7 1. Общие принципы геохимических методов поисков. 1.1

advertisement
1. Общие принципы геохимических методов поисков.
1.1.Общие положения.
В основе геохимических методов поисков месторождений полезных ископаемых
лежат четыре важнейших положения геохимии:
1) закон всемирного рассеяния;
2) всеобщая миграция химических элементов во времени и в пространстве;
3) многообразие форм и видов существования элементов в геосферах;
4) преобладание рассеянного состояния элементов над концентрированным.
Формулировка закона о всеобщем рассеянии химических элементов принадлежит
В.И.Вернадскому, который в речи на XII съезде русских естествоиспытателей и врачей 28
декабря 1909 г. и в своей знаменитой статье «Парагенезис химических элементов в земной
коре» (1910 г.) говорил: «Какой бы объем земного вещества мы не взяли – газообразный,
жидкий или твердый – мы во всех случаях встретим одну и ту же особенность: мы
увидим, что земное вещество помимо всех нам известных соединений – определенных
или
неопределенных –
проникнуто
всегда огромным количеством
атомов, не
подчиняющихся тем молекулярным группировкам, которые для них можно различить» и
«В каждой капле и пылинке земного вещества на земной поверхности, по мере
увеличения тонкости наших исследований, мы открывает все новые и новые элементы.
Получается впечатление микрокосмического характера их рассеяния. В песчинке или
капле, как в микрокосмосе, отражается общий состав космоса» [2]. Впоследствии
В.И.Вернадский постоянно возвращался к этому вопросу, указывая, что даже при
ничтожных содержаниях элементов, находящихся в состоянии рассеяния, число их атомов
уже в небольшом объеме вещества достигает огромных цифр. Так, например, в 1 см 3
морской воды находится n 107 атомов радия при его содержании n 10-13%. Конкретным
выражением закона всемирного рассеяния (по предложению Н.И.Сафронова этот
основной закон геохимии именуют «законом Вернадского») являются кларки – средние
содержания химических элементов в доступных для исследования геосферах. Хотя они и
являются расчетно-статистическими величинами, кларки достаточно верно отражают
соотношения химических элементов в геологических образованиях. Кларки большинства
химических элементов, в частности, цветных, редких и благородных металлов,
месторождения которых являются объектами геохимических поисков, оцениваются
только тысячными или миллионными долями процента.
Вследствие закона всеобщего рассеяния современная геохимия отрицает результаты
химического анализа, характеризующие отсутствие какого-либо элемента в геохимических
пробах, заменяя понятие «нет» символом «не обнаружено», что имеет существенно иной смысл,
указывая на содержания определяемого элемента ниже порога чувствительности анализа.
Несостоятельным также является положение о «встречаемости» химических элементов в
7
определенных геологических образованиях, которая, согласно закону Вернадского, всегда
составляет 100%.
Миграция химических элементов находит отражение в гигантских тектономагматических процессах, преобразующих земную кору, и в тончайших химических
реакциях, протекающих в живом веществе, в непрерывном поступательном развитии
окружающего мира, характеризуя движение как форму существования материи. Всеобщая
миграция химических элементов во времени и пространстве обусловлена тремя основными
причинами: космическим рассеянием; перегруппировкой химических элементов между
геосферами и внутри геосфер в результате воздействия внешних факторов миграции
(энергия солнечного излучения, внутренняя энергия Земли, действие силы тяжести) и
внутренних факторов, зависящих от свойств самих элементов; реакциями радиоактивного
распада. Различия в миграционной способности (подвижности) химических элементов
приводят к их дифференциации и возникновению природных образований с различными
количественными соотношениями между элементами. Результатом этого являются, при
качественном разнообразии, различия и непостоянство содержаний химических элементов
в любых точках земного пространства. Процессы концентрации и рассеяния химических
элементов характеризуют две взаимосвязанные и взаимопротивоположные стороны
единого процесса миграции элементов.
Большой цикл геологической миграции химических элементов иллюстрирует схема,
показанная на рис. 1.
Рис. 1. Схема геологического цикла миграции химических элементов [2]
8
Отражая внедрение подкоровых магматических расплавов, этот цикл не является
замкнутым и характеризует поступательное развитие литосферы. Важно отметить, что
эндогенные месторождения формируются в процессе магматической и постмагматической
деятельности, разнообразные экзогенные месторождения – в процессе седиментогенеза.
