Шлиховое опробование.

Опыт шлиховых поисков 70-х-80-х годов на Приполярном Урале (в Кожимском рудно-россыпном районе), проведенных под руководством А.А. Котова, доказал высокую эффективность и отдачу этого вида геологопоисковых работ в условиях Приполярного Урала при исполнении их в варианте подходящей методики в достаточных объемах.

Сущность метода, основанного на изучении механических минералогических (шлиховых) ореолов рассеяния, заключается в систематическом шлиховом опробовании рыхлого материала, изучении состава шлихов, прослеживании и оконтуривании шлиховых ореолов рассеяния и выявлении по ним коренных и россыпных м-ний.

В ходе шлиховых поисков в обширных долинных лабиринтах бассейнов рек локализуются участки с весовым содержанием золота в аллювии, фиксируемого лотковой промывкой на участках с благоприятными геолого-геоморфологическим условиями, то есть решается задача выбора объекта для поисковой детализации.

Шлиховой метод (иногда называется шлиховой съемкой) состоит из следующих операций:

- выбора места взятия шлиховых проб;

- отбора проб;

- обогащения проб (получения шлиха);

- анализа шлихов;

- документации опробования;

- обобщения результатов шлихового опробования (составление шлиховых карт и заключений).

Шлиховое опробование осуществляется типовым отрядом, состоящим из техника-геолога и промывальщика.

Результативность лоткового шлихового опробования на золото и другие минералы определяется умением поисковика удачно выбирать места отбора проб. Предпочтение должно отдаваться опробованию русловых и бортовых щеток, карманов, пробоотбору со спаев террас и террасоувалов, послойному (или поинтервальному) опробованию обнажений и разрезов террас, вскрытых расчистками и канавами. При неизбежности отбора проб с кос, русловых отмелей и бечевников на участках глубокого залегания долинного цоколя, некоторое улучшение результатов достигается привязкой шлиховых точек к перепадам продольного долинного профиля, перекатам, к “головкам” кос и начальным участкам долинных расширений и крутых излучин русла, к приустьевым частям притоков.

При прочих равных условиях лучшие результаты дает промывка грубообломочных, сцементированных и слабо сортированных отложений приплотиковой фации аллювия, сравнительно с сыпучим или обводненным материалом пойменно-русловых фаций.

Пробы отбираются из копушей глубиной 0,4 м, объемом 0,02 м³, а в случае фиксации крупных золотин или весовых содержаний для повышения надежности оценки концентрации металла – объемом 0,04 м³. По опыту работ в Кожимском районе соотношение таких проб к стандартным, со знаковым содержанием или пустых, составляет 1:10.

Средняя густота отбора шлихов 6 проб на 1 км при плохой проходимости, характерной для горно-таежного ландшафта Приполярного Урала. Общее количество шлиховых проб определяется суммарной длиной планируемых к опробованию водотоков района.

Производство шлихового опробования осуществляется с помощью простейших приспособлений – деревянного промывочного лотка, объем каждого из которых предварительно замерен в литрах, гребка для пробутарки промываемой породы, совка для отсушки шлихового концентрата.

Техника промывки промывальщиками влияет на качество получаемых шлихов и должна находиться под контролем геолога-поисковика. Пробутарка производится в местах со слабой проточной водой, не на струе, со слежением за полнотой отмучивания глинистых частиц и тщательностью снятия глинистой примазки со сбрасываемой гали. При промывке не допускать принудительного сброса крупных порций материала. Доводка осуществляется до серого шлиха (1-й лоток) и черного (2-й лоток) с обязательным визуальным просмотром на полезные компоненты и фиксацией числа и размера золотин, наличия сульфидов и рудного гравия.

Документация шлихового опробования в полевой книжке (полевом дневнике) поисковика содержит тот же состав информации, но в развернутой форме и сопровождается зарисовками, фотографиями, схематизированными поперечными профилями, литолого-петрографической характеристикой промываемого материала (образец заполнения - см. ниже:

Шлих капсюлируется в стандартный пакет (капсулу) из плотной бумаги (крафт), на лицевой стороне которого надписывается карандашом: название экспедиции, партии и отряда (на верхнем отвороте), номер шлиха (1-я строка), адрес пробы и название опробуемого элемента рельефа (2-я строка), объем промытой пробы и визуальное определение содержания металла (“пс” – пусто; “ез” – единичные знаки, “зн” – знаки; “М” – металл; “вес” – весовое) – 3-я строка; под чертой – дата отбора и подпись исполнителя (4-я строка):

