СПОСОБ АЭРОЗОЛЬНЫХ ГЕОХИМИЧЕСКИХ ПОИСКОВ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
METHOD OF AEROSOL GEOCHEMICAL PROSPECTING OF ORE DEPOSITS

Изобретение относится к геохимическим методам поисков рудных месторождений и может быть использовано для выявления и локализации активных зон глубинных разломов.
В основу существующих аэрозольных методов в поисковой геохимии положено представление об элементном составе приземного слоя атмосферы как источнике информации о глубинном геологическом строении земли. Другими словами, поиск рудных тел на глубине аэрозольными методами ведется по атмосферным ореолам рассеяния элементов-индикаторов, источником которых являются глубинные рудные тела.
Известен аэрогеохимический метод поисков рудных месторождений, включающий улавливание и накопление микропыли и крупных аэрозолей в атмосфере с самолета на специальные коллекторы из нейлоновой нити за счет электростатических сил на высоте около 100 м от земной поверхности. Накопленные на нейлоновой нити аэрозоли анализировались спектральным анализом на искомые рудные элементы-индикаторы.
Способ незаменим для экспрессного опоискования трудно доступных территорий и наиболее эффективен для селективного извлечения относительно крупных атмосферных частиц из быстро двигающихся воздушных потоков при движении самолета над месторождениями или их ореолами рассеяния, выходящими на поверхность.
-5
Однако эффективность такой методики для выявления скрытых глубоко залегающих месторождений весьма невелика, так как селективное выделение аэрозолей рудных элементов дальней миграции, характеризующихся диаметром <(1-5)·10 м, не обеспечивается [см. О.Вейсс «Аэрогеохимические поиски» в сб. Геохимические поиски, М.: МИР, 1973 г., стр.280-298].
Наиболее близким к заявленному по технической сущности является аэрозольный геохимический метод поисков рудных месторождений, при котором отбор проб атмосферного воздуха на исследуемой точке осуществляется на высоте от 1,5 м в течение 30 минут через систему фильтров, сорбирующих аэрозоли. После экспозиции проводился анализ фильтра на искомые рудные элементы-индикаторы (см. Л.И.Вавилин, В.В.Филимонов, Г.Д.Бессонов и др. "Аэрозольный геохимический метод поисков рудных месторождений" в кн. «Геохимические методы поисков в северных районах Сибири» - Н.: Наука, 1984 г., стр.153-161).
В способе предусматривается возможность отбора аэрозолей различного размера за счет систем пробированных фильтров, регулирование скорости, высоты пробоотбора и объема отбираемой пробы.
К существенному недостатку, присущему всем современным аэрозольным методам, следует отнести многообразие природы аэрозолей, даже нормированных по определенному размеру.
-6
Так, в интервал аэрозолей с радиусом частиц <5·10 м помимо собственно химических компонент (соли, кислоты, окислы металлов, органические вещества) входит и так называемый «аэропланктон» - микроорганизмы, споры, вирусы, пыльца растений, терпены и др.
Естественно, что рудную информативную составляющую несут лишь определенные рудные аэрозоли, связанные с максимально дальним рассеиванием от рудного тела (в пределах слоя приземной атмосферы толщиной в несколько метров).
Кроме того, известно, что чем меньше диаметр аэрозоля и его вес, тем дольше он существует в атмосфере. При этом ветер и турбулентность атмосферы могут переносить аэрозоли рудных элементов от техногенных источников (промышленные объекты, обогатительные комплексы, разрабатываемые месторождения) на большие расстояния.
Поэтому интерпретация полученных данных аэрозольных методов весьма затруднена и неоднозначна из-за множества факторов, осложняющих связь наблюдаемых аномалий и расположения искомых рудных тел.
Ставится задача существенного повышения эффективности поисков и достоверности выявления аномалий рудных элементов в аэрозолях, непосредственно пространственно связанных с рудными объектами.