Область суши во все геологические времена была ареной развития процессов
выветривания и денудации, основным результатом которых является разрушение и
ликвидация эндогенных месторождений полезных ископаемых и формирование большой
группы экзогенных месторождений (эвапориты, биогенные, хемогенные, россыпные и
месторождения кор выветривания).
Разнообразие форм и видов нахождения химических элементов в природе
определяется минеральной формой существования элементов и широким проявлением
безминеральной формы, которая для гидросферы, биосферы и атмосферы является
основной формой существования большинства химических элементов.
Минеральная форма. В земной коре установлено более 4000 минеральных форм,
что значительно меньше теоретически возможных. Причиной этого являются низкие
кларки многих элементов. Между числом собственных минеральных видов N и кларком
элемента Ск существует корреляционная зависимость: N = 200
4
Cк 2 1. Элементы,
образующие большее количество минеральных видов, нежели это следует из приведенной
формулы, могут быть названы минералофильными (S, Cu, As, Ag, Sb, Te, Se, Pb, Bi и др.),
меньше – минералофобными (Sc, Rb, Sr, Y, Ga, Ge, In, Tl и др.) [4]. Минералофобность
элементов объясняется главным образом явлением изоморфизма: элементы с низкими
кларками «захватываются» собственными минералами элементов с более высокими
кларками (Rb
K; TR Ca; Cr
Fe, Mg; Ga Al и др.). Весьма существенна роль
микроминеральных форм нахождения элементов в природе, причем формирование
микроминералов может идти одновременно с кристаллизацией макроминералов, так и
позднее при распаде твердых растворов, а также в процессе «самоочищения»
макроминералов от примесей микроэлементов. В конкретной физико-химической и
термодинамической обстановке формируются минералы оптимальных для данной среды
размеров, причем с течением времени возможно укрупнение минералов за счет
растворения более мелких зерен.
Безминеральная форма. Наиболее характерными безминеральными формами
нахождения элементов в природе являются следующие: природные истинные и
коллоидные растворы; газовые смеси; органическое вещество; изоморфные примеси;
структурные
и
неструктурные
включения
9
в
минералах;
скрытокристаллические
(аморфные)
соединения;
квазигазообразное
состояние
(по
В.И.Вернадскому);
сорбированное состояние в минеральном поглощающем комплексе; растворы во
внутрикристаллических, пленочных и гравитационных водах; пары и газы в порах и
трещинах; хелаты (металлоорганические соединения) и др. Провести четкую границу
между безминеральной
и
микрокристаллической
формой
достаточно
трудно.
С
практической стороны удобно все безминеральные формы нахождения элементов в
литосфере объединить в два подвида: подвижные и прочносвязанные по признаку
извлекаемости элементов-примесей из механически измельченных пород и руд простым
выщелачиванием, не разрушающим кристаллическую решетку минералов, хотя такое
деление в значительной мере условно.
В рудах для основных рудных элементов характерна минеральная форма
существования. Для элементов-примесей с уменьшением их содержаний в рудах сначала
возрастает роль микроминеральных, а затем безминеральных форм. В первичных ореолах
наблюдается аналогичная картина – с удалением от рудных тел минеральные формы
нахождения сменяются микроминеральными, а затем безминеральными. В гипергенных
литохимических аномалиях роль безминеральных форм рудных элементов возрастает,
особенно во вторичных аккумуляциях на восстановительном, кислотно-щелочном,
сорбционном и испарительном барьерах, в солевых наложенных ореолах и потоках
рассеяния.
Наиболее важное значение для поисковой геохимии имеет четвертое положение о
преобладании рассеянного состояния химических элементов над концентрированным.
Установить объективную границу между низкими (рассеянное состояние) и высокими
содержаниями
(концентрированное состояние)
не удается,
в
ряду непрерывных
содержаний она была бы произвольной, поскольку двум сколь угодно близким
содержаниям по разные стороны от граничного приписывались бы разные качественные
состояния. Здесь уместно ограничиться определением двух крайних состояний, понимая
под рассеянным состоянием элемента содержания, близкие к его кларку, под
концентрированным – содержания, многократно превышающие кларк и близкие к его
содержаниям в полезных ископаемых, из которых этот элемент извлекается для
промышленных нужд.