Документация горных выработок при шлиховом опробовании (при поисках россыпей).Вся геологическая документация осуществляется согласно действующим инструкциям и выполняется непосредственно на объекте работ (на месте проходки и опробования выработки). Первичной полевой документацией являются зарисовки и описания шурфов, канав, траншей. Зарисовываются нижняя (по течению ручья) стенка шурфа, траншеи, а также подошва (забой) горной выработки. На зарисовке указывается азимут стенки горной выработки и азимут поисковой линии. В документации указывается место отбора всех проб и их номера. Бороздовые, задирковые пробы показываются секциями, даются их номера, результаты опробования, мощность торфов, мощность песков, содержание на пласт и вертикальный запас металла. Выделяется промышленный пласт. Зарисовка горной выработки сопровождается детальным описанием всех горизонтов рыхлых отложений с их литологической характеристикой, отмечается крупность обломков, каменистость отложений, мерзлотные явления. Указывается характеристика заполнителя, его цвет, тщательно описываются коренные породы. По данным зарисовок горных выработок строятся геологические разрезы по линиям.

Первичной документацией при опробовании выработок являются промывочные журналы (книги), в которые систематически на месте опробования заносятся результаты. На каждый вид опробования заводится отдельная полевая книжка и промывочный журнал с указанием вида опробования. Каждая проба заносится отдельной строкой. В промывочном журнале дается также краткая характеристика промываемого материала. Во всех видах первичной документации должна стоять подпись исполнителя. Шлихи из каждой пробы помещаются в отдельный пакет, на котором указывается № линии, № выработки, № пробы, вид опробования, содержание металла (по полевому визуальному определению). Контроль за ведением полевой геологической документации осуществляет геолог участка, старший (ведущий) геолог и главный геолог партии.

Анализ шлихов. Шлих после просушки и хранения в капсюле (пакете):

- взвешивается,

- разделяется по крупности зерен (ситовой анализ на сите Ø 1 мм), с выделением крупной и мелкой фракции, которые отдельно взвешиваются;

- мелкая фракция при большом объеме (50-200 г) может сокращаться на делителях Джонса либо квартованием с выделением навески для анализа;

- проводится магнитная сепарация (простым круглым магнитом) с выделением магнитной и немагнитной фракции;

- немагнитная фракция с использованием электромагнитов (в т.ч. «магнита Сочнева» или подобных) разделяется на электромагнитные фракции (1-2) и собственно немагнитную фракции;

- немагнитная фракция разделяется в тяжелых жидкостях (бромоформе) с выделением фракций d>3 г/см³ и d<3 г/см³;

- все выделенные фракции помещаются в отдельные пакетики (капсулы) из кальки и взвешиваются и поступают на минералогический анализ.

Основой минералогического анализа шлихов является изучение минералов под бинокулярным микроскопом (бинокуляром) типа МБС, с оптическими методами определения (диагностики) минералов и определения их количества. Для определения отдельных, сложных минералов применяются, помимо оптических методов, микрохимические, люминесцентные, радиометрические и другие методы минанализа.

Определение количества минералов производится визуально в % от объема фракции, для редких минералов – в е.з., д.з., 1 зн., 5 зн. Знаки высокоценных минералов (золото, алмаз, платина и др.) подсчитываются поштучно (если выделение монофракции минерала невозможно), выделяются в отдельный пакетик и детально описываются. Для выделения монофракций и концентратов самородного золота применяется отдувка шлиха, иногда – разделение в более тяжелых жидкостях. Монофракции минерала при возможности взвешиваются на микроаналитических весах.

При минералогическом анализе определяется принадлежность минералов к определенному виду, подробно описывается их кристаллографическая характеристика, наличие сростков с другими минералами, степень окатанности зерен, изучаются ассоциации и химический состав минералов (микроаналитическим методами – рентгено-структурный, атомно-абсорбционный и др.).

Расчет весовых количеств минералов в грунтах по шлиховым пробампо общей формуле:

X = К ∑ (c * p) * n / PO*100 (в г/т или г/м³), где

Х – количество минерала (г/т) в грунтах, песках, породах

К – коэффициент за разницу среднего удельного веса фракции и удельного веса минерала (барит – 1,3; галенит – 2,5; сфалерит – 1,3; пирит – 1,6, вульфенит, англезит – 2,0, монацит – 1,6; малахит -1,3). При содержании минерала во фракции более 50 % коэффициент К не применяется.

