Внутренние и внешние факторы миграции элементов

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Московской области

«Геологоразведочный техникум имени Л.И. Ровнина»

Специальность СПО 21.02.13

«Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Реферат

на тему :“Внутренние и внешние факторы миграции элементов”

Выполнила

Попова Елизавета Петровна

Студент группы РМ-19-2

Преподаватель

Августинчик Игорь Александрович

Решетниково, 2021

Геохимическое поле и его структура

геохимическое поле геологический аномалия рудный

Рассмотрение геохимического поля как интегрального показателя комплекса взаимосвязанных и взаимообусловленных геологических процессов (в том числе и рудного) позволяет вести на единой основе выделение иерархических металлогенических и геохимических подразделений. Необходимо изучение всей совокупности полей содержаний пегрогенных и рудогенных элементов. Кроме того, геохимическое поле как целостная система должно характеризоваться не только валовыми содержаниями элементов, но также формами их нахождения, во многом определяющими миграционные процессы.

Картографирование геохимических полей должно преследовать главную цель -- раскрытие их структуры, под которой понимается соотношение областей выноса и привноса (в моноэлементных отображениях) и распределение ассоциаций элементов (на полиэлементных картах). В такой полной структуре геохимического поля отражаются все ступени (уровни) концентрирования.

Геохимическое поле полностью соответствует требованиям горно-геометрического моделирования в понимании П. К. Соболевского, опиравшегося на представление о связях наблюдаемых свойств с пространственными координатами (функция типа я =/(х, у, z)). При этом функция должна удовлетворять условиям конечности, однозначности, непрерывности и плавности.

Геохимическое поле едино, различна лишь его внутренняя структура: упорядоченная -- для продуктивных площадей, неупорядоченная -- для безрудных территорий. Общая изменчивость геохимического поля может быть разделена на случайную и закономерную операцией сглаживания эмпирических данных по методу «скользящей средней» или с помощью иных приемов фильтрации.

Важным структурным элементом геохимического поля всегда являлся геохимический фон (нормальное геохимическое поле -- НГП), представления о котором, относясь к числу аксиоматических понятий, имеют различные объем и содержание в каждой авторской редакции [215,236 и др.]. Унаследованное от прикладной геофизики понятие геохимического фона соответствует «норме» поля при отсутствии локальных источников. Однако в отличие от физических полей нормальное значение содержания элемента в данной точке не может быть рассчитано, возможна лишь его оценка с некоторой точностью. По смыслу к значению геохимического фона приближается значение систематической составляющей поля, но и оно в общем случае скрыто за флуктуациями случайной компоненты и искажено различного рода погрешностями (отбора, обработки, анализа). Эффективность оценок фоновых содержаний очень зависит от уровня изменчивости данных и наличия в них экстремальных значений. Поэтому важнейшим признаком фона является его статистическая устойчивость. Она обеспечивается либо формированием однородных выборок, лишенных экстремальных значений, либо применением алгоритмов, защищенных от их влияния. Принципиально ситуация не меняется и в отношении геохимического фона, оцениваемого по многомерным показателям.

С привлечением представлений об иерархической структуре геохимических полей становится возможным сформулировать в качестве существенного отличительного признака фоновых областей отсутствие закономерных изменений содержаний элементов, форм их нахождения, ассоциаций и дискретных уровней в статистических моделях.

Характеристика ДС = С- С ₁ может быть названа неоднородностью заданного уровня строения рудных образований. В такой трактовке значение С , в конкретной точке пространства выступает в качестве фона для последующего более высокого уровня строения рудных образований. В связи с этим необходимо говорить о фонах и аномалиях параметров конкретных иерархических уровней.

Например, в абсолютные значения какого-либо свойства геохимического поля РМ в качестве фона входят значения этого свойства, присущие РП и неоднородность уровня месторождения в i-й точке геопространства выделяется как разность абсолютных значений свойства указанных уровней:

где Х^РМ -- значения свойства уровня месторождения в i-й точке пространства; Х^1>п -- значение свойства уровня рудного поля в той же точке пространства.