На основе эмпирических данных и соответствующих расчетов многих авторов [8, 16
и др.] преобладающим для всех химических элементов является рассеянное состояние. В
основу этого вывода положены подсчеты геохимических количеств главнейших рудных
элементов в континентальной коре до глубины 1 км в сопоставлении с их мировыми
запасами в промышленных месторождениях, многократно увеличенных за счет неполноты
10
их выявления. Так, по подсчетам Н.И.Сафронова [16] эти соотношения характеризуются
цифрами, приведенными в табл. XIV.1, в которой учтенные запасы в месторождениях
увеличены от 40 (для «старых» металлов, которые издавна используются человечеством –
Fe, Cu, Pb, Sn, Au) до 250 раз (для более «молодых» - Zn, W, Mo и др.). Средняя
арифметическая степень концентрации по данным этих расчетов для 11 химических
элементов составила 0,0533%, то есть совершенно ничтожную величину.
Таблица 1
Геохимические запасы важнейших металлов в континентальной коре
до глубины 1 км [16]
В рассеянном
состоянии, т
2,1 1016
4,2 1013
6,7 1012
2,1 1013
3,3 1013
1,2 1013
1,7 1013
4,2 1011
1,2 1012
2,9 1010
2,1 109
Металл
Железо
Медь
Свинец
Цинк
Никель
Кобальт
Олово
Вольфрам
Молибден
Ртуть
Золото
Доля запасов в
месторождениях, %
2,1 10-2
4,3 10-2
1,5 10-1
5,5 10-2
1,8 10-3
4,4 10-4
3,0 10-3
2,4 10-2
8,0 10-3
1,3 10-1
1,5 10-1
В месторождениях, т
4,3 1012
1,82 1010
1,02 1010
1,16 1010
6,0 108
5,25 107
5,0 108
1,0 108
1,0 108
3,7 107
3,15 106
П р и м е ч а н и е. Кларки приняты по А.П.Виноградову (1959), плотность пород 2,79 т/м 3
По
независимым
подсчетам
Мак-Келвея
доля
запасов
ценных
металлов,
сосредоточенных в месторождениях США, составляет от n(10-4 10-3)% до 0,04%
(максимум) от их общих «кларковых» запасов в литосфере для той же территории до
глубины 1 км.
Обобщение
изложенных
выше
четырех
положений
геохимии
позволяет
сформулировать положение о геохимическом поле, являющегося предметом исследования
при геохимических поисках месторождений полезных ископаемых.
1.2.Геохимическое поле и его параметры.
Под
геохимическим
полем
понимается
часть
геологического
пространства,
характеризуемая количественными содержаниями химических элементов [2, 4]. Согласно
закону Вернадского о всеобщем рассеянии и миграции элементов в геосферах, в каждой
точке геохимического поля содержания всех химических элементов больше нуля, зависят
от пространственных координат и непостоянны во времени или
Сi = f (x, y, z, T)
0
(1)
В соответствии с четвертым положением в абсолютном большинстве точек
геохимического поля содержания рудных элементов близки к цифрам их кларков Ск –
нормальное состояние – и только в редких случаях приобретают значения, существенно
11
отклоняющиеся от этого уровня (аномальное состояние). Для характеристики этих
взаимосвязанных участков геохимического поля используются аксиоматические понятия о
геохимическом фоне и явных аномалиях. Единственным критерием для выделения явных
геохимических
аномалий
служит
коллективный
геологический
опыт.
Местный
геохимический фон (Сф) определяется средним (модальным) содержанием химического
элемента в пределах однородного участка в удалении от явных аномалий. Критерии для
выделения слабых геохимических аномалий определяются параметрами местного
геохимического
фона,
оценку
которых
обеспечивает
статистическая
обработка
аналитических данных.
Явные и слабые аномалии, как правило, обнаруживаются в геохимическом поле
вблизи промышленных месторождений. Исходя из этого Н.И.Сафронов ввел в
геологическую науку понятия о первичных ореолах, о потоках и вторичных ореолах
рассеянния, определившие создание современных геохимических методов поисков [2, 16].