Указанная задача решается за счет того, что в способе, включающем отбор проб воздуха приземной атмосферы, пропускание его через систему фильтров и анализ содержимого аэрозольных фильтров на рудные элементы-индикаторы, по дочерним продуктам распада определяется содержание радона на фильтре и в качестве пространственно связанных с рудными телами выделяют совпадающие аномалии рудных элементов-индикаторов и радона.
Повышение достоверности выявления рудных аэрозольных аномалий по пространственному совпадению с аномалиями радона обусловлено тем, что при выходе в атмосферу радон разубоживается на порядки (100-1000 раз) по сравнению с концентрацией в почвенном воздухе и выявленные при этом его аномалии отмечаются только в непосредственной близости от источника.
По этой причине радон, даже замеряемый по дочерним продуктам, в большей степени, чем аэрозоли, пространственно привязан к местам своего выхода.
Известно, что аномальными выходами радона помимо рудных тел урановой минерализации служат активные зоны разломов и участки общего разуплотнения пород, по которым осуществляется связь глубинных геологических образований с их проявлениями в виде форм элементов дальней миграции - аэрозолями в приземной атмосфере.
Поэтому приуроченность выявленных аномалий аэрозолей к зонам восходящей миграции газов увеличивает достоверность их потенциальной связи с рудными телами на глубине.
Таким образом, совместная интерпретация полученных из отобранной пробы аномалий радона и рудных элементов-индикаторов переводит получаемые данные в новое качество, поскольку существенно повышает достоверность и информативность предлагаемого аэрозольно-газового способа по сравнению с прототипом.
На Фиг.1 приведены результаты применения способа-прототипа по профилю на одном из месторождений с известным расположением рудного тела.
На Фиг.2 показаны результаты, полученные на том же объекте при проведении работ предлагаемым способом.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом:
1. На точке измерения проводят отбор атмосферного воздуха в течение времени, достаточного для накопления необходимого для анализа количества изучаемого компонента, с фиксированной скоростью прокачки через систему противопылевых и аэрозольных фильтров в интервале высот 0-3 м (практически доступного при обычной съемке).
2. Снимают аэрозольные фильтры и по дочерним продуктам распада определяют количество радона в пробе любым серийным радиометром радона.
3. Анализируют фильтр на рудные элементы-индикаторы.
4. Выявляют пространственно совпадающие аномалии радона и рудного элемента-индикатора и делают вывод о наличии рудного тела на глубине.
Проведено сравнение двух способов - аэрозольного метода-прототипа и предложенного аэрозольно-газового метода на одном из месторождений и по профилю над известным геологическим разрезом через рудное тело.
По способу-прототипу шаг опробования составил 50 м, на каждой точке отбиралась атмосферная проба на высоте 1,5 м в течение 5 минут со скоростью прокачки 20 л/мин и общим объемом 100 литров.
Аэрозольные фильтры анализировались на содержание U.
Результаты представлены на Фиг.1.
По предлагаемому способу проведен отбор проб воздуха по тем же точкам, что и прототипа с высотой пробоотбора 0,5 м, скоростью 15 л/мин, при экспозиции 5 минут и общим объемом отобранной пробы на каждой точке 75 л.
На каждой точке после снятия аэрозольного фильтра определялось содержание радона по дочерним продуктам распада на фильтре серийным радиометром радона РАА-10. После этого все фильтры проанализированы на содержание урана. Результаты измерений радона и урана представлены на Фиг.2.
Как следует из чертежей, по данным предлагаемого способа однозначно выделилось по совпадающим аномалиям радона и урана местоположение рудного тела на глубине.
По данным способа-прототипа на профиле получено три аномалии, из которых только одна, причем не самая интенсивная, соответствует положению рудного тела.
Таким образом, сравнение предлагаемого способа и способа-прототипа однозначно свидетельствует о большей эффективности и достоверности предложенного изобретения.
При этом технология работ существенно не усложняется, так как дополнительное измерение радона занимает не более 1-2 минут.