Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. Лекция 12. Вторичные литохимические ореолы рассеяния

Август 11, 2022

Главная
Разное
Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. Лекция 12. Вторичные литохимические ореолы рассеяния

Содержание

2. Вторичные литохимические ореолы рассеяния рудных месторождений
3. Стадии выветривания горных пород по Б.Б. Полынову
4. Время выветривания (T) T=(h-Z)/Δh T0=Tmax=h/Δh h – мощность рыхлых образований (м) Δh – ежегодный слой денудации
5. Генетические типы рыхлых образований Развивающиеся на месте за счет подстилающих горных пород Перемещенные и перекрывающие коренные
6. Подвижность химических элементов в водах биосферы (по А.И. Перельману) Kx =mx.100/ a.Cx -коэффициент водной миграции
7. Участки земной коры, в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции элементов и, как
8. Классификация вторичных ореолов рассеяния По фазовому состоянию Механические Физическая дезинтеграция рудного тела → первичные и вторичные
9. Классификация вторичных ореолов рассеяния По генезису Остаточные Образованы за счет интервалов рудного тела или его первичного
11. Механический ореол рассеяния В образовании вторичных остаточных ореолов рассеяния решающая роль принадлежит твердой фазе. Дезинтеграция рудного
12. Уравнение рассеяния для «тонкого» рудного тела 1) Пусть Cр=const, Cф=const, т.е. в момент времени T=0 dC/dy=0
13. Уравнение рассеяния для «тонкого» рудного тела Упрощенный вывод уравнения. Какое количество рудного вещества dM переместится за
14. Уравнение рассеяния для «тонкого» рудного тела 1) Приравняв выражения и сократив множители: где ε=ε1/ε2. 2) Разделив
15. Уравнение рассеяния для «тонкого» рудного тела Суммарное количество вещества в ореоле рассеяния: Подставляя последнее выражение и
16. Параметры остаточного ореола σ и M σ — коэффициент гипергенного рассеяния, [м] M — суммарное (линейное)
17. Коэффициент остаточной продуктивности В реальном остаточном ореоле M≠Mр, M=k·Mр, где k — коэффициент остаточной продуктивности. k>2,0
18. Смещение ореола по восстанию рудной зоны При угле падения рудного тела β При изменении объема горных
19. На каждый бесконечно тонкий слой рыхлых образований на глубине z действуют две силы: 1) касательная к
20. Расстояние Sα, на которое сместится горизонт рыхлых образований за время T, можно выразить через интеграл: где
21. Полное время выветривания T0, если ежегодный слой денудации принять за Δh, составляет T0=h/Δh. Для поверхностного слоя
22. Солевой ореол Закрепление солевого ореола: Обменные химические реакции, гидратация Сорбция катионов коллоидами (Cu, Zn, Pb, Ni,
23. Солевой ореол рассеяния. Зона окисления сульфидного месторождения Рудные элементы — в форме водорастворимых соединений Среда влагонасыщенна
24. Окисление сульфидов 2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2Fe2+ + 4SO42- +4H+ В присутствии кислорода Fe(II)
25. Наложенные ореолы рассеяния Аккумуляция у поверхности: испарительная сорбционная биогенная
26. Наложенные ореолы рассеяния где θ — «мощность» источника, кг/м·с, D — коэффициент диффузии, h — мощность
27. Методы усиления слабых аномалий Специальные методы опробования и селективного анализа: глубинные литохимические съемки; повышение точности анализа;
28. Отбор проб при литохимических поисках по вторичным ореолам рассеяния Профили опробования ориентируют вкрест господствующему простиранию рудоконтролирующих
31. Отбор проб при литохимических поисках по вторичным ореолам рассеяния Глубина пробоотбора определяется опытно-методическими работами и особенно
32. Пробоподготовка
33. Верхне-Кричальская площадь. Вторичные ореолы Au.
34. Вторичные ореолы золота Алискеровского рудного поля (золото-кварцевый тип оруденения)
36. Параметры аномалий меди Р = 1170 тыс. м2% Q = 12 млн.т
37. Вторичные ореолы меди. Участок Вукней Параметры аномалий меди Р = 292 тыс. м2% Q = 2
38. Структура АГХП Вукнейской СубЭС
39. ВТОРИЧНЫЕ ОРЕОЛЫ МЕДИ И ЗОЛОТА НА МЕСТОРОЖДЕНИИ ПЕСЧАНКА Содержание Cu во вторичных ореолах, г/т Содержание Au
42. Опытно-методические работы Ландшафтно-геохимическое картирование. Выбор анализируемой фракции материала пробы, размера сети опробования и глубины пробоотбора (представительный
43. Оценка коэффициента остаточной продуктивности Опробование борта канавы и ее полотна: k=0,70
44. Морфология вторичных ореолов жилы №1 месторождения Клен
45. Либо, если по m профилям предварительно оценена линейная продуктивность ореола M: Количество металла в коренном оруденении
47. Скачать презентацию