Первичным
ореолом
именуется
сопутствующих элементов в
зона
повышенных
рудовмещающих (коренных)
содержаний
рудных
и
породах,
образованная
одновременно с рудным телом в результате тех же процессов эндогенного, экзогенного
(первично-осадочного) или метаморфогенного рудообразования. Граница между рудным
телом и его первичным ореолом часто имеет не геолого-геохимический, а временноэкономический смысл, отделяя промышленные руды от забалансовых. При пересмотре
требований к среднему содержанию металла в рудах и, следовательно, минимально
промышленного (бортового) содержания форма рудного тела в его границах с первичным
ореолом существенно изменится. Рудные тела и их первичные ореолы, выведенные на
современный уровень среза, подвергаются взаимосвязанным процессам выветривания и
денудации, что приводит к разрушению и ликвидации образовавшихся ранее местных
концентраций химических элементов и формированию гипергенного поля рассеяния
месторождений полезных ископаемых. Возникающие при этом зоны повышенных
(аномальных) содержаний рудных и сопутствующих элементов в окружающих природных
образованиях, прилегающие к залежам коренного оруденения и обязанные своим
происхождением процессам гипергенной миграции компонентов полезного ископаемого,
называются вторичными ореолами рассеяния. Области повышенных содержаний ценных
и сопутствующих элементов на путях твердого, растворимого (водного) или газообразного,
поверхностного или подземного стока с суши, развивающиеся за счет вторичных ореолов
рассеяния,
принято
именовать
потоками
рассеяния.
Наиболее
характерные
взаимоотношения рудного месторождения с его вторичным ореолом и потоком рассеяния в
условиях современного горного рельефа показаны на рис. 2.
12
Все геохимические аномалии выделяются на уровне местного нормального поля
(фона), который, как указывалось выше, определяется средним содержанием химического
элемента. Практика геохимических съемок показывает, что даже в пределах безрудного
участка с однородными геологическими и ландшафтно-геохимическими
условиями
Рис. 2. Блок-диаграмма гипергенного поля рассеяния [2].
1-элювио-делювий; 2-аллювий; 3-рудное тело и его первичный ореол; 4-рудовмещающие породы;
5-контур аномальных содержаний рудных элементов в продуктах выветривания, в речной воде и в
растительности; 6-направление стока
содержания рудных элементов изменяются от точки к точке. Эти колебания обусловлены
природными и техническими причинами, они малы по амплитуде и носят незакономерный
(«случайный») характер. Соответственно этому взамен пространственно-упорядоченной
(детерминированной) зависимости (1) фоновые участки геохимического поля удобно
характеризовать статистической частостью ni появления тех или иных содержаний
химических элементов: ni = f(Ci). В практике геохимических поисков распределение
содержаний химических элементов в пределах однородного участка в удалении от явных
аномалий удовлетворительно аппроксимируется нормальным законом:
1
y=f(ni)=
s 2
где
x
=
1
N
( x x )2
e
2s 2
,
(2)
N
xi - среднее арифметическое значение х, которое в пределе при числе
i 1
N
( xi
данных N
стремится к своему математическому ожиданию; s =
x)2
i 1
N 1
- среднее
квадратическое или стандартное отклонение случайных значений х от x ; s2 –дисперсия х; y
13
= ni – частость в долях от единицы. Значения х могут иметь смысл содержаний Сх в
весовых процентах или логарифмов содержаний (lgCx). Учитывая, что погрешности
спектрального анализа, который до последнего времени является основным методом при
геохимических поисках, подчиняются логарифмически нормальному закону (Р.И.Дубов,
1964),
распределение фоновых содержаний рудных элементов в нормальном поле
______
аппроксимируется логнормальной зависимостью. Параметры x = lg C x и s = slg, входящие
в выражение (2), полностью характеризуют распределение фоновых содержаний
элементов. В соответствии со свойствами нормального (логнормального) закона 99,86%
всех содержаний в области геохимического фона не превышают величины C + 3s.
