образования юрской системы. Песчаники, алевролиты, аргиллиты, базальты, андезиты, дациты, липариты; 4-осадочно-эффузивные породы триасовой системы. Песчаники, алевролиты, аргиллиты, андезито-базальты, дациты, липариты и их туфы; 5-верхнепалеозойские-архейские осадочные, эффузивные и метаморфические породы. Известняки, песчаники, сланцы, андезито-базальты, гнейсы, кристаллические сланцы, кварциты, мраморы: 6-граниты, гранодиориты, граносиениты, диориты; 7-субвулканические тела андезитов, андезито-базальтов; 8-граница трапеции масштаба 1:1000000 Р-57 47 Рис. 11. Карты распределения удельных продуктивностей серебра и олова. Северное Приохотье 48 На олово кроме известных месторождений Ирча и Пестринского рудного узла в изученном районе перспектив нет. Важным вопросом методики оценки геохимических аномалий является их отнесение к конкретному рудно-формационному типу коренного оруденения. Очевидно, что по мере удаления от коренного источника взаимоотношения и характер корреляционных связей между содержаниями рудных элементов в гипергенных литохимических аномалиях будут все больше отличаться от аналогичных характеристик материнского коренного оруденения. Это подтверждает анализ меры сходства коренного оруденения со связанными с ним вторичными ореолами и потоками рассеяния I-III порядков путем расчета парных коэффициентов корреляции между корреляционными матрицами, характеризующими каждый объект (аномалию). Расчет коэффициентов корреляции проводился по содержаниям 10-ти химических элементов типоморфного комплекса для трех серебряных и золото-серебряных объектов Северо-Востока России - Дукат, Кент и Угрюмый [12]. Наибольшая связанными с степень ним сходства вторичными выявлена ореолами между коренным рассеяния, что оруденением и свидетельствуют о несущественном перераспределении рудных элементов в процессе гипергенного ореолообразования. Это подтверждается численными значениями коэффициентов остаточной продуктивности k, которые для большинства рудных элементов в условиях горно-таежных и горно-тундровых ландшафтов Северо-Востока России лежат в достаточно узких пределах [11]. По мере удаления от коренного оруденения сила связей падает, и на уровне потоков рассеяния III порядка они становятся незначимыми. Проведенная на исследуемой территории многомерная классификация геохимических данных методами корреляционного, кластерного и факторного анализов в сочетании с рассмотрением карт геохимических показателей первого-третьего порядков указали на размещение и формационную принадлежность выявленного оруденения. Так, резко отличная геохимическая специализация выявлена для территории с выходами древних пород фундамента архейского возраста (полуостров Тайгонос) с преимущественным развитием золоторудной (с мышьяком), кобальтовой и медномолибденовой минерализаций. Последовательная смена с юга на север серебрянополиметаллического оруденения олово-серебряно-полиметаллическим к более высокотемпературному вольфрам-молибденовому отмечена в Балыгычано-Сугойском прогибе. На карте изолиний геохимического показателя второго порядка вида Cu·Mo/W2 отчетливо локализуются медно-порфировые проявления ( редкометальные вольфрам-молибденовые ( мин. 49 = 0,017). макс. = = 14,8) и
