Предпоисковое прогнозирование и определение поисковых площадей

Предпоисковое прогнозирование проводится с целью уточнить перспективы рудоносности района поисков, конкретизировать их в соответствии с задачами поисков (более тщательный анализ перспектив тех видов минерального сырья, на которые

планируются поиски), определить поисковые площади с выделением на них наиболее перспективных участков, установить информативные поисковые индикаторы и выбрать наиболее эффективные методы поисков. Предпоисковое прогнозирование в целевом и методическом отношении мало отличается от регионального прогнозирования, проводимого в процессе топоминералогических исследований или металлогенического анализа, но оно, как правило, не ограничивается анализом имеющихся геолого-минералогических материалов и предусматривает проведение в небольших объемах уточняющих и ревизионных полевых работ. В процессе предпоискового прогнозирования более тщательно изучается минерагеническая специализация развитых в районе поисков минеральных комплексов, выполняется дополнительный анализ структуры минералогических полей, проводятся различного рода опытные работы.

у(М и нер агеническая специализация минеральных комплексов в общем виде устанавливается методом аналогий, путем сравнения представленных в районе поисков комплексов с комплексами хорошо изученных рудоносных районов. Если, например, район характеризуется развитием толеитовых базальтоидов, образующих дифференцированные тела с оливинсодержащими пикритовыми горизонтами в подошве, а в породообразующих минералах отмечаются повышенные содержания меди, никеля, кобальта, то можно предполагать открытие связанных с этими телами пирротин-пентландит-кобальтиновых залежей. Альбититы, развивающиеся по гранитоидам, как правило, имеют редкометальную специализацию. Однако для организации минералогических поисков эти данные слишком неопределенны и требуют уточнения путем дополнительных исследований минералов. Как показывает опыт, наиболее убедительными минералогическими данными о металлогенической специализации минеральных комплексов являются особенности минерального состава и химический состав минералов.

■ Комплексы, с которыми генетически, парагенетически или пространственно связаны те или иные месторождения полезных ископаемых, как правило, содержат в относительно повышенных количествах соответствующие рудные минералы. Например, гранитоиды, с которыми связаны касситеритовые месторождения, отличаются от нерудных гранитоидов почти в 500 раз более повышенным содержанием акцессорного касситерита. В гранитоидах соответствующей рудной специализации в типовых рудоносных районах содержание акцессорного вольфрамита выше в 50—60 раз, шеелита — в 5—10 раз, молибденита — в 5—10 раз, галенита — в 400 раз, сфалерита — в 20 раз по сравнению с безрудными гранитоидами. Конечно, должна учитываться генетическая природа образующих аномальные содержания акцессорных минералов, но независимо от того, являются ли эти минералы сингенетичными или наложенными, их присутствие должно рассматриваться как благоприятный прогнозный критерий.

Таким же положительным критерием является и повышенное содержание рудных элементов в породообразующих и акцессорных минералах. В гранитоидах, например, надежными индикаторными минералами среди породообразующих являются полевые шпаты, биотит и другие слюды, кварц. Если содержание в них рудных элементов, например вольфрама, во много раз превышает обычное, то это свидетельствует о соответствующей, в дан“ ном случае вольфрамовой, их специализации. Содержание вольфрама в плагиоклазах и калиевых полевых шпатах в рудогенерирующих гранитоидах Приполярного Урала около 2 г/т, в биотите и мусковите 20—30 г/т, в титаните, цирконе, ортите, апатите 30—60 г/т. На резко пониженные содержания рудных элементов в породообразующих минералах также надо обращать внимание при решении вопросов рудоносности комплексов: не исключено, что они могут быть следствием самоочистки этих минералов при перекристаллизации и свидетельствовать о мобилизации рудного вещества. Акцессорные минералы, так же как и породообразующие, в рудоносных породах содержат повышает обычное, то это свидетельствует о соответствующей в даннитоидах с тантал-ниобиевой минерализацией акцессорные минералы содержат в 3—20 раз больше тантала и ниобия, чем в нерудоносных, в частности цирконы 110—245 и 1260—5479 г/т соответственно, магнетит 202 и 1620 г/т, титанит 450 и 5950 г/т, ильменит 130—640 и 2870 г/т. Индикаторная роль различных минералов неодинакова. Наиболее чувствительны на вольфрам — титанит, циркон, ильменит, гранат, рутил; на молибден — титанит, ильменит, ортит, пирит, рутил; на скандий — ортит, гранат, ильменит и циркон и т. п. [26].

Установлению минерагенической специализации минеральных комплексов служат и другие минералогические критерии: наличие известных месторождений полезных ископаемых, особенности эволюции минералообразующих процессов и др.

А и а л и з структуры минералогических полей проводится для установления по имеющимся данным, дополненным рекогносцировочными маршрутами, общего строения нормальных минеральных полей, выявления их зональности, предсказания возможных типов минералогических аномалий, связанных с полезными ископаемыми. В процессе этого анализа из поисковых площадей исключаются малоперспективные участки, где уверенно предсказывается безаномалийный характер полей, и наоборот, выделяются участки с невыдержанным характером поля или интересные минералогические зоны для детальных поисков.

Опытные работы ставятся для проверки различных прогнозно-поисковых гипотез. Они весьма разнообразны в методическом отношении, их характер определяется конкретными поисковыми задачами. В качестве примера приведем разработанный автором совместно с А. Ф. Кунцем модельно-тестовый метод оценки потенциальной рудоносности перспективных районов и лощадей, позволяющий проводить количественное прогнозирование месторождений полезных ископаемых, образующихся путем метасоматического замещения рудными минералами вмещающих пород.