Поэтому
за
нижнее
значение
аномальных
содержаний
принимается
величина
______
lgCА = lg Cx + 3slg, или, освобождаясь от логарифмов,
~
СА, = C · 3,
~
где C – среднее геометрическое содержание;
(3)
= antlg slg – стандартный множитель
(безразмерная величина). Если в геохимическом поле обнаруживается группа геологически
увязывающихся («коррелирующихся») точек с повышенными содержаниями химического
элемента, уровень нижнеаномальных содержаний снижается согласно зависимости
~
СА,m= C 3 m ,
где m = 2, 3,…, 9 – число смежных точек с содержаниями Сх
(4)
СА,m, объединяемых общим
контуром. При любом числе точек в аномальном контуре m принимается не более 9.
Стандартное отклонение (стандартный множитель) является важнейшим показателем
нормального геохимического поля и определяет неоднородность распределения элемента в
области фона. Бытующая до сих пор в практике геохимических поисков оценка нижнего
аномального содержания как произвольно выбранная кратность фону оказывается
несостоятельной, что иллюстрирует табл. 2.
Таблица 2
Статистические параметры двух нормальных выборок I и II.
№
Сф, 10-3%
СА=3Сф
Примечаиия
СА=Сф 3
I
3,0
1
будут пропущены реально
5,2 10-3
9,0 10-3
существующие аномалии в
интервале 5,2 СА 9,0
II
3,0
будут
выявлены
17,5 10-3
9,0 10-3
«фиктивные» аномалии в
интервале 9,0 СА 17,5
При небольшом числе данных в геохимической практике часто используется простой
способ оценки стандартного отклонения по величине размаха значений рассматриваемого
показателя R = xmax - xmin и табличного множителя , зависящего от объема выборки n: s = (xmax
- xmin). При логнормальном распределении это выражение приобретает вид: slg = lg(Cmax/Cmin).
Значение множителя для n от 2 до 1000 даются во многих справочниках, в частности [3].
Важной характеристикой геохимической аномалии является ее контрастность, за
которую нередко ошибочно принимают величину отношения Сmax к Сф. Правильная оценка
14
этого показателя требует обязательного сопоставления аномалий не только с уровнем
геохимического фона, но и его устойчивостью, мерой которой служит стандартное
отклонение s или стандартный множитель . Поэтому показателем контрастности слабых
аномалий
служит отношение «уровня полезного сигнала к уровню шума». В практике
геохимических поисков под полезным сигналом понимается превышение максимального
содержания над фоном, а под уровнем шума – его неоднородность или величина
стандартного отклонения s:
=
С max
Cф
s
,
(5)
или для микрокомпонентов, распределенных логнормально
=
lg C max
lg C min
s lg
=
C
1
lg ( max ) .
lg
Cф
(6)
1.3.Рудные месторождения как объекты геохимических поисков.
Для эффективного ведения геохимических поисков полезных ископаемых, четкой
формулировки стратегической цели работ и оценки вероятности обнаружения рудных
объектов заданного размера необходима классификация месторождений по крупности и
учет соотношений между их численностью. Общепринятым является подразделение
месторождений полезных ископаемых по запасам ценных компонентов на уникальные,
крупные,
средние и мелкие.
В основе такого деления лежит встречаемость
месторождений в земной коре, однако возможное число объектов различной крупности
разными авторами определяется неодинаково. Так, согласно
уникальные месторождения в природе единичны,
В. И. Красникову [2, 4],
крупных месторождений известны
десятки и на их базе обычно создаются ведущие горнорудные предприятия. По
В.И.Смирнову уникальных месторождений в мире известно десятки, крупных - сотни,
мелких
-
тысячи.
Часто
предлагаемые
месторождений по крупности приводятся
различными
авторами
классификации
без достаточного обоснования величины
запасов и их соотношений в соседних классах.
Например,
крупные месторождения
лития, бериллия и тантала по К.Б.Ильину соответствуют мелким месторождениям этих же
металлов по
классификации
А.И.Гинзбурга.
При этом
степень неопределенности
группировки месторождений по запасам в различных классификациях превышает
допустимые пределы.
Наиболее удобную для последующих построений и сравнительных характеристик
десятичную
классификацию
В.И. Красников [2, 4].
