Геохимиялық барлау әдістерінің негізгі принциптері
Геохимиялық барлау - минералды ресурстардың, әсіресе бағалы және бағалы емес металл кен орындарының бар екендігінің белгілерін табу үшін табиғаттағы химиялық элементтердің вариацияларын анықтауға, картаға түсіруге және түсіндіруге арналған ғылыми әдістер жиынтығы. Іс жүзінде геохимиялық барлау геологиялық процестердің - мысалы, магмалық тау жыныстарының пайда болуы, метаморфизм, шөгінділердің шөгуі және гидротермиялық белсенділіктің - белгілі бір химиялық құрам «іздерін» қалдыратынын пайдаланады. Бұл іздер геохимиялық ауытқулар, атап айтқанда, аймақтағы қалыпты фондан элементтердің жоғары (немесе төмен) концентрациясы ретінде көрінуі мүмкін. Бұл мақалада аномалиялар тұжырымдамасынан, сынама алу ортасын таңдаудан, сынама алу стратегияларынан, зертханалық талдаудан бастап түсіндіру мен сапаны бақылауға дейінгі геохимиялық барлау әдістерінің негізгі қағидалары талқыланады.
1. Геохимиялық жүйелер мен аномалиялар туралы түсінік
Геохимиялық барлаудағы ең негізгі қағида - химиялық элементтердің Жер қыртысында біркелкі таралмағанын түсіну. Элементтердің таралуы бастапқы тау жыныстарымен, үгілу процестерімен, тасымалдаумен, шөгумен және рН, Eh (тотығу-тотықсыздану), тұздылық және температура сияқты қоршаған ортаның физикалық-химиялық жағдайларымен бақыланады.
Зерттеу тұрғысынан біз мыналарды ажыратамыз:
1. Фондық ақпарат: белгілі бір литология немесе қоршаған орта үшін қалыпты деп саналатын элементтер концентрациясының диапазоны.
2. Геохимиялық аномалия: фондық мәннен айтарлықтай ауытқып кететін мән. Аномалиялар минералдануды көрсете алады, бірақ литологиялық вариациялардан, антропогендік әсерлерден немесе экономикалық емес геохимиялық процестерден де туындауы мүмкін.
Сондықтан, аномалияны анықтау статистика мен геологияға негізделуі керек. Мысалы, алтын (Au) ppb (миллиардқа шаққандағы бөлік) деңгейінде ауытқулар көрсетуі мүмкін, ал мыс (Cu) кен орнының түріне және үлгі ортасына байланысты ондағаннан жүздеген ppm (миллионға шаққандағы бөлік) деңгейінде маңызды болуы мүмкін.
2. Мақсатты элементтер мен бақылау элементтерін таңдау (Pathfinder)
Минералды кен орындары сирек жағдайда тек бастапқы элементтері арқылы ғана «жарияланады». Көптеген минералданған жүйелерде ауа райының әсерінен оңай анықталатын немесе тұрақтырақ элементтер болады. As, Sb, Hg және Bi сияқты элементтер көбінесе алтынның жол іздеушілері ретінде қолданылады; ал Zn, Pb және Ag кейбір жүйелерде Cu минералдануымен бірге жүруі мүмкін.
Мақсатты және жол іздеуші элементтерді таңдау тұндыру моделіне байланысты, мысалы:
– Cu-Au порфирі: Cu, Mo, Au, Ag, сондай-ақ белгілі бір альтерация элементтері.
– Эпитермиялық Au-Ag: Au, Ag, As, Sb, Hg.
– ВМС (жанартаулық массалық сульфид): Cu, Zn, Pb, Fe, Ba, Ag.
Негізінде, тиімді геохимиялық барлау геологиялық гипотезадан басталуы керек: «Біз қандай кен орнын іздеп жүрміз?» Осыдан кейін біз қай элементтерді бақылау ең ақпараттық болатынын анықтаймыз.
3. Геохимиялық барлаудағы үлгілік орталар
Үлгі ортасы - химиялық құрамын талдау үшін табиғаттан алынған материал. Ортаны таңдау алынған ақпарат түрін, кеңістіктік ажыратымдылықты және беттік процестердің бұзылу дәрежесін анықтайды. Жалпы орталарға мыналар жатады:
– Тау жыныстарының геохимиясы: жаңа және өзгертілген тау жыныстары. Өзгеріс ореолдарын және бастапқы минералдануды картаға түсіруге жарамды, бірақ шығыңқы жерді немесе бұрғылауды қажет етеді.
– Топырақ (топырақ геохимиясы): егжей-тегжейлі аймақтық зерттеулер үшін ең көп таралған орта. Топырақ ауа райының, көкжиектің араласуының және тасымалдаудың әсеріне қарамастан, негізгі минералданудағы ауытқуларды тіркей алады.