Суть этого метода состоит в следующем. Известно, что месторождения многих полезных ископаемых (флюорита, барита, целестина, свинца, цинка, урана и др.) образуются путем замещения рудными минералами определенных горных пород, особенно карбонатных, в результате воздействия на них холодных или гидротермальных рудоносных растворов или других рудоносных флюидов, магматических расплавов, а также в результате окислительно-восстановительных реакций и жизнедеятельности микроорганизмов. При этом отмечается строгая приуроченность рудных залежей не только к определенным породам, но и к определенным горизонтам одних и тех же пород. Такая избирательность замещения пород обусловлена особенностями их химического и минерального состава и различными физикомеханическими свойствами.

Создав экспериментальную или теоретическую модель формирования минерализации определенного генетического типа и установив оптимальные условия рудообразования в зависимости от состава, концентрации, кислотности — щелочности воздействующих растворов, термодинамических и других факторов, можно подвергнуть обработке в этих оптимальных условиях образцы пород, отобранных с достаточной частотой по всему геологическому разрезу в перспективном рудоносном районе. Каждый горизонт разреза при этом как бы испытывают на потенциальную возможность локализации оруденения. Естественно, что «рудообразующая способность» различных горизонтов разреза будет неодинаковой, так как она зависит от геохимических, минералогических, физико-механических и многих других факторов, которые дифференцированно учесть очень сложно. Но при экспериментальных испытаниях выявляется суммарное действие этих факторов, выражающееся в степени замещения породы рудным минералом.

Очевидно, что горизонты, наиболее легко воспринимающие оруденение и характеризующиеся более высокими содержаниями рудного минерала при обработке образцов в одних и тех же модельных условиях, можно рассматривать как перспективные и рудоносные (рис. 62). При этом можно давать количественную оценку их потенциальной рудоносности, т. е. определять возможную предельную концентрацию рудного минерала в данном литологическом горизонте. На эти горизонты и целесообразно направлять поиски месторождений.

1 — известняк; 2 — глинистый известняк: 3 — глинистый сланец; 4 — точкиопробования

подпись: п р одемонстри ру ем возмож - ности метода на примере флюорита. при проведении экспериментальных исследований по моделированию процессов формирования гидротермальны:-: флюоритовых месторождений в карбонатных породах было установлено, что образование метасоматической зональности, аналогичной природной, происходит только при воздег?- ствии на карбонатные породы концентрированных фторидных или кремнефторидных растворов. наиболее интенсивно процессы замещения флюоритом проявляются при температурах 150—250 °с и воздействии умеренно кислых растворов (ph —5—6). установленные при моделировании закономерности были использованы для оценки потенциальной флюоритоноскости карбонатных отложений в пределах известных флюоритоносных районов новой земли, пай-хоя, донбасса. на исследуемых участках отбирались дающие представительную характеристику всех

Урала И образцы,

литологических разностей геологического разреза. Из каждого образца вырезались по два отдельных блока (основной и дублирующий); их помещали в гидротермальную установку (автоклав) большого объема (обычно ~ 1 л). Автоклав заливали исходным раствором (фторндным, кремнефторидным и т. д., в зависимости от типа изучаемого рудообразующего процесса) и герметично закрывали. Объем раствора при этом должен был превышать объем изучаемых образцов в десятки раз, чтобы приблизить систему к открытой. Автоклав нагревали в электропечи до заданной температуры (температурный интервал образования гидротермальных месторождений обычно 100—350 °С, а средние значения лежат в интервале 200—250 °С) и выдерживали при этой температуре (колебания температурного режима в процессе всего опыта не превышали значений -{-5 °С) от 3 до 5 сут. После завершения опыта автоклав вскрывали, из обработанных образцов изготовляли петрографические шлифы, которые изучали под микроскопом. По результатам определения мощностей зон преобразований исходных пород при их взаимо244

Вмещающие

(замещаемые)

породы

Средние содержания СбР2 по геологическому опробованию, %

Мощности зон замещения по экспериментальные денным, мм/сут

0,02 0,04 0,06 0,08 0.10 О» 0,14 0,16

Доломиты

Известняки

Доломитизирсеанные известняки

Рис. 63. Зависимость мощности зон замещения образцов карбонатных пород флюоритом от реальной продуктивности горизонтов карбонатного разреза Пай-Хой в условиях гидротермального эксперимента действии с гидротермальными растворами (при этом обычно формируются четко выраженные метасоматические колонки различной мощности) строили графики, на которых выделяли горизонты с наибольшей интенсивностью процесса преобразования исходных пород. Они и рекомендовались для проведения поисковых работ.

При гидротермальной обработке образцов из карбонатных разрезов по интенсивности их замещения флюоритом уверенно выделяются именно те горизонты, которые в этих районах являлись рудовмещающими, причем между мощностями зон преобразований, установленными в ходе лабораторных исследований, н реальными содержаниями флюорита в этих горизонтах отмечается хорошо выраженная положительная корреляционная связь (рис. 63); последняя подтверждает корректность количественной оценки.

Метод испытан нами также при прогнозировании гидротермальной баритовой минерализации.

Предпоисковое прогнозирование необходимо в особенности при планировании глубинных поисков месторождений полезных ископаемых, когда сужение поисковых площадей может существенно уменьшить трудоемкость и стоимость работ.

Материал взят из книги Топоминералогия (Николай Павлович Юшкин)