рудных
месторождений
предложил
в
1956
году
Согласно этой классификации промышленные запасы
месторождений смежных классов крупности
15
принимаются отличающимися на
математический порядок. Обозначая запасы мелких,
минимально-промышленных,
месторождений Qм цифрой n 10m тонн, имеем для средних по масштабу месторождений
запасы Qср.= n 10m+1 тонн, а для непромышленных рудопроявлений - условные
(забалансовые) запасы Qрудопр.= n 10m-1 тонн.
Соответственно запасы крупных
месторождений составят n 10m+2 , уникальных месторождений - n 10m+3 тонн. Шкала
является подвижной и в зависимости от сырьевой конъюнктуры,
местных условий можно придавать n
положительных или
характера сырья и
значения от 1 до 9 и m - значения любых
отрицательных чисел.
Хорошее
соответствие
десятичной
классификации существующим представлениям о месторождениях различной крупности
подтверждают данные табл. 3,
в которой приведены примерные цифры запасов,
отвечающие
трех
рудным
объектам
классов
-
крупным,
средним
и
мелким
месторождениям.
Таблица 3.
Десятичная классификация рудных месторождений по масштабу
запасов (по В.И.Красникову с дополнениями).
Запасы, тонны
мелкие
средние
крупные
7
8
n.10
n.10
n.109
n.106
n.107
n.108
Полезное ископаемое
Железные руды
Бокситы, фосфориты
Марганцевые и хромитовые руды,
плавиковый шпат
Медь, свинец+цинк, никель (сульф.),
ниобий (Nb2O5)
Молибден, вольфрам (WO3), олово,
никель (силик.), сурьма
Ртуть, бериллий (BeO), кобальт,
серебро, уран, висмут
Редкие и рассеянные элементы
Золото, платина
n
2-5
2-5
n.105
n.106
n.107
1-3
n.104
n.105
n.106
1-5
n.103
n.104
n.105
1-3
n.102
n.103
n.104
1-3
n.101
n.100
n.102
n.101
n.103
n.102
1-9
1-5
Запасы ценных компонентов в рудных объектах одинаковой крупности могут
меняться в зависимости от географичеcкого положения, промышленно-экономической
освоенности конкретных районов. Так, по данным В.А.Перваго месторождение меднопорфировых руд в среднем может считаться крупным при запасах 3 миллиона тонн меди,
для условий Крайнего Севера эта цифра повышается до 5-ти миллионов тонн. Классы
месторождений имеют «ширину»
в
пределах
0,316n
3,16n ( 10 = 3,16), где n
характеризует центр класса. В соответствии с этим медно-порфировые месторождения с
запасами
более 9-ти миллионов тонн
меди
в обычных условиях и свыше 15-ти
миллионов тонн в условиях Крайнего Севера допустимо считать уникальными. В мире
16
известны единичные месторождения, которые по своим запасам на порядок больше
уникальных (n 10m+4 тонн). По предложению Е.М.Квятковского такие месторождения
называются феноменальными. К их числу относятся золоторудные
Витватерсранда
месторождения
и платиновые месторождения Бушвельдского комплекса (ЮАР),
бокситовые месторождения Австралии,
железистые кварциты Курской магнитной
аномалии (КМА).
Обязательным требованием к оценке геохимических аномалий и рудопроявлений,
выявляемых литохимическими съемками различных масштабов,
является подсчет
прогнозных ресурсов профилирующих металлов соответствующих категорий [2, 4, 7, 14,
15]. Цифры прогнозных ресурсов служат наиболее объективным критерием для выбора
первоочередных объектов и максимального сокращения числа непромышленных
рудопроявлений, вовлекаемых в предварительную разведку. Широкие возможности для
оценки прогнозных ресурсов рудопроявлений и геохимических аномалий в метрике
эталонных месторождений обеспечивает принцип геометрического и
геохимического
подобия генетически однотипных объектов различных классов крупности [2, 4].
