Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых
Николаев Юрий Николаевич, доцент
Геологический факультет МГУ, каф. геохимии, комн.717, тел. +7 (495) 939-12-73
Аннотация
Курс “Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых” посвящен изложению теоретических основ
геохимических методов, методики и техники геохимических съемок различной детальности при поисках и разведке рудных месторождений,
нефти, газа и других видов минерального сырья. Рассматриваются принципы количественной интерпретации поисковых геохимических данных
и оценки прогнозных ресурсов соответствующих категорий. В курсе характеризуются параметры геохимического поля и его локальных аномалий,
приводятся необходимые сведения о современных аналитических методах и аппаратуре, применяемых при геохимических поисках.
Литература
Oсновная:
Соловов А.П. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. Учебник для вузов.- М.,Недра,1985. 294 с.
Соловов А.П., Матвеев А.А. Геохимические методы поисков рудных месторождений. Учебное пособие.- 2-е изд.- М.,Изд-во МГУ, 1985. 232 с.
Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых. Коллектив авторов. Под ред.А.П.Соловова.- М.,Недра,1990. 335 с.
Дополнительная:
Барсуков В.Л., Григорян С.В., Овчинников Л.Н. Геохимические методы поисков рудных месторождений.- М.,Наука,1981. 319 с.
Геохимические и геофизические методы поисков рудных месторождений на Северо-Востоке СССР. Сб.научных статей.- Магадан ,СВКНИИ, 1985. 260 с.
Геохимические методы и научно-технический прогресс в геологическом изучении недр. Сб.научных статей.- М.,Наука,1988. 208 с.
Григорян С.В. Первичные геохимические ореолы при поисках и разведке рудных месторождений.- М.,Недра,1987. 408 с.
Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений.- М.,Недра,1983. 181 с.
Квятковский Е.М. Литохимические методы поисков эндогенных рудных месторождений.- Л.,Недра,1977. 189 с.
Перельман А.И. Геохимия. Учеб.для геол.спец.вузов.- 2-е изд.- М.,Высшая школа,1989. 528 с.
Сафронов Н.И. Основы геохимических методов поисков рудных месторождений.- Л.,Недра,1971. 216 с.
Контрольные вопросы к разделу 1.
Какие положения лежат в основе прогнозно-поисковой геохимии?
Что такое «кларк» химического элемента?
Как формулируется основной закон геохимии?
Какими факторами определяется непрерывная миграция химических элементов во времени и пространстве?
Каковы основные виды и формы нахождения химических элементов в геосферах?
Чем объясняется ограниченное число минеральных видов в литосфере?
Дайте определение рассеянного и концентрированного состояния химических элементов.
Что такое «геохимическое поле»?
Что является критерием выделения явных геохимических аномалий?
Дайте определение слабой геохимической аномалии.
Что такое «условная метрика» рудной зоны?
Дайте определение первичного ореола рудного месторождения.
Что такое вторичный ореол рассеяния?
Что такое поток рассеяния?
В чем различия нормального и логнормального распределения химических элементов?
Дайте определение основных статистических параметров нормального геохимического поля.
Какой критерий лежит в основе выделения нижнеаномального содержания?
Как оценивается нижнеаномальный уровень при mгеологически коррелирующихся точках?
Что такое полезное ископаемое?
Что лежит в основе классификации рудных месторождений по крупности В.И. Красникова?
Как рассчитывается вероятность обнаружения рудных объектов линейной формы (задача Бюффона)?
Как определяется вероятность обнаружения не линейных рудных объектов (формула Шурыгина)?
В чем состоит принцип геометрического и геохимического подобия генетически однотипных объектов различных классов крупности?
На какие категории подразделяются промышленные и предварительно оцененные или геологические запасы рудных месторождений?
Как классифицируются рудные месторождения по сложности геологического строения?
Какие принципы положены в основу оценки прогнозных ресурсов рудных объектов различных категорий достоверности?
Какова последовательность геологоразведочного процесса по этапам и стадиям на твердые полезные ископаемые?
Какова структура ресурсов полезных ископаемых на континентальном шельфе?
Определите последовательность и методику литохимических поисков различных масштабов?
Какие важнейшие стратегические задачи решаются при мелкомасштабных геохимических съемках?
Какой материал должен отбираться в пробу при проведении мелкомасштабных литохимических съемок?
Перечислите основные задачи региональных литохимических съемок по потокам или вторичным ореолам рассеяния масштаба 1:200000 (1:100000).
Определите главные задачи поисковых литохимических съемок масштаба 1:50000 (1:25000).
Какие основные задачи решаются детальными литохимическими съемками масштаба 1:10000 и крупнее и геохимическими исследованиями на стадиях разведки месторождений полезных ископаемых?
