Характеристика ореолов и потоков рассеяния по их протяженности и мощности проявления

Гидрогеохимические ореолы и потоки по степени связи с рудным телом могут быть разделены на непосредственно примыкающие к нему и оторванные от рудного тела. В определенных условиях, как показано дальше, ореолы и потоки отрываются от «материнской» рудной зоны и существуют некоторое время самостоятельно среди фоновых вод без видимой связи с оруденением.

Состав гидрогеохимических ореолов и потоков рассеяния опреде­ляется в значительной мере составом, степенью окисленности руд, условиями питания и движения подземных вод (см. табл. 7).

Контрастность гидрогеохимических ореолов и потоков рассеяния характеризуется так называемым коэффициентом концентрации, представляющим собой отношение установленного в воде содержания рудного компонента к фоновому (глава 2). Иными словами, этот коэффициент характеризует количество геофонов. По степени контрастности гидро­геохимические ореолы и потоки следует разделять на следующие груп­пы:

Как уже говорилось, компоненты, обладающие лучшими миграционными свойствами, обнаруживаются на больших расстояниях от рудного тела по сравнению с плохо мигрирующими компонентами. Вследствие разной дальности миграции металлов создается расслоение состава гидрогеохимических ореолов и потоков. Такого рода расслоение ореола рассеяния по его составу можно проиллюстрировать данными по району медно-никелевого оруденения Прионежья:

Зональное строение гидрогеохимических ореолов и потоков зависит от ассоциации металлов, представленной в ореольных водах, гидродина­мической обстановки, влияния геохимических барьеров и многих других причин. Поэтому в природной обстановке наблюдается большое коли­чество разнообразных типов гидрохимической зональности ореолов и потоков рассеяния.

Зональность гидрогеохимических ореолов может наблюдаться не только по площади, но и с глубиной в соответствии с изменением физико-химической обстановки. На рис. 6 показана схема изменения состава ореольных вод оловополиметаллических месторождений с глу­биной.

Гидродинамический и гидрохимический режим ореолов и потоков определяется изменением условий питания и движения подземных вод. Так, в условиях среднегорного рельефа и гумидного климата (юг Дальнего Востока) выделяются два типа гидрогеохимических ореолов и потоков: постоянные, существующие в трещинно-грунтовых водах в меженные периоды и характеризующиеся относительно стабильным составом, и временные, возникающие в последождевые периоды (в течение 7-15 дней), накладывающиеся на постоянные, и характеризую­щиеся более пестрым изменчивым составом и высоким содержанием рудных компонентов по сравнению с постоянными ореолами и потока­ми (рис. 7).

Режимные наблюдения позволили установить, что в источниках и ручьях после выпадения атмосферных осадков наблюдается прохожде­ние нескольких гидродинамических и гидрохимических пиков (рис. 8). Эти пики соответственно связаны с прохождением волн добегания приповерхностных и трещинно-грунтовых вод. Интересно отметить, что в последождевой период металлы в аномальных количествах приходят в источники и поверхностные водотоки не одновременно: одни – раньше, другие – позже. Например, на одном из оловополиметаллических место­рождений Приамурья наблюдалась такая последовательность прихода металлов: сначала цинк, медь (иногда вместе с ними мышьяк, сурьма, молибден), затем олово, свинец и в конце прохождения временного ореола – серебро. Это явление объясняется неодинаковой раствори­мостью рудных минералов и разными миграционными свойствами металлов. Поэтому в зависимости от ландшафтно-гидрогеохимических условий и типа месторождения состав временных ореолов и потоков не

только специфичен сам по себе, но и изменяется во времени. Из сказанного следует, что найти аномалию в водах сравнительно просто, а оценить и интерпретировать ее значительно труднее.

Изменение гидрогеохимического и гидродинамического режима ореолов и потоков рассеяния наблюдается практически повсюду. Можно наметить три основные схемы-модели формирования и режима гидро­геохимических ореолов:

1) районы с горным рельефом, гумидным климатом и отсутствием многолетней мерзлоты. Для этих районов характерно образование постоянных и временных (в последождевой период) ореолов и потоков рассеяния. Их особенности только что рассмотрены, а схемы их образо­вания представлены на рис. 7 и 8;

2) районы с горным и равнинным рельефом и широким развитием многолетней мерзлоты. Формирование ореолов и потоков рассеяния можно разделить на два этапа –зимний, когда происходит накопление микроэлементов в деятельном слое в результате термодиффузионных процессов, и летний, когда при оттаивании деятельного слоя образуются сами ореолы и потоки (рис. 9, а и б). Наиболее контрастны они весной. Временные ореолы и потоки в последождевой период проявляются весьма слабо;

3) районы преимущественно с равнинным рельефом и аридным климатом. В этих условиях формируются главным образом постоянные ореолы и потоки рассеяния (рис. 9, в). Большое влияние на металлоносность оказывают испарительные процессы (процессы континенталь­ного соленакопления). Поэтому в составе ореолов и потоков рассеяния преобладают те рудные компоненты, которые хорошо мигрируют в ми­нерализованных водах – цинк, медь, молибден, уран и др.

