Геохимические ореолы Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых Д.Ю. Шишкина

Основные понятия (1) Геохимическим ореолом месторождения называется область распространения окружающих его горных пород, рыхлых образований, растительности, а также поверхностных и грунтовых вод, в которых прослеживается аномальное распределение определенных для данного типа месторождений рудных элементов и их спутников. Образование геохимического ореола связано с процессами формирования месторождения (первичный ореол) или его гипергенного разрушения (вторичный ореол). Первичные геохимические ореолы, образующиеся в процессе формирования эндогенных месторождений, называются эндогенными геохимическими ореолами, в отличие от экзогенных, связанных с формированием экзогенных месторождений полезных ископаемых. Морфологически первичные ореолы обычно повторяют соответствующие рудные залежи. В их строении наблюдается зональность, являющаяся одной из примечательных особенностей первичных ореолов рудных месторождений. 2

Основные понятия (2) Вторичные геохимические ореолы образуются в результате гипергенного разрушения месторождений полезных ископаемых и их первичных ореолов. В связи с тем, что образование вторичных ореолов связано с явлениями гипергенного рассеяния вещества, первично сконцентрированного в месторождениях, эти ореолы обычно называют вторичными ореолами рассеяния. В зависимости от типов геохимических аномалий, которыми представлены вторичные ореолы рассеяния, различают: 1. вторичные литохимические ореолы в рыхлых отложениях зоны гипергенеза; 2. литохимические потоки рассеяния в донных осадках гидрографической сети; 3. гидрогеохимические ореолы и потоки рассеяния в поверхностных и грунтовых водах; 4. биогеохимические ореолы, прослеживающиеся в растительности; 5. атмогеохимические ореолы в надпочвенном и почвенном воздухе. 3

Основные понятия (3) В связи с денудацией вторичных ореолов развиваются геохимические потоки рассеяния. Основным механизмом их формирования служит плоскостной смыв продуктов выветривания, которые затем перераспределяются и осаждаются в водотоке. По условиям транспортировки и аккумуляции мелко земного материала выделяют потоки рассеяния в аллювии, в пролювии и в делювиально-аллювиальных отложениях. 4

Блок-диаграмма гипергенного поля рассеяния 1-элюводелювий; 2-аллювий; 3- рудное тело и его первичный ореол; 4- рудовмещающие породы; 5- контур аномальных содержаний рудных элементов в продуктах выветривания; 6- направление стока 5

Первичные ореолы элементов- индикаторов Первичные ореолы рудного месторождения или рудного тела - околорудное пространство, обогащенное или обедненное рядом химических элементов в результате их привнося или перераспределения в процессе рудообразования. Рудное тело и его первичный ореол, слагающие совместно рудную зону, представляют собой единое образование. Граница между ними условна и определяется существующими (и со временем меняющимися бортовыми содержаниями металла и кондициями руд). Первичные ореолы и зоны околорудного изменения пород являются генетически близкими образованиями, и их не всегда удается разграничить. Так, зоны серицитизации рудовмещающих пород могут быть рассмотрены как первичный ореол калия, зоны альбитизации – как ореол натрия и т.д. Ореолы привнося химических элементов являются более распространенными. Как правило, они обладают большими размерами и являются более важными в практическом отношении. Большее практическое значение ореолов привнося определяется еще и тем, что они образуются элементами, типоморфными для рудных тел, и поэтому являются прямыми индикаторами рудных тел. 6

Размеры и форма первичных ореолов Первичные ореолы имеют площадной характер и, как правило, соответствуют размерам месторождений или рудных тел. Размеры первичных ореолов зависят от химических и физико-механических свойств вмещающих пород, в частности, от их проницаемости. Поэтому в трещиноватых и пористых породах развиваются значительные по размерам и контрастности ореолы. Ширина ореолов большинства элементов на уровне верхней кромки рудного тела в 10–20 раз больше его мощности. Она достигает многих десятков метров. Крупные рудные тела, как правило, порождают крупные первичные ореолы. Конфигурация ореолов самая разнообразная. Но обычно первичные ореолы повторяют конфигурацию соответствующих рудных залежей. Так, ореолы крутопадающих рудных тел вытянуты по их восстанию, но с отчетливой асимметрией в сторону висячего бока. Ореолы рудных тел пологого (субгоризонтального) залегания также повторяют их морфологию. 7

Зональность первичных ореолов В строении первичных ореолов наблюдается зональность, обусловленная закономерными изменениями в пространстве различных геохимических характеристик ореолов. По отношению к рудному телу могут быть выделены три типа зональности: осевая зональность проявляется в направлении движения рудоносных растворов и в случае крутопадающих рудоносных зон совпадает с вертикальной, а для большинства субгоризонтальных – с горизонтальной; продольная зональность отражает зональное строение ореолов по простиранию; поперечная – вкрест простирания ореолов и согласных с ними рудных тел. Главное значение имеет осевая зональность, поскольку для большинства рудных месторождений она совпадает или близка к вертикальной. Вертикальная зональность имеет решающее значение при оценке уровня эрозионного среза оруденения. 8

Осевая геохимическая зональность Сравнительное изучение особенностей состава и строения первичных ореолов различных по составу, строению и условиям формирования рудных месторождений (сульфидсодержащих) позволило выявить единую осевую геохимическую зональность, которая выражается следующим последовательным рядом наиболее распространенных элементов-индикаторов: W 1 – Be – As 1 – Sn 1 – Au 1 – U – Mo – Co – Ni – Bi – W 2 – Au 2 – Cu 1 – Zn – Pb – Sn 2 – Ag – Cd – Au 3 – Cu 2 – Hg – As 2 – Sb – Ba – I. В этом ряду отдельные химические элементы- индикаторы повторяются 2–3 раза. Такое повторение отражает минеральную зональность первичных ореолов, которая обусловлена закономерной сменой различных минералов- носителей в направлении движения рудоносных растворов: Сu 1 – халькопирит, Cu 2 – блеклые руды; As 1 – арсенопирит, As 2 – самородный мышьяк; Sn 1 – касситерит, Sn 2 – станнин; W 1 – шеелит, W 2 – вольфрамит; Au 1 – высокопробное золото, развивающееся на уровне мышьяка (арсенопирита), вольфрама и других малоподвижных элементов-индикаторов высокотемпературных месторождений, Au 2 – золото среднетемпературных месторождений, развивается на уровне меди (халькопирита) и висмута, Au 3 – золото близповерхностных низкотемпературных месторождений. 9

Обобщенная схема первичного ореола гидротермального месторождения 1- рудное тело; 2- ореол Pb; 3- ореол Hg; 4- ореол I; 5- ореол Cо; 6-современная денудационная поверхность. Римскими цифрами обозначены номера горизонтов. 10

Поперечная зональность первичных ореолов Поперечная зональность первичных ореолов отражает различия ореолов элементов вкрест простирания рудных тел. В отличие от вертикальной зональности, единой для различных по составу месторождений, поперечная зональность находится в более тесной зависимости от состава руд и специфична для каждой рудной формации. Такая зависимость позволяет использовать поперечную зональность в качестве критерия определения вероятного состава слепого оруденения. В зависимости от особенностей залегания рудных тел поперечная зональность их ореолов может быть симметричной и асимметричной. Симметричной поперечной зональностью характеризуются ореолы рудных тел вертикального падения. У наклонных рудных тел наблюдается более интенсивное развитие ореолов в висячем боку, что и обусловливает асимметрию поперечной зональности. Избирательное накопление в висячем боку рудных тел особенно характерно для элементов-индикаторов надрудной группы. Таким образом, используя асимметрию поперечной зональности, можно определять направление падения рудных тел, что немаловажно при проведении поисково-оценочных и разведочных работ. 11