Вторичным литохимическим ореолом

Вторичные геохимические
ореолы
Геохимические методы поисков
месторождений полезных
ископаемых
Д.Ю. Шишкина
1
Вторичные литохимические ореолы рассеяния
Вторичным литохимическим ореолом рассеяния химических
элементов называется локальная зона аномально повышенных
содержании характерных для данного месторождения элементов в
современных или древних рыхлых отложениях и почвах или в
перекрывающих отложениях, образовавшаяся в результате
гипергенного разрушения этого месторождения или его первичных
ореолов.
В механическом ореоле рассеяния минеральные компоненты
присутствуют в форме минералов, а в солевом ореоле – в форме
растворенных или сложно связанных с вмещающими породами
водно-растворимых соединений.
Вторичные ореолы в современном элювио-делювии или древней коре
выветривания образуются на месте ранее существовавших участков
рудного тела и (или) его первичного ореола. Поэтому их именуют еще
остаточными ореолами рассеяния. В отличие от этих ореолов
выделяют наложенные ореолы, в контурах которых до развития
вторичных процессов рассеяния первичная минерализация
отсутствовала. Кроме того, различают открытые ореолы, т. е.
выходящие на современную дневную поверхность, и закрытые,
которые с применением существующих технических средств
обнаруживаются только на некоторой глубине от поверхности.
2
Открытые вторичные ореолы
3
Закрытые вторичные ореолы
4
12
3
4
5
6
рудные тела и их первичные ореолы;
рудовмещающие
породы;
местные
продукты
выветривания;
дальнеприносные
отложения;
остаточные
ореолы
рассеяния;
наложенные
ореолы
рассеяния
5
Литохимические потоки рассеяния
Литохимическим
потоком
рассеяния
месторождения
называется область повышенных содержаний химических
элементов, характерных для данного месторождения,
развивающаяся в горных породах на путях механического и
солевого стока. В направлении стока содержания химических
элементов убывают, постепенно приближаясь к значениям,
соответствующим местному геохимическому фону.
Литохимические потоки рассеяния месторождений, развивающие
в пролювиальных и аллювиальных отложениях временной или
постоянной гидросети, по фазовому состоянию мигрирующего
вещества также могут быть разделены на механические и
солевые, а по доступности обнаружения – на открытые и
закрытые. Наиболее важное поисковое значение имеют
открытые потоки рассеяния, развивающиеся в отложениях
современной гидросети горных районов.
6
Блок-диаграмма гипергенного поля рассеяния:
1-элюводелювий; 2-аллювий; 3- рудное тело и его первичный ореол; 4рудовмещающие породы; 5- контур аномальных содержаний рудных
элементов в продуктах выветривания; 6- направление стока
7
Шлиховые ореолы
Участки с аномально высоким содержанием минералов, поступающих из
разрушающихся в гипергенных условиях тел полезных ископаемых и
околорудно-измененных пород, представляют собой шлиховые
ореолы.
Выявление шлиховых ореолов производится по появлению в шлихе
отдельных минералов (или их ассоциаций), позволяющих считать, что
они связаны с разрушением месторождений. Ассоциации минералов
в шлихах будут соответствовать тяжелым устойчивым минералам,
поступающим из разрушающихся пород и руд.
В образовании шлиховых ореолов велика роль геоморфологических и
климатических факторов. В районах, где процессы аккумуляции
преобладают над эрозионными, содержание в ореоле минераловиндикаторов может значительно увеличиваться, вплоть до
образования россыпей. Образованию ореолов способствует также
климатические условия, в которых происходит интенсивное
физическое выветривание.
8
Гидрогеохимические ореолы
Гидрогеохимический ореол рассеяния представляет собой участок
распространения подземных или поверхностных вод, имеющих в
результате воздействия рудных тел и их ореолов измененный
химический состав. Наиболее контрастные гидрогеохимические
ореолы образуются в результате сернокислотного выветривания
сульфидных руд.
Различают открытые и закрытые гидрогеохимические ореолы. Первые
из них проявляются на поверхности в местах разгрузки подземных вод
(родники, заболоченности, водотоки и т.д.). Закрытые ореолы не
вскрываются современными эрозионными формами рельефа.
По стабильности проявления в природных водах гидрогеохимические
ореолы делятся на постоянные и временные. Первые из них
характерны для глубоких водоносных горизонтов с постоянным
режимом. Вторые образуются в неглубоких грунтовых и
поверхностных водах. В период интенсивного сезонного разбавления
эти аномалии могут временно исчезать.
9
Форма гидрогеохимических ореолов
а - ореол в малоподвижных водах; б - ореол вытянут в форме эллипса по
направлению движения воды; в - шлейф; г - сектор; д - веер.