с – объемный процент содержания минерала в фракции

р – вес соответствующей фракции (г)

РО – вес промытой пробы в тоннах или объем в м³

n - число сокращений шлиха перед анализом

Самородное золото обычно выделяется в виде монофракции (отдувкой, тяжелыми жидкостями и т.п.) и взвешивается, тогда содержание золота в пробе (песках) определяется из соотношения веса золота и объема промытой породы (в г/м³).

Результаты шлиховых поисков отражаются на картах:

- в виде кружковых диаграмм содержаний минерала;

- в виде ленточных карт.

При минералогическом картировании используется, как правило, систематический отбор протолочных проб (протолочек) весом обычно 1-10 кг, их дробление и промывка (обогащение) для получения тяжелой фракции интересующих минералов, затем – минералогический анализ искусственных шлихов и изучение топоминералогических особенностей изучаемых минералов. Детально метод рассмотрен в работах Н.П. Юшкина (см. спецкурс).

Тема 8

Геохимические методы поисков (ГХМП)

ГХМП применяются для изучения геохимических полей и выявления, оконтуривания и оценки геохимических аномалий, создаваемых полезными компонентами в литосфере, гидросфере, биосфере и атмосфере.

Общими принципами ГХМП являются:

n массовое опробование,

n ускоренный анализ проб,

n наглядное изображение результатов.

Основные операции геохимических поисков включают:

n проектирование и организация геохимических работ (выбор методики, сети, расчет объемов опробования, затрат труда и средств). При этом намечается очередность отработки участков, формируются и обучаются геохимические маршрутные группы (отряды), в ряде случаев разбивается и пикетируется предварительная топографическая сеть;

n отбор проб;

n обработку (подготовку) проб,

n анализ проб;

n математическую (статистическую) обработку результатов анализов с оценкой фона и аномальных значений концентраций химических элементов

n графическое оформление (отображение) результатов.

По условиям локализации объектов опробования ГХМ подразделяются на 4 группы:

n литогеохимические;

n гидрогеохимические;

n биогеохимические;

n атмогеохимические.

Литогеохимический методприменяется для поисков месторождений тех полезных ископаемых, которые создают отчетливые геохимические аномалии в рыхлых отложениях или в коренных породах. Методика ЛГХ опробования имеет особенности в зависимости от типа района по тектоническому положению, геологическому разрезу, степени обнаженности.

В складчатых областях ГХ опробование может выполняться в районах хорошо обнаженных, слабо обнаженных и в закрытых. В хорошо обнаженных районах может применяться опробование по коренным породам или по глыбовому материалу элювия (иногда - делювия). С помощью молотка и зубила по каждой разновидности пород с определенного интервала берется обычно сборная (точечно-геохимическая проба с площадки 1-2 м²) либо пунктирно-геохимическая проба по линии вкрест простирания пород массой 150-200 г.

В слабо обнаженных районах, где мощность рыхлого элювия-делювия колеблется от 0,2 до 10 м, литогеохимические пробы отбираются из представительного горизонта, удовлетворяющего требованиям надежности (по опытным работам для такого горизонта доказывается максимальное или приемлемо высокое содержание хим.элементов из разреза рыхлых покровных осадков, отвечающее вторичному ореолу рассеяния рудного тела) и экономичности (минимальная глубина отбора). Обычно это элювиальный горизонт. При небольшой мощности рыхлого покрова пробы отбираются молотком, кайлой, лопатой и ложкой. При повышенной мощности рыхлого покрова могут применяться ручные «буры геолога» или мотобуры М-1.

Спектральный полуколичественный анализ литогеохимических проб на 20-40 элементов (методами просыпки и испарения из канала):

Ni, Co, Ti, V, Cr, Mo, Ga, Cd, Cu, Pb, Ag, Bi, P (P₂O₅), Zn, Sn, Be, Y, Yb, Sc, Mn,

Zr, Sr, Ba, W, Nb, As, Sb, Ce, Ge, La, B, Hf, Au, Li, Nd, Pt, Hg, Se, Tl, Ta, Te,

Th, U, F, Cs, Rb (45 элементов).

Специальные спектральные и приближенно-количественные методы:

Спектрозолотометрия – Au

Метод горячей подставки – As, Sb, Bi

Спецметод на ртуть (ртутометрия) - Hg

Основные формулы и показатели для интерпретации геохимических аномалий

Типы зональности первичных ореолов вертикальных рудных тел:

I - осевая вертикальная

II - поперечная

III - продольная

Генерализованный ряд вертикальной зональности эндогенных ореолов (по Сергею Вагаршаковичу Григоряну, ИМГРЭ):