Почему среди всех возможных геохимических методов литохимический метод поисков получил наиболее широкое применение?
Почему биогеохимические аномалии в растениях являются четвертым удалением от объекта поисков – месторождения полезного ископаемого?
Что такое элементарный ландшафт?
Что является критерием выделения элементарных ландшафтов?
На чем основано ландшафтно-геохимическое районирование?
Как классифицируются природные воды по кислотно-щелочным условиям?
Какие среды (обстановки) выделяются на поверхности Земли по окислительно-восстановительному потенциалу Eh? Назовите два класса восстановительных сред.
Как определяется интенсивность водной миграции элементов и почему о ней нельзя судить по абсолютным содержаниям элементов в водах?
Что характеризует коэффициент талассофильности («морелюбивости»)?
Что такое геохимический барьер?
Какие месторождения полезных ископаемых связаны с биогеохимическим барьером?
Приведите пример термодинамического барьера?
Какие месторождения формируются на механическом (гравитационном) барьере?
Какие факторы гипергенной миграции химических элементов положены А.И. Перельманом в основу классификации физико-химических барьеров?
Какие элементы могут концентрироваться на окислительном (кислородном) барьере?
Какие промышленные месторождения могут формироваться на восстановительном сульфидном (сероводородном) и глеевом геохимических барьерах?
Для каких ландшафтно-геохимических зон характерны испарительные геохимические барьеры?
С какой целью проводится мелкомасштабное ландшафтно-геохимическое районирование территорий?
Контрольные вопросы к разделу 2.
Что такое ежегодный слой денудации?
Какими факторами определяется преобладание твердого (литохимического) стока с суши над солевым (гидрохимическим) для большинства рудных элементов?
Как определяется порядок водотока по классификации Р.Е. Хортона?
Какие гидродинамические фазы развития русел определяют их морфологию и фациальный состав аллювиальных отложений?
Какие основные задачи решаются при количественной интерпретации литохимических потоков рассеяния?
Что определяет необходимость осреднения содержаний рудного элемента в аллювиальных отложениях методом скользящего окна (m = 3) при построении графиков C’= f(x) и расчете продуктивности потока рассеяния?
Как продуктивность потока рассеяния P’xсвязана с продуктивностью вторичного ореола рассеяния Р? Почему аппроксимация статистического распределения местного коэффициента пропорциональности k’ должна проводиться логнормальным законом?
Почему при оконтуривании рудоперспективных площадей при съемках по литохимическим потокам рассеяния обязателен учет местоположения точек R0 (начало поступления) и R(конец поступления рудного элемента за счет денудации вторичного ореола рассеяния)?
Для каких русел чаще всего реализуется идеальная модель литохимического потока рассеяния?
Какие основные задачи решаются при геологическом осмотре выявленных потоков рассеяния на местности?
В чем причина отступления от идеальной модели при формировании реальных потоков рассеяния?
Что такое склоновый коэффициент аллювия α’, как он определяется?
Какой поправочный множитель служит для перехода максимальной («кажущейся») продуктивности реального потока рассеяния к истинной?
Какая фракция аллювиальных отложений чаще всего передается на последующий анализ?
В чем состоят особенности методики литохимических поисков рудных месторождений в районах со сплошным покровом морено-ледниковых отложений ограниченной мощности?
Какие задачи решаются при мелкомасштабном обобщении поисковых геохимических данных?
Контрольные вопросы к разделу 3.
1. Определите четыре стадии выветривания горных пород и руд по Б.Б. Полынову.
2. Какие месторождения полезных ископаемых связаны с корами выветривания?
3. Как образуются золотоносные латеритные коры выветривания?
4. Как классифицируются генетические типы рыхлых образований и отложений по Е.В. Шанцеру?
5. Перечислите основные классификационные признаки вторичных ореолов рассеяния?
6. В чем принципиальное отличие вторичных остаточных и наложенных ореолов рассеяния?
7. Перечислите основные типы вторичных ореолов рассеяния.
8. Реализация каких условий необходима для формирования солевого ореола рассеяния?
9. Какие реакции в зоне окисления сульфидных месторождений приводит к образованию легко растворимых соединений?
10. Чем объясняется низкие значения рН в зоне окисления сульфидного месторождения?
11. Как зависит морфология солевых ореолов рассеяния от аридности или гумидности климата?
12. Определите три типа подвижности частиц горных пород и руд в зоне выветривания.
13. Какой функцией описывается распределение рудного элемента во вторичном остаточном механическом ореоле рассеяния тонкого рудного тела?
14. Какие зависимости определяют распределение рудного элемента во вторичном остаточном механическом ореоле рассеяния мощного рудного тела?
15. Перечислите основные характеристики и параметры вторичного остаточного ореола рассеяния.