– Өзен шөгіндісі: барлау үшін тиімді, себебі өзендер су жиналатын аймақтан материалдарды біріктіреді. Аномалиялар нысананы ағыстың жоғарғы жағына қарай тарылтады.
– Ауыр минералды концентрат: алтын, магнетит және касситерит сияқты ауыр минералдардың концентраттары. Кәдімгі шөгінділерде оңай көрінбеуі мүмкін төзімді минералдарды анықтау үшін пайдалы.
– Су (су геохимиясы): белсенді дренажы бар аймақтарға және белгілі бір жылжымалы элементтерге жарамды еріген элементтерді бағалайды.
– Биогеохимия (өсімдіктер): кейбір өсімдіктер белгілі бір элементтерді жинақтайды. Бұл әдіс нақтырақ және экологиялық жағдайларға байланысты.
Негізгі қағида: жұмыс аймағындағы басым геохимиялық процестер үшін ең өкілдік ететін ортаны және мақсатты тереңдікке сәйкес таңдаңыз.
4. Сауалнама дизайны және іріктеу стратегиясы
Геохимиялық зерттеу жобасына масштаб, нүкте тығыздығы, тор/трансект үлгісі, дайындау әдісі және жазу стандарттары кіреді. Бастапқы кезең әдетте перспективалық аумақтарды таңдау үшін аймақтық зерттеу, содан кейін аномалияларды анықтау үшін тереңірек зерттеу болып табылады.
Кейбір негізгі қағидалар:
– Масштаб және тығыздық: нысана неғұрлым егжей-тегжейлі болса, үлгілер арасындағы қашықтық соғұрлым тығыз болады. Аймақтық зерттеулер геологиялық күрделілікке байланысты 1-5 км қашықтықта жүргізілуі мүмкін, ал жер үсті зерттеулері 25-200 м қашықтықта жүргізілуі мүмкін.
– Геологиялық және геоморфологиялық бақылау: сынама алу литологиялық бірліктерді, құрылымдарды және өзен ағынының бағыттарын бақылайды. Төбелік аудандарда беткейдегі материалдың тасымалдануы ауытқулардың орнын олардың көзінен ығыстыруы мүмкін.
– Топырақ тереңдігі мен көкжиегі: топырақ сынамаларын алу біркелкі болуы керек, мысалы, B көкжиегі (топырақ қойнауы) көбінесе органикалық көкжиекке қарағанда тұрақтырақ болғандықтан таңдалады.
– Ластанудан аулақ болыңыз: құрал таза болуы керек, жолдардың, тұрғын үйлердің немесе металл қосылуы мүмкін адамдардың белсенділік орындарының жанындағы жерлерден аулақ болыңыз.
– Метадеректерді жазу: деректерді дұрыс түсіндіру үшін GPS орналасқан жері, медиа түрі, далалық жағдайлар, тереңдік және жергілікті геологиялық сипаттама маңызды.
Жақсы іріктеу тек нүктелер санына ғана емес, сонымен қатар нүктелер арасындағы деректерді салыстыруға болатындай процедураның бірізділігіне де байланысты.
5. Үлгі дайындау және зертханалық талдау
Геохимиялық нәтижелерге үлгі дайындау қатты әсер етеді. Топырақ пен шөгінді әдетте кептіріледі, електен өткізіледі (мысалы, фракция <80 тор), содан кейін талданады. Тау жыныстары гомогендеу үшін белгілі бір өлшемге дейін ұсақталады және ұнтақталады. Жалпы аналитикалық әдістерге мыналар жатады: - Атомдық абсорбциялық спектрометрия (AAS): бірнеше элементтер үшін жақсы, салыстырмалы түрде үнемді. - Индуктивті байланысқан плазма (ICP-OES): ICP-MS (ICP-MS): көптеген элементтерді бір уақытта талдауға қабілетті; төмен деңгейлерге өте сезімтал (мысалы, ppb Au). - Рентгендік флуоресценция (XRF): жылдам, негізгі және микроэлементтер үшін жарамды; зертханада немесе далада портативті (pXRF) көмегімен белгілі бір шектеулермен орындалуы мүмкін. - Алтынның оттық талдауы: Au үшін дәл классикалық әдіс, көбінесе ICP көрсеткіштерімен біріктіріледі. Мұндағы негізгі қағида - үлгі матрицасы диапазонының сәйкестігі. Мысалы, шөгінділердегі алтын үшін бос бақылаудың қатаң анықтау шегін талап етеді. 6. Сапаны қамтамасыз ету >