Слайд 2

Вторичные литохимические ореолы рассеяния рудных месторождений

Слайд 3

Стадии выветривания горных пород по Б.Б. Полынову

Слайд 4

Время выветривания (T)
T=(h-Z)/Δh
T0=Tmax=h/Δh
h – мощность рыхлых образований (м)
Δh – ежегодный слой

денудации (мм/год)

Δh – ежегодный слой денудации:
В районах с замедленной денудацией (платформы) – 0,0n мм/год;
В районах с средней денудацией (горные районы) - 0, n мм/год
В районах с быстрой денудацией (области современного вулканизма - n мм/год

Слайд 5

Генетические типы рыхлых образований
Развивающиеся на месте за счет подстилающих горных пород
Перемещенные

и перекрывающие коренные породы
Элювий
Делювий
Элювио-делювий
Солифлюкционные образования
Пролювий
Аллювий
Ледниковые отложения
Эоловые отложения
Озерные отложения
Морские отложения
Вулканогенные отложения

Слайд 6

Подвижность химических элементов в водах биосферы (по А.И. Перельману)
Kx =mx.100/ a.Cx

-коэффициент водной миграции

Слайд 7

Участки земной коры, в которых на коротком расстоянии
происходит резкое уменьшение

интенсивности миграции элементов и,
как следствие, их концентрация, именуются геохимическими барьерами

Биогеохимические барьеры

Термодинамический

Механические (гравитационные) барьеры

Физико-химические барьеры

Окислительный

Восстановительные барьеры

Сульфидный (сероводородный)

Восстановительный глеевый

Щелочной

Сорбционный

Кислый

Испарительный

Слайд 8

Классификация вторичных ореолов рассеяния
По фазовому состоянию
Механические
Физическая дезинтеграция рудного тела → первичные

и вторичные минералы и рудные обломки приобретают подвижность. Горизонты развития — элювио-делювиальные образования, остаточные коры выветривания.
Солевые
Минеральные компоненты в форме водорастворимых соединения → движение, диффузия, капиллярный подъем и испарение минерализованных вод. Развиваются в элювио-делювии, перекрывающих дальнеприносных отложениях, растительности.
Газовые
Газовые компоненты месторождений → диффузия, эффузия; на поверхности частиц рыхлых отложений происходит их адсорбция и окклюзия. Характерно для месторождений Hg, радиоактивных руд (Rn).

Слайд 9

Классификация вторичных ореолов рассеяния
По генезису
Остаточные
Образованы за счет интервалов рудного тела или

его первичного ореола, существовавших в профиле коренных пород до выветривания.
Особенность — пропорциональность продуктивности вторичного ореола (линейной M и площадной P) тому же параметру исходного коренного оруденения (Mр, Pр): M = k·Mр, P = k·Pр, где k — коэффициент остаточной продуктивности, зависящий от местных ландшафтно-геохимических условий и свойств рудного элемента.
Наложенные
Первичная рудная минерализация в профиле вторичного ореола до начала выветривания отсутствовала.
По доступности для обнаружения (технический аспект!)
Открытые — проявлены на дневной поверхности
Закрытые — обнаруживаются на глубине

Слайд 10

Слайд 11

Механический ореол рассеяния
В образовании вторичных остаточных ореолов рассеяния решающая роль принадлежит

твердой фазе.
Дезинтеграция рудного тела → частицы приобретают подвижность:
Под действием ḡ перемещается вся масса частиц. Результат: смещение и деформация ореола.
Отдельные частицы удаляются с поверхности рыхлой толщи и переотлагаются.
Результат: вторичный ореол постоянно обновляется; при избирательном удалении частиц — обедняется/обогащается; формируется литохимический поток рассеяния.
Частицы взаимно перемещаются внутри толщи.
Результат: образование механического ореола рассеяния.
σ — коэффициент механического рассеяния;
dCx/dx — геохимическая подвижность элемента в направлении x.

Слайд 12

Уравнение рассеяния для «тонкого» рудного тела
1) Пусть Cр=const, Cф=const,
т.е. в момент

времени T=0 dC/dy=0 и dC/dz=0.
2) Пусть движения частиц вдоль oy и oz взаимно уравновешены, т.е. рассматриваем только боковое рассеяние вдоль ox.
Аналогичная задача в физике —
распределение температуры от
источника тепла, расположенного
вдоль плоскости yoz.
Строгое решение задачи —
решение уравнения Фурье:
где D — коэффициент диффузии.

Слайд 13

Уравнение рассеяния для «тонкого» рудного тела
Упрощенный вывод уравнения.
Какое количество рудного вещества

dM переместится за время ΔT через площадку ΔyΔz в точке x при градиенте концентрации dCx/dx в среде с вязкостью μ?
где ε1 — коэффициент пропорциональности.
В то же время, в точке x окажется Сx частиц, обладающих скоростью x/T, и тогда:

Слайд 14

Уравнение рассеяния для «тонкого» рудного тела
1) Приравняв выражения и сократив множители:
где

ε=ε1/ε2.
2) Разделив переменные и проинтегрировав:
где lnC — постоянная интегрирования.
3) Введя замену σ2=εT/μ и избавившись от логарифмов:
Постоянная интегрирования определяется в точке x=0 как С=Сmax.

Слайд 15

Уравнение рассеяния для «тонкого» рудного тела
Суммарное количество вещества в ореоле рассеяния:
Подставляя

последнее выражение и учитывая местный фон, окончательно получаем:
Соответствует функции нормального распределения.

Слайд 16

Параметры остаточного ореола σ и M
σ — коэффициент гипергенного рассеяния, [м]
M

— суммарное (линейное) количество вещества в ореоле, [м%]

Слайд 17

Коэффициент остаточной продуктивности
В реальном остаточном ореоле M≠Mр, M=k·Mр,
где k — коэффициент

остаточной продуктивности.
k>2,0 — вторичный ореол обогащен,
k=0,5–2 — нормальный ореол,
k=0,2–0,5 — вторичный ореол ослаблен,
k<0,2 — вторичный ореол резко ослаблен.
Зависимость от местных ландшафтно-геохимических условий:
Горные районы:
активная денудация, постоянное обновление ореолов → k=1;
Сглаженный рельеф, гумидная зона:
— для элементов, представленных тяжелыми и устойчивыми минералами (Au, Pt, Sn, W, Nb, Ta, Ti и др.), k>1,0,
— для активных водных мигрантов (F, Sr, Li, Cs, Rb, B боратов, иногда U, Mo и др.) k<1,0;
Сглаженный рельеф, аридная зона:
— активные водные мигранты — k>1,0 (испарительная аккумуляция).

Слайд 18

Смещение ореола по восстанию рудной зоны
При угле падения рудного тела β<90°

смещение центральной точки вторичного ореола составит:
При изменении объема
горных пород при
выветривании вводится
коэффициент
пропорциональности B:
B >1,0 — объем, занимавшийся
коренной горной породой уменьшается;
B=1,0 — не меняется,
B<1,0 — увеличивается.

Слайд 19

На каждый бесконечно тонкий слой рыхлых образований на глубине z действуют

две силы:
1) касательная к поверхности склона составляющая давления вышележащей толщи dgzsinα, где d — плотность пород на горизонте z и g — ускорение свободного падения;
2) обратно направленная сила
внутреннего трения среды μ·dv/dz,
где µ — коэффициент вязкости среды.
В условиях равновесия сил:
Введем кинематический коэффициент вязкости ν=μ/d.
Поскольку параметры μ и d изменяются с глубиной, допустим:
где ν0 — кинематический коэффициент вязкости верхнего горизонта.

Смещение ореола на склоне

Слайд 20

Расстояние Sα, на которое сместится горизонт рыхлых образований за время T,

можно выразить через интеграл:
где в условиях установившегося равновесия
Подставляя v и меняя пределы интегрирования:
Или, вводя замены:
Смещение поверхностного слоя (z=0):

Смещение ореола на склоне

χ=ϕ(h,z)

Слайд 21

Полное время выветривания T0, если ежегодный слой денудации принять за Δh,

составляет T0=h/Δh.
Для поверхностного слоя рыхлых образований (z=0) справедливо:
При прочих равных условиях максимальное Sα наблюдается на пологих склонах (6–8°); на крутых склонах (30–35°) Sα→0.

«Парадокс» крутых склонов

Слайд 22

Солевой ореол
Закрепление солевого ореола:
Обменные химические реакции, гидратация
Сорбция катионов коллоидами (Cu, Zn,

Pb, Ni, Co.. на MnO2·nH2O, глинах)
Зависимость от климатических условий

Слайд 23

Солевой ореол рассеяния. Зона окисления сульфидного месторождения
Рудные элементы — в форме

водорастворимых соединений
Среда влагонасыщенна

Слайд 24

Окисление сульфидов
2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2Fe2+ + 4SO42- +4H+
В

присутствии кислорода Fe(II) → Fe(III):
4Fe2+ + O2 + 4H++6SO42- = 4Fe3+ + 6SO42-+2H2O
В слабокислых водах происходит гидролиз Fe2(SO4)3:
Fe2(SO4)3 + 6H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3H2SO4
сульфид → сульфат → карбонат ↔ окисел

Слайд 25

Наложенные ореолы рассеяния
Аккумуляция у поверхности:
испарительная
сорбционная
биогенная

Слайд 26

Наложенные ореолы рассеяния
где θ — «мощность» источника, кг/м·с,
D — коэффициент диффузии,
h

— мощность перекрывающих отложений,
T — время,
Ei — интегральная показательная функция от выражения в скобках (значения табулированы в справочниках).

Слайд 27

Методы усиления слабых аномалий
Специальные методы опробования и селективного анализа:
глубинные литохимические съемки;
повышение

точности анализа;
селективное извлечение подвижных форм элементов (например, анализ водных, кислотных, ацетатно-буферных и других вытяжек; метод ЧИМ — частичное извлечение металла);
извлечение и анализ термомагнитных фракций.
Математическая обработка данных для повышения амплитуды аномалии и снижения уровня помех:
сглаживание методом «скользящего среднего»:
при окне в n точек амплитуда полезного сигнала сохраняется,
а случайная составляющая уменьшается в раз;
мультипликация содержаний элементов типоморфного комплекса:
при перемножении содержаний m элементов амплитуда аномалии увеличивается в m раз, стандартное отклонение — в раз;
добавление в знаменатель мультипликата элементов выноса.
При совмещении сглаживания и мультипликации помехи уменьшаются, а показатель контрастности аномалии растет в раз (max).

Слайд 28

Отбор проб при литохимических поисках по вторичным ореолам рассеяния
Профили опробования ориентируют

вкрест господствующему простиранию рудоконтролирующих структур и рудных зон. Сеть опробования выбирается исходя из решения задачи Бюффона.

Согласно Инструкции..., 1983:

Слайд 29

Слайд 30

Слайд 31

Отбор проб при литохимических поисках по вторичным ореолам рассеяния
Глубина пробоотбора определяется

опытно-методическими работами и особенно зависит от генезиса вторичных ореолов рассеяния.
Масса отбираемой пробы должна обеспечить получение из нее выхода заданной фракции не менее 25–100 г.
Для оценки выявленных наложенных аномалий производят глубинные геохимические поиски в центральной части аномалии:
по 2–3 профилям с расстоянием между ними 250–1000 м
и числом скважин в профиле не менее 3–5 при расстоянии между ними 25–100 м.

Слайд 32

Пробоподготовка

Слайд 33

Верхне-Кричальская площадь. Вторичные ореолы Au.

Слайд 34

Вторичные ореолы золота Алискеровского рудного поля (золото-кварцевый тип оруденения)

Слайд 35

Слайд 36

Параметры аномалий меди
Р = 1170 тыс. м2%
Q = 12 млн.т

Слайд 37

Вторичные ореолы меди. Участок Вукней
Параметры аномалий меди
Р = 292 тыс. м2%

Q = 2 млн.т

Слайд 38

Структура АГХП Вукнейской СубЭС

Слайд 39

ВТОРИЧНЫЕ ОРЕОЛЫ МЕДИ И ЗОЛОТА НА МЕСТОРОЖДЕНИИ ПЕСЧАНКА
Содержание
Cu во вторичных
ореолах, г/т
Содержание
Au

во вторичных
ореолах, г/т

Параметры аномалий меди
Р = 760 тыс. м2%
Q = 12 млн.т

Параметры аномалий золота
Р = 30 м2%
Q = 340 т

Слайд 40

Слайд 41

Слайд 42

Опытно-методические работы
Ландшафтно-геохимическое картирование.
Выбор анализируемой фракции материала пробы, размера сети опробования и

глубины пробоотбора (представительный горизонт).
Важно не столько обогащение какой-либо фракции рудным элементом, сколько высокая контрастность геохимических аномалий:
Доступность материала: не должно быть затруднений в извлечении фракции в необходимом количестве (25–100 г) в конечном выходе после просеивания пробы.
Определение величин местных коэффициентов остаточной продуктивности k и коэффициентов гипергенного рассеяния σ для различных элементов и ландшафтно-геохимических условий.

Слайд 43

Оценка коэффициента остаточной продуктивности
Опробование борта канавы и ее полотна:
k=0,70

Слайд 44

Морфология вторичных ореолов жилы №1 месторождения Клен

Слайд 45

Либо, если по m профилям предварительно оценена линейная продуктивность ореола M:
Количество

металла в коренном оруденении q в т/м можно оценить, приняв плотность пород d равной 2,5 т/м3:

Площадная продуктивность вторичного ореола P

При равномерной сети с шагом опробования Δx и расстоянием между профилями 2l:

Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. Лекция 12. Вторичные литохимические ореолы рассеяния

Содержание

Вторичные литохимические ореолы рассеяния рудных месторождений

Стадии выветривания горных пород по Б.Б. Полынову

Время выветривания (T)T=(h-Z)/ΔhT0=Tmax=h/Δhh – мощность рыхлых образований (м)Δh – ежегодный слой

Генетические типы рыхлых образованийРазвивающиеся на месте за счет подстилающих горных породПеремещенные

Подвижность химических элементов в водах биосферы (по А.И. Перельману)Kx =mx.100/ a.Cx

Участки земной коры, в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение

Классификация вторичных ореолов рассеянияПо фазовому состояниюМеханическиеФизическая дезинтеграция рудного тела → первичные

Классификация вторичных ореолов рассеянияПо генезисуОстаточныеОбразованы за счет интервалов рудного тела или

Механический ореол рассеянияВ образовании вторичных остаточных ореолов рассеяния решающая роль принадлежит

Уравнение рассеяния для «тонкого» рудного тела1) Пусть Cр=const, Cф=const,т.е. в момент

Уравнение рассеяния для «тонкого» рудного телаУпрощенный вывод уравнения.Какое количество рудного вещества

Уравнение рассеяния для «тонкого» рудного тела1) Приравняв выражения и сократив множители:где

Уравнение рассеяния для «тонкого» рудного телаСуммарное количество вещества в ореоле рассеяния:Подставляя

Параметры остаточного ореола σ и Mσ — коэффициент гипергенного рассеяния, [м]M

Коэффициент остаточной продуктивностиВ реальном остаточном ореоле M≠Mр, M=k·Mр,где k — коэффициент

Смещение ореола по восстанию рудной зоныПри угле падения рудного тела β<90°