Аномальное геохимическое поле. АГХП является меньшей частью геохимического поля и включает области геологического пространства, где развиты несвойственные фоновым участкам ассоциации химических элементов, формы их нахождения, упорядоченные пространственные и статистические распределения содержаний.

Признаками АГХП поэтому служат определенные значения валовых содержаний компонентов, специфические корреляционные связи между элементами или группами проб, своеобразные формы нахождения элементов, характер изменчивости содержаний (геометрические сочетания участков выноса и привноса одного элемента или групп элементов), наличие дискретных уровней в статистических распределениях. Геохимические аномалии рудных элементов-индикаторов являются лишь фрагментами структуры АГХП, которое в целом образовано закономерными их совокупностями, и дополняются столь же закономерно расположенным ансамблем участков выноса и привноса широкого круга петрогенных и летучих элементов. При этом «породные» и ландшафтные аномалии нет оснований противопоставлять неоднородностям «рудной» природы. Они являются компонентами АГХП и вместе с другими признаками фиксируют следы процессов дифференциации вещества на разных уровнях его самоорганизации.

Основу прогнозно-поискового комплекса составляют ГХР в различных вариантах опробования, гаммаспектрометрия (наземные или аэромодификации), магниторазведка, минералого-петрографические (изучение метасоматических преобразований) и геологоструктурные методы (в частности, морфоструктурное дешифрирование с выделением структур центрального типа, соответствующих по размерам потенциальным рудогенным системам).

Существенное улучшение технологии связано с ростом оперативности ГХП в итоге широкого внедрения полевых инструментальных методов анализа (многоканального рентгенорадиометрического, фотонейтронного, атомно-абсорбционного и др.).

Синтез разнородной аналитической информации в единый «информационный образ» изучаемого объекта сегодня выполняется неудовлетворительно, обычно путем визуального сопоставления, что связано с разными объемами геологической, геофизической и геохимической информации. Каждая разновидность данных должна быть представлена комплексными, желательно равными (точнее пропорциональными природным объектам), наборами переменных. Прогнозы и оценки не должны быть одномерными (например, только геохимическими). Глубокий синтез разнородной информации приводит к установлению новых свойств объекта: именно комбинация высокопорядковых геофизических и геохимических аномалий, каждая из которых прямо не связана с объектом поисков (например, РП), способна обозначить его целиком.

Таким образом, в основе новой технологии заложено комплексное изучение рудогенных систем. АГХП крупных рангов (РО, РР, РУ, РП) благодаря своим значительным размерам в поперечнике (от нескольких километров до многих десятков километров) проявляются практически в любых геологоструктурных обстановках. В сложных и неблагоприятных ландшафтных ситуациях необходимо увеличивать контрастность таких АГХП с помощью селективного опробования подвижных фаз или путем усиления полезных сигналов математическими приемами.

В рамках геолого-генетической модели формирование иерархической структуры АГХП, инвариантной к виду концентрируемого эндогенного вещества, в качестве рабочей гипотезы многоуровневого рудогенеза была избрана [202] последовательно усложняющаяся конвективная схема, не противоречащая имеющимся фактическим данным. В строении и составе АГХП разных рангов наблюдается тииоморфизм, предсказываемый схемой многоуровневой конвекции, что можно рассматривать как ее верификацию.

Комплекс методов для изучения состава и свойств рудогенных систем должен быть пригодным для сбора данных, характеризующих обе главные группы факторов рудогенеза -- транспорт вещества и локализацию рудных скоплений. Следы транспорта фиксируются геохимическими, геологосъемочными (структурными, минералого-петрографическими и пр.), геоморфологическими, ЛФГК, геофизическими методами; следы локализации -- теми же приемами, с дополнением рудиоформациоииого и статистического анализа.