1- изолинии концентрации рудных элементов; 2 - направление движения воды; 3
- рудное тело
10
Горизонтальная зональность
гидрогеохимических ореолов
Выражается в:
• наличии в пределах общего ореола зон
концентраций отдельных химических элементов
различной протяженности. Связано с разной
миграционной способностью элементов в водах;
• преимущественном уменьшении содержаний
всех элементов и компонентов в водах по мере
удаления от рудных тел. Связано с разбавлением
окружающими не минерализованными водами и
с постепенным сокращением миграционной
способности химических элементов и их
выпадением из вод в результате процессов
гидратации, сорбции, соосаждения и т.д.
11
Биогеохимические ореолы
Основные факторы, влияющие на формирование биогеохимических ореолов
рудных месторождений в растениях:
• доступность растениям минеральных и химических форм элементовиндикаторов, находящихся в корнеобитаемой зоне почв и
почвообразующих пород;
• величина поверхности контакта корневых систем растений с лито-, гидрои атмохимическими ореолами рассеяния;
• наличие и величина антиконцентрационных физико-биохимических
барьеров против высоких концентраций рудных элементов в питающей
среде.
Рассматривая способность растений к накоплению тех или иных
микроэлементов выделяют два типа концентрации: групповую и
селективную.
В случае групповой концентрации все растения, произрастающие на
определенной площади, содержат повышенные количества тех или иных
химических элементов в зависимости от присутствия этих элементов (в
высоких содержаниях) в почве и подстилающих породе.
При селективной концентрации накопление отдельных видов химических
элементов или их ассоциаций осуществляется определенными видами,
или чаще родами растений.
12
Эндемизм
Эндемичные виды (эндемики) – виды растений, имеющие очень узкий
ареал распространения, ограниченный геохимической средой,
отличающейся повышенной или пониженной концентрацией одного
или нескольких химических элементов. Эндемичные виды растений
характеризуются устойчивыми морфологическими признаками,
присущими только им.
Растения, сигнализирующие о рудах Zn – галмейная флора. Характерна
для почв над цинковыми месторождениями Средней и Южной
Европы. Наиболее распространенные представители – галмейная
фиалка и галмейная ярутка. Их зола содержит 13-21% оксида Zn – в
150 раз больше его среднего содержания в растительности суши.
Галмейные группировки характерны не только по своему видовому
составу, но и по специфическому облику: низкорослость, более
сильное развитие подземных частей сравнительно с надземными,
длительный период цветения.
Эндемичные виды, которым необходима высокая концентрация Sn,
образуют оловянную флору, представители которой произрастают
только на отвалах старых оловянных рудников в ФРГ, Бразилии.
Известны растения с очень высокой концентрацией Cu: «медные мхи» в
Швеции, качим на Рудном Алтае.
13
Факторы, влияющие на зависимость химического
состава растений от содержания элементов в почвах
и породах
1. Зависимость содержания элементов от видов растений. Выделяются группы
растений с постоянно повышенными или пониженными содержаниями
какого-либо элемента: растения-концентраторы и деконцентраторы.
2. Неравномерность распределения элементов по органам растений. Выделяют
растения с базипетальным распределением элементов (содержания
элементов уменьшаются от листьев к стеблям и корням) и акропетальным
(содержания элементов уменьшаются от корней к стеблям и листьям).
3. Вегетационные и возрастные изменения содержаний элементов в растениях.
Стремление к концентрации тех или иных микроэлементов у многих растений
заметно усиливается в периоды цветения или плодоношения. Процессы
биосинтеза протекают наиболее интенсивно в молодых растениях и
замедляются по мере их старения, вследствие чего в старых растениях
способность к поглощению микроэлементов из окружающей среды часто
проявлена слабее, чем в молодых.
4. Зависимость содержаний элементов в растениях от климатических условий. От
них зависит глубина проникновения корней. В связи с этим меняется источник
элементов, поступающих в растения, а следовательно, и их содержание.
5. Зависимость содержаний того или иного элемента в растении от формы
нахождения его в почве или породе. Наиболее доступны элементы,
находящиеся в растворах, недоступны элементы, входящие в трудно
растворимые и устойчивые минералы.
14
Атмохимические ореолы рассеяния
Атмохимические
ореолы
рассеяния
представляют
собой
многокомпонентную сложную смесь, которая наследует газовый
состав месторождений при их формировании и в последующие
периоды, когда физико-химические и биологические процессы,
особенно в зоне гипергенеза, усиливают или возобновляют действие
атмохимических источников.
Атмохимические ореолы рудных месторождений образуют газы трех
генераций:
1. компоненты рудообразующей среды (CO2, CH4, H2 и др.),
захваченные минералами в процессе рудоотложения;
2. газы глубинного происхождения (CO2, He, Ar, CH4, H2 и др.),
мигрирующие по рудоконтролирующим тектоническим зонам;
3. газы (CO2, SO2 и др.), образующиеся в зоне гипергенеза рудных
месторождений.
Гипергенное преобразование сульфидных минералов протекает с
поглощением больших количеств кислорода, что приводит к резкому
снижению его содержаний в подземной атмосфере над
месторождением.
Газовые ореолы образуют и рудные элементы, поступающие в виде
летучих металлоорганических соединений и собственных паров.
15