Очевидное подтверждение геометрического подобия обнаруживают генетически
однотипные рудные тела. Так, например, залежи медноколчеданных руд обычно имеют
линзообразную форму и в их числе встречаются линзы большого, среднего и малого
размеров (рис.3 б). Рудные жилы могут различаться по мощности, по простиранию и по
Рис. 3. Фигуры подобия: рудные жилы, линзы, пласты, штокверки
протяженности на глубину, при этом возрастание одного из линейных размеров
сопровождается пропорциональным увеличением двух других (рис.3 а). Месторождения
17
медно-порфировой (медно-молибденовой) формации по форме нередко напоминают
«опрокинутую чашу»,
различаясь по своим размерам (рис.3 г). Геометрическими
фигурами подобия являются также пластовые месторождения различной крупности (рис.
3в). Таким образом,
генетически однотипные
месторождения, отличаясь по
объемам и запасам полезного ископаемого,
своим
характеризуются близкой формой с
относительно устойчивыми соотношениями между площадными и линейными размерами
залежей. Очевидно, что этот признак проявляется лишь в известных пределах, а именно,
при условии, что проводимая аналогия между однотипными месторождениями учитывает
своеобразие каждого из сопоставляемых объектов. Вместе с тем в пределах рудных
районов со сходным геологическим строением соотношения между размерами будут
составлять величины, достаточно близкие к постоянным.
Геохимическое подобие определяется относительным постоянством содержаний
основных металлов в рядовых рудах для месторождений одного рудно-формационного
типа. Так, содержания меди в гипогенных рудах
месторождений медно-порфировой
формации обычно лежат в пределах 0,6 - 1,0%, достигая более высоких значений 1,3 1,5% только в зонах вторичного сульфидного обогащения.
Для медноколчеданных
месторождений наиболее характерны средние содержания меди в рудах 2,5-5,0%, реже
6,0 - 8,0%. В рудах полиметаллических месторождений содержания суммы основных
полезных компонентов свинца и цинка обычно лежат в пределах 5-10% и только для
месторождений с богатыми рудами поднимаются до 25-40%. Хотя по экономическим
соображениям требования к средним содержаниям металлов в рудах мелких по запасам
месторождений нередко увеличиваются по
сравнению с крупными, для анализа
генерализованных зависимостей это существенного значения не имеет. В связи с этим
эквивалентом запасов металла Qн в месторождениях являются объемы залежей V,
оконтуренные по минимально-промышленному,
бортовому содержанию
Сб, и
сравнительную характеристику однотипных объектов различного объема определяет их
коэффициент линейного подобия æ.
Принцип геометрического и геохимического подобия генетически однотипных
объектов определяет постоянство соотношений их
линейных размеров - длиной по
простиранию L, мощностью или эффективной шириной 2а, протяженностью на глубину
Н - и линейных продуктивностей М: L1:L2 = 2a1:2a2 = H1:H2 = M1:M2 = æ. Между
площадными характеристиками двух фигур подобия - площадями геохимических
аномалий или месторождений и их площадными продуктивностями - соблюдаются
18
2
соотношения S1:S2 = P1:P2 = æ , а между их объемами или запасами металла V1:V2 =
Q1:Q2 = æ3.
Десятичная
классификация
месторождений
В.И.Красникова
определяет
соотношения между линейными, площадными и объемными размерами мелких, средних
и крупных месторождений согласно зависимостям:
Lмелк.: Lср.: Lкр. =
3
Sмелк.: Sср.: Sкр. = (
1:
3
3
10 : 3 100 = 1 : 2,15 : 4,64;
2
1 ) : (
3
2
2
10 ) : ( 3 100 ) = 1 : 4,64 : 21,5;
Vмелк. : Vср. : Vкр. = Qмелк. : Qср. : Qкр. = 1 : 10 : 100.
Выбирая в качестве эталона месторождение с известными
запасами
Qэт.
и протяженностью на глубину Нэт.,
промышленными
на основе принципа подобия
решается основная задача количественной интерпретации поисковых геохимических
данных - оцениваются прогнозные ресурсы вновь
выявляемых
объектов
согласно
Qi = æ3Qэт. При отсутствии на исследуемой площади эталонного
зависимости
месторождения, в метрике которого ведется оценка ресурсов выявляемых геохимических
аномалий, его можно «выдумать», рассчитать путем решения прямой задачи поисковой
геохимии
с
использованием
круговой палетки Дубова
металлогенической специализации территории.
19
[2, 3]
и
с учетом
Download