Технические средства интенсивной технологии ГХР в ближайшем будущем могут быть представлены:

- региональными лабораторными центрами;

- станциями приема космических снимков;

- сетью периферийных компьютеров в экспедициях, партиях и отрядах;

- передвижными геохимическими станциями, модифицированными для закрытых и открытых районов основных климатических зон страны; для работы в пределах перспективных участков необходима доукомплектация оборудованием экологического мониторинга.

Передвижные станции могут быть укомплектованы атомно-абсорбционными, многоканальными рентгенорадиометрическими и гамма-спектрометрами, нейтронно-активационным анализатором с калифорниевым источником, газоанализаторами (J, Hg, Cl, С02, S02, N02), ионоселективными электродами, pH -- Eh-метрами, портативным хроматографом, энергоустановкой мощностью 5-10 кВт. До осуществления необходимых изменений в лабораторном обеспечении ГХР допустимо использование существующей аналитической базы.

Оптимально алгоритм интенсивной технологии ГХР имеет вид:

- предполевой прогноз с построением схемы размещения иерархических рудогенных систем, сбор многопризнаковых данных по всей площади съемки специально спланированной системой профильных маршрутов, в ходе которых осуществляются оперативная проверка схемы предполевого прогноза и отбор перспективных РП и РМ, признаками которых являются максимально полный набор признаков транспорта и локализации вещества;

· - площадная детализация выделенных перспективных РП и РМ;

· - анализ проб и обработка результатов с количественной оценкой ресурсов по детальным участкам, с определением их формационной принадлежности по прямым признакам и аномальным геохимическим полям, слагающим центры структур в ранге потенциальных месторождений;

· - после завершения второго этапа выполняются оценки прогнозных ресурсов категории РЗ для рудных районов, узлов;

· - третий этап предусматривает геометризацию только тех РУ, РП и РМ, прогнозные ресурсы которых представляют интерес в отношении промышленного оруденения;

· - получение дополнительных данных для перспективных РП и РМ обеспечивает для них оценки ресурсов категории Р2. Таким образом, в пределах одной стадии достигается движение прогнозных ресурсов, что служит важной характеристикой качества ГХР.

Этот алгоритм пригоден для прогнозирования и поисков вскрытого и слабо-проявленного промышленного оруденения. В первом случае критериями служат уровень сложности структуры не ниже РМ, полярное распределение элементов- индикаторов (в центре -- аномалии рудного комплекса), во втором -- аналогичная структура, но в полярном распределении центростремительную позицию вместе со слабыми аномалиями рудного комплекса занимает также дополнительный максимум сидерофилов, редких щелочей, бария, летучих. Периферия структуры в обоих случаях отмечена также повышенными содержаниями этих элементов.

Особенностью изучения геохимического поля на любом этапе является геологический анализ зонально-мозаичных его неоднородностей независимо от интенсивности аномалий «рудной природы».

При детерминированном подходе к прогнозно-поисковым исследованиям оптимальным является выполнение указанного нормативного пробоотбора с разрежением набора анализируемых проб (например, каждой пятой), что позволяет сократить объемы лабораторных работ, сделать равномерной загрузку лабораторий и осуществлять детализацию перспективных АГХП без повторного их посещения и опробования, необходимость в котором неизбежно возникает в случае резкого снижения плотности опробования. Важным свойством рудогенных систем является изометричная форма их АГХП, что предопределяет равномерные сети опробования.

В соответствии с типоразмерами АГХП разных рангов и требованием представительности опробования^[1] для разных масштабов съемок рекомендуются следующие плотности, проб/км^[1]: 0,03-0,05 (РР, ГХР-1000); 1-2 (РУ, ГХР-200); 5-8 (РП, ГХР-50); 50-60 (РМ, ГХР-10).

Ясно, что получить информативную карту, например РР, непосредственно по рудному элементу из-