Методы гидрогеохимических поисков. Главными видами исследований, которые применяются при гидрогеохи­мических поисках, являются: гидрогеохимическая съемка, опробование скважин и горных выработок, режимные опробования, опытно-методи­ческие и лабораторные работы.

Площадные гидрогеохимические поиски базируются прежде всего на гидрогеохимической съемке. Масштаб съемки может быть от 1: 200 000 до 1: 10 000 в зависимости от детальности и задач исследований. В сеть опробования при съемке включаются естественные выходы подземных вод, поверхностные водотоки, водоемы, колодцы, скважины, горные выработки. Плотность сети опробования зависит от масштаба съемки и сложности ландшафтно-гидрогеохимической обстановки. Требования к методике съемки, расположению точек опробования, отбору проб воды и их анализу изложены в соответствующих инструкциях [18]. Гидрогеохимическая съемка часто сопровождается отбором донных проб (тонко- и мелкозернистой фракции из дна водотоков), биогеохими­ческих проб (растений, мха по специальной методике), литохимических проб (из элювиально-делювиальных отложений, коренных пород). Оп­робование скважин и горных выработок проводится при всех масштабах поисков, особенно их роль возрастает в полузакрытых районах и об­ластях аридного климата, характеризующихся малым числом источни­ков и других водопроявлений. Скважины после прокачки могут быть использованы для изучения вертикальной зональности ореолов, отбирая с помощью пробоотборника воду на анализ через небольшие интервалы (3-5 м). Откачка из скважины дает материал о химическом составе и металлоносности вод в пределах депрессионной воронки.

Интересные данные можно получить при опробовании горных выра­боток. Так, проводя гидрогеохимическое опробование (съемку) штолен, штреков, уклонов, можно получить характеристику рудных и ореольных вод, что позволит более целенаправленно вести поиски на поверхности.

Режимные наблюдения и опробования проводятся для изучения главным образом временных ореолов и потоков. Для этого выбирают такие точки опробования (источник, ручей), которые расположены ниже по склону (течению) и вблизи (несколько десятков метров) от рудного тела или минерализованной зоны. Частота опробования зависит от поставленной задачи (через 1-2 ч, каждые сутки в течение недели после дождя или какой-либо другой режим опробования).

Опытно-методические работы обычно предшествуют гидрогеохими­ческим поискам для обоснования или усовершенствования методики поисков. Эти работы могут продолжаться при поисках в тех случаях, когда проводятся опытно-миграционные исследования (запуски индика­торов в скважины и др.) с целью изучения миграционных параметров и поведения рудных компонентов в подземных водах.

Анализ и концентрирование проб воды могут проводиться как на месте с помощью полевых лабораторий, так и в стационарных условиях. Программа химических исследований воды составляется в зависимости от поисковых задач и материально-технических условий. Важно, чтобы в этой программе предусматривалось изучение распределения в водах тех компонентов, которые определяют рудоносность изучаемой терри­тории.

Интерпретация результатов гидрогеохимических поисков. Обработка материалов гидрогеохимических поисков позволяет устано­вить особенности гидрогеохимии района, оценить природу выявленных аномалий, оконтурить гидрогеохимические ореолы и потоки рассеяния, определить их поисковое значение для выявления рудных тел и зон.

Разбраковка полученных данных начинается со статистической обра­ботки материалов (определения фоно­вых и аномальных содержаний), корреляционного, факторного, кластер­ного и тренд-анализа. Проводятся различного рода расчеты термодина­мических равновесий, форм и состояния миграции вещества, отношений и зависимостей (например, S0₄/M, S0₄/Cl, Zn/M, Cu/Zn и др., где М – минерализация воды). Большое значение имеет графическая обра­ботка материалов: составление графиков зависимостей и режимных наблюдений, диаграмм, карт, профилей. Все это достаточно сложная, трудоемкая и ответственная работа, требующая определенного уровня знаний и опыта.

Наиболее важные решения после проведения гидрогеохимических поисков принимаются по результатам интерпретации обработанных данных: оценке гидрогеохимических аномалий, их связи с рудоносностью, комплексному изучению вторичных литохимических и гидро­геохимических ореолов и потоков рассеяния, определению местоположе­ния рудного тела по гидрогеохимическим данным, решению других поисковых задач. Подробнее с этими вопросами можно познакомиться в специальной литературе [5, 19, 28, 34, 47, и др.].