16. Определите физико-геологический смысл линейной продуктивности ореола М?
17. Как на практике рассчитывается линейная продуктивность М при равномерной сети пробоотбора?
18. Что такое коэффициент гипергенного рассеяния σ, его размерность?
19. Как на практике определяются численные значения коэффициента гипергенного рассеяния σ?
20. Что характеризует площадная продуктивность ореола Р, ее размерность,как она рассчитывается?
21. Почему показатель площадной продуктивности Р не зависит от масштаба литохимических чсъемок?
22. Что характеризует коэффициент остаточной продуктивности k, как он определяется?
23. Дайте априорные оценки значений k в зависимости от ландшафтно-геохимических условий формирования ореолов рассеяния и индивидуальных свойств химических элементов, исходя из общих законов гипергенной миграции?
24. Какие факторы, влияющие на интенсивность гипергенной миграции элементов, положены в основу метода косвенной оценки kС.А. Миляева?
25. Почему при оценке прогнозных ресурсов по данным литохимических съемок обязателен учет численных значений k?
26. Как определяется величина смещения Sb от эпицентра рудного тела до точки максимального содержания элемента в ореоле (Cmax) при горизонтальной дневной поверхности и пологом залегании рудной зоны?
27. Чем определяется «парадокс крутых склонов»?
28. Опишите простейшую модель формирования наложенных ореолов рассеяния?
29. Перечислите методы, применяемые для усиления слабых геохимических аномалий.
30. На чем основан метод «частичного извлечения металла» (ЧИМ)?
31. Какие принципы положены в основу «метода подвижных форм» (МПФ)?
32. В чем суть «метода термомагнитныхфракций»?
33. За счет чего повышается контрастность слабых геохимических аномалий при применении математических метод «скользящего окна» и «мультипликации» первичных геохимических данных?
34. Почему при оценке прогнозных ресурсов аномальные содержания металла в шлейфах ореола не включают в подсчет?
35. Что такое «прямая задача» прогнозно-поисковой геохимии и как она решается?
36. На основе каких зависимостей рассчитывается рациональный шаг пробоотбора Δх для «тонких» и «мощных» рудных тел?
Контрольные вопросы к разделу 4.
Перечислите типы геологических задач, решаемых при геохимических поисках и оценке слепых рудных тел?
Почему граница между промышленными рудами и первичным ореолом не имеет геохимического смысла и носит временно-экономический характер?
В чем проявляется геохимическая зональность рудных месторождений?
Перечислите основные типы зональности рудных месторождений.
Кем и когда впервые в мире был опубликован ряд зонального отложения рудных элементов?
Почему одни и те же рудные элементы могут занимать различное положение в зональных рядах?
Опишите обобщенную модель первичных ореолов гидротермального месторождения.
Как проявлена геохимическая зональность собственно магматических месторождений?
Приведите примеры зонального распределения рудных элементов в осадочных месторождениях.
Какими зависимостями в простейшем случае описываются распределения рудных элементов в диффузионных и инфильтрационных первичных ореолах?
Что такое миграционная способность (геохимическая подвижность), каковы ее размерность и способы определения?
Что такое геохимические показатели зональности, как они используются в практике геохимических исследований?
Опишите различные способы установления рядов зонального отложения рудных элементов.
Почему одни и те же элементы могут занимать различные позиции в зональных рядах?
Какие основные задачи решаются при исследовании геохимической зональности рудных месторождений с помощью программы Ню-2?
Что такое монотонные геохимические показатели и почему именно они выбираются в качестве геохимических критериев для последующих оценок?
Что такое случайно монотонный показатель зональности, как оценивается вероятность их появления?
Опишите идеализированную модель эндогенного оруденения.
Как оценивается уровень эрозионного среза рудопроявлений в метрике эталонных месторождений?
Почему оценка уровня среза ведется по нескольким геохимическим показателям зональности?
Какие причины могут привести к появлению обратной или центриклинальной зональности рудных месторождений?
Как используется принцип геометрического и геохимического подобия генетически однотипных объектов при оценке прогнозных ресурсов на стадиях разведки месторождений? Приведите примеры.
Как определяется показатель подобия æν по зональным характеристикам генетически однотипных объектов?
В чем суть метода В.Л. Барсукова оценки прогнозных ресурсов олова по надрудным первичным ореолам фтора?
Почему при оценке прогнозных ресурсов по надрудным первичным ореолам необходим пересчет продуктивности рудного элемента к продуктивности промышленного оруденения с помощью повышающего множителя r > 1,0?
Чем объясняется высокая эффективность применения элементов широкого рассеяния, в частности, йода, при поисках слепых и погребенных месторождений?
Что такое «истинные ресурсы» металлов рудных месторождений, для ие чего они рассчитываются?
