Основни принципи на техниките за геохемиско истражување
Геохемиското истражување е збир на научни методи за откривање, мапирање и толкување на варијациите во хемиските елементи во природата за да се пронајдат индикации за присуство на минерални ресурси, особено наоѓалишта на скапоцени и основни метали. Во пракса, геохемиското истражување го користи фактот дека геолошките процеси - како што се формирање на магматски карпи, метаморфизам, таложење на седименти и хидротермална активност - оставаат зад себе специфични „траги“ од хемискиот состав. Овие траги можат да се појават како геохемиски аномалии, имено повисоки (или пониски) концентрации на елементи од нормалната позадина во еден регион. Оваа статија ги разгледува основните принципи на техниките за геохемиско истражување, од концептот на аномалии, изборот на медиуми за земање примероци, стратегиите за земање примероци, лабораториската анализа, до толкувањето и контролата на квалитетот.
1. Концепт на геохемиски системи и аномалии
Најфундаменталниот принцип во геохемиските истражувања е разбирањето дека хемиските елементи не се рамномерно распоредени низ целата Земјина кора. Распределбата на елементите е контролирана од изворната карпа, процесите на атмосферско дејство, транспортот, таложењето и физичко-хемиските услови на животната средина како што се pH, Eh (оксидациско-редукциска вредност), соленоста и температурата.
Во контекст на истражување, разликуваме:
1. Позадина: опсегот на концентрации на елементи што се сметаат за нормални за одредена литологија или средина.
2. Геохемиска аномалија: вредност што значително отстапува од позадината. Аномалиите можат да укажуваат на минерализација, но можат да бидат предизвикани и од литолошки варијации, антропогени влијанија или неекономски геохемиски процеси.
Затоа, одредувањето на аномалиите мора да се базира на статистика и геологија. На пример, Au (злато) може да покаже аномалии на ниво на ppb (делови на милијарда), додека Cu (бакар) може да биде значаен на десетици до стотици ppm (делови на милион), во зависност од видот на наоѓалиштето и медиумот за примероци.
2. Избор на целни елементи и елементи во траги (Pathfinder)
Минералните наоѓалишта ретко се „објавуваат“ само преку нивните примарни елементи. Многу минерализирани системи имаат придружни елементи кои полесно се детектираат или се постабилни во атмосферските услови. Елементи како што се As, Sb, Hg и Bi често се користат како траги за злато; додека Zn, Pb и Ag можат да ја придружуваат минерализацијата на Cu во некои системи.
Изборот на целни елементи и пронаоѓачи на патеки зависи од моделот на депозиција, на пример:
– Cu-Au порфир: Cu, Mo, Au, Ag, како и одредени елементи на алтерација.
– Епитермален Au-Ag: Au, Ag, As, Sb, Hg.
– VMS (Вулканоген масивен сулфид): Cu, Zn, Pb, Fe, Ba, Ag.
Во принцип, ефикасното геохемиско истражување мора да започне со геолошка хипотеза: „Каков вид наоѓалиште бараме?“ Оттаму, одредуваме кои елементи ќе бидат најинформативни за следење.
3. Примероци од медиуми во геохемиските истражувања
Примерок од медиум е материјал земен од природата за да се анализира неговиот хемиски состав. Изборот на медиум го одредува видот на добиените информации, просторната резолуција и степенот на нарушување од површинските процеси. Вообичаени медиуми вклучуваат:
– Геохемија на карпите: и свежи и изменети карпи. Погодно за мапирање на алтерациски ореоли и примарна минерализација, но бара ископување или дупчење.
– Почва (геохемија на почвата): најчестата средина за детални регионални истражувања. Почвата може да регистрира аномалии во основната минерализација, и покрај ефектите од атмосферските влијанија, мешањето на хоризонтот и транспортот.
– Седимент од потоци: ефикасен за извидување бидејќи реките интегрираат материјал од сливното подрачје. Аномалиите помагаат да се стесни целта низводно.
– Концентрат од тешки минерали: концентрира тешки минерали како што се злато, магнетит и каситерит. Корисно за откривање на резистивни минерали кои можеби не се лесно видливи во обичните седименти.
– Вода (геохемија на водата): проценува растворени елементи, погодни за области со активна дренажа и за одредени мобилни елементи.
– Биогеохемија (растенија): некои растенија акумулираат одредени елементи. Овој метод е поспецифичен и зависи од еколошките услови.
Главен принцип: изберете ја медиумот што е најрепрезентативен за доминантните геохемиски процеси во работната област и според целната длабочина.
4. Дизајн на анкета и стратегија за земање примероци
Дизајнот на геохемиското истражување вклучува размер, густина на точки, шема на мрежа/трансект, метод на подготовка и стандарди за снимање. Почетната фаза е обично регионално истражување за да се изберат потенцијални области, по што следи подетално истражување за да се разграничат аномалиите.
Некои клучни принципи:
– Размер и густина: колку е подетална целта, толку е погусто растојанието помеѓу примероците. Регионалните истражувања можат да бидат на растојание од 1–5 км, додека деталните теренски истражувања можат да бидат на растојание од 25–200 м, во зависност од геолошката сложеност.
– Геолошки и геоморфолошки контроли: земањето примероци ги следи литолошките единици, структурите и насоките на течењето на реката. Во ридските области, транспортот на материјал надолу по падините може да ја помести позицијата на аномалиите од нивниот извор.
– Длабочина и хоризонт на почвата: земањето примероци од почвата треба да биде конзистентно, на пример, хоризонтот Б (подземјето) често се избира бидејќи е постабилен од органскиот хоризонт.
– Избегнувајте контаминација: алатот мора да биде чист, избегнувајте области во близина на патишта, станбени области или места на човечка активност каде што може да се додаде метал.
– Снимање метаподатоци: GPS локацијата, типот на медиум, условите на терен, длабочината и локалниот геолошки опис се важни за правилно толкување на податоците.
Доброто земање примероци не е само прашање на бројот на точки, туку и на конзистентноста на процедурите, така што податоците меѓу точките можат да се споредуваат.
5. Подготовка на примероци и лабораториска анализа
Геохемиските резултати се силно под влијание на подготовката на примерокот. Почвата и седиментот генерално се сушат, се просејуваат (на пр., фракција <80 mesh), а потоа се анализираат. Карпите се дробат и се мелат до одредена големина за хомогенизација. Вообичаените аналитички методи вклучуваат: - Атомска апсорпциона спектрометрија (AAS): добра за неколку елементи, релативно економична. - Индуктивно поврзана плазма (ICP-OES): ICP-MS (ICP-MS): способна за анализа на многу елементи истовремено; многу чувствителна на ниски нивоа (на пр., ppb Au). - Х-зрачна флуоресценција (XRF): брза, погодна за главни и елементи во трагови; може да се изврши во лабораторија или со пренослива (pXRF) опрема на терен, со одредени ограничувања. - Тест со оган од злато: класичен метод точен за Au, често комбиниран со ICP отчитувања. Клучниот принцип овде е соодветноста на опсегот на матрицата на примерокот. На пример, златото во седиментите бара строга граница на детекција на слепа контрола. 6. Обезбедување на квалитет >
