Геохимические поиски и разведка

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОИСКИ И РАЗВЕДКА месторождений полезных ископаемых (а. geochemical prospecting and exploration; н. geochemische Suchen und Erkundung; ф. prospection et recherches geochimiques; и. prospeccion geoquimica de los depositos minerales) — методы, основанные на исследовании закономерностей распределения химических элементов в литосфере, гидросфере, атмосфере и биосфере; проводятся с целью обнаружения полезных ископаемых. Соответственно характеру вещества различают литохимические, гидрохимические, атмохимические и биогеохимические съёмки. К числу геохимических принадлежат также радиометрические методы. Важнейшее значение имеют литохимические и радиометрические методы поисков и разведки рудных месторождений, а также атмохимические (см. Газовая съёмка) методы поисков нефтяных и газовых месторождений.

Среднее содержание химических элементов в горных породах, почвах, природных водах, приземной атмосфере и растениях в удалении от месторождений полезных ископаемых является относительно низким, характеризуя местный геохимический фон (С_ф), близкий к цифрам Кларков элементов. В залежах полезных ископаемых содержания соответствующих элементов существенно выше фоновых, в связи с чем вблизи них образуются геохимические аномалии — признаки возможного нахождения месторождений. Эти аномалии связаны с наличием вокруг рудных скоплений первичных ореолов, возникающих в процессе образования месторождений, или вторичных ореолов и потоков рассеяния вещества полезных ископаемых, формирующихся в результате последующей гипергенной миграции химических элементов.

Геохимические ореолы месторождений значительно превышают их размеры и нередко проявляются непосредственно на дневной поверхности, что облегчает их обнаружение в процессе геохимического поиска и разведки. Содержание химических элементов в аномалиях часто незначительно отличается от местного фона, что требует для их обнаружения высокочувствительных методов анализа. Так, например, при поисках месторождений ртути и золота химические анализы горных пород проводятся с чувствительностью 1•10^-7%. Аномальными признаются содержания элементов, отличающиеся на 3 среднеквадратические (стандартные) отклонения от уровня геохимического фона. Выявление и оценка геохимических аномалий осуществляется в процессе проведения геохимических съёмок главным образом путём систематического опробования (отбора проб) коренных пород, рыхлых отложений, природных вод, растительности, почвенного или приземного воздуха с последующим определением содержания в пробах химических элементов или их соединений — индикаторов полезных ископаемых. Без пробоотбора ведутся воздушные (аэрогеохимические), автомобильные съёмки и геохимический каротаж скважин с непрерывной автоматической записью, а также пешеходные, шпуровые, глубинные радиометрические и ядернофизические съёмки с замером показаний в точках наблюдений.

Геохимический поиск и разведка эффективно применяются на всех стадиях геологоразведочных работ — от региональных геологических съёмок до стадии детальной и эксплуатационной разведки месторождений. Региональные геохимические съёмки (главным образом литохимические) проводят в слабо изученных горных районах в масштабе 1:200000 по потокам рассеяния путём опробования аллювиальных отложений. Вслед за этим (в более изученных районах минуя работы первой стадии) проводятся литохимические съёмки в масштабе 1:50000 с целью обнаружения месторождений по их вторичным остаточным ореолам рассеяния путём опробования элювиоделювиальных образований. В закрытых рудных районах с чехлом молодых осадков мощностью до 100 м поиски погребённых месторождений ведутся сочетанием литохимических и атмохимических съёмок в масштабах 1:50000 — 1:100000. На выявленных рудоперспективных аномалиях проводятся детальные литохимические (в закрытых районах — глубинные) съёмки в масштабах 1:10000 — 1:25000, по результатам которых задаются горные выработки и скважины с целью вскрытия залежей полезных ископаемых в коренном залегании. На стадиях разведки эндогенных месторождений геохимические поиски слепых рудных тел по их первичным ореолам ведутся путём сплошного литохимического опробования стенок горных выработок и керна поисково-разведочных скважин. Геохимический поиск и разведка месторождений нефти и газа основаны на определении содержания углеводородных газов в почвенном воздухе, в пробах горных пород (газовая съёмка) или в глинистом растворе в процессе бурения (газовый каротаж). В результате работ составляются геохимические карты и графики. Интерпретация выявленных аномалий проводится с учётом имеющихся геологических и геофизических данных с применением ЭВМ. Количество выявляемых геохимических аномалий заведомо превышает число возможных промышленных месторождений и правильность оценки аномалий, что в конечном счёте определяет успех геохимического поиска и разведки.

Теоретической основой геохимического поиска и разведки послужили работы В. И. Вернадского; впервые эти методы получили применение в СССР в начале 30-х гг. (Н. И. Сафронов, В. А. Соколов и др.); за рубежом — в 1947 (Х. Хоукс, США), в 1950 (Дж. Уэбб, Великобритания).