Контрольные вопросы к разделу 5.
На чем основаны гидрохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых?
Какие месторождения наиболее благоприятны для проведения гидрохимических поисков?
В чем суть гидрохимического метода поисков месторождений калийных солей, разработанного М.Г. Валяшко?
Какие процессы приводят к появлению высоких содержаний рудных элементов и сульфат-иона в водах, омывающих окисляющееся сульфидное месторождение?
Опишите основные типы водных ореолов рассеяния.
Как проводятся гидрохимические поиски месторождений зон пластового окисления?
На чем основана классификация поисковых гидрохимических признаков?
Какие методы соосаждения рудных элементов чаще всего применяются при анализе гидрохимических проб?
Что лежит в основе атмохимических (газовых) методов поисков месторождений полезных ископаемых?
В каких районах и на какие типы полезных ископаемых проводятся газортутные съемки?
Перечислите основные группы газов, формирующих атмохимические ореолы рассеяния рудных месторождений.
Почему атмохимические (газовые) методы до настоящего времени не являются прямыми при поисках рудных месторождений?
На чем основана теория формирования газовых ореолов рассеяния месторождений полезных ископаемых?
Приведите примеры открытия рудных месторождений, сделанных с помощью атмохимических методов поисков?
В каких районах наиболее эффективно проведение атмохимического метода поисков, какова его глубинность?
Какой метод является основным при анализе газовых проб?
На чем основаны биогеохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых?
Что такое коэффициент биологического поглощения Ах, как он рассчитывается?
Опишите два типа зависимости между содержаниями рудных элементов в среде обитания и в золе растений.
Какие растения непригодны для проведения биогеохимических поисков?
Определите области и ландшафтно-геохимические условия наиболее эффективного применения биогеохимического метода поисков месторождений полезных ископаемых.
Контрольные вопросы к разделу 6.
Какая теория происхождения нефти лежит в основе геохимических методов поисков месторождений углеводородного сырья?
Какова принятая в России последовательность единого геологоразведочного процесса при геохимических поисках нефтяных и газовых месторождений?
На каких стадиях изучения нефтегазоносных бассейнов проводятся лазерные аэрогеохимические съемки? Опишите два варианта лазерных метановых съемок.
Какой из геохимических методов наиболее широко используется при поисках месторождений углеводородного сырья?
Опишите схему формирования атмохимического ореола нефтяной залежи.
Чем определяется формирование литохимических аномалий на дневной поверхности над месторождениями нефти и газа?
Что такое геохимический показатель эпигенетичности?
Контрольные вопросы к разделу 7.
Какие основные принципы положены в ову районирования территорий по условиям проведения геохимических поисков?
Какие типы районов выделяются на территории России по задачам геохимических поисков?
Чем определяется характер материала, отбираемого в пробу при проведении геохимических работ?
Опишите общую схему обработки и анализа геохимических проб.
Сформулируйте общие требования к аналитическим методам, применяемых при геохимических поисках месторождений полезных ископаемых.
Почему эмиссионный спектральный анализ (ЭСА) был и остается ведущим аналитическим методом в бывшем СССР и в России? Перечислите его преимущества и недостатки.
В чем преимущества и недостатки атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ICP)?
Какие специальные методы используются в практике геохимических работ для определения низких содержаний золота и ртути?
На чем основаны ядерно-физические методы анализа?
Каковы требования к точности анализа при геохимических съемках различных масштабов?
Перечислите основные метрологические характеристики качества анализов.
Определите последовательность и возможные сочетания различных видов геохимических съемок на твердые полезные ископаемые.
Какой комплекс задач решается при многоцелевом геохимическом картировании масштаба 1:1000000 (МГХК-1000)?
Почему при мелкомасштабных геохимических съемках необходима максимально высокая точность применяемого аналитического метода?
Какие основные задачи решают поисковые геохимические съемки?
Перечислите морфогенетические типы вторичных ореолов рассеяния.
Какие задачи решаются при детальных и оценочных геохимических работах?
В чем состоит метод построения линейных и круговых (радиальных) геохимических спектров, для чего он применяется?
Какие поправки вводятся в геохимические показатели зональности ν при оценке уровня эрозионного среза по вторичным ореолам рассеяния или по интервалам окисленных руд?
Какие принципы положены в основу построения геолого-геохимических моделей рудных объектов различных иерархических уровней?
Как проводится оценка прогнозных ресурсов рудных объектов категорий Р3-Р1 по геохимическим данным?
На основе какого принципа выбирается глубина возможного распространения оруденения Н при оценке прогнозных ресурсов?
Как решается задача выбора глубины подсчета прогнозных ресурсов по аналитической формуле?
Как определяется величина поправочного множителя α для учета доли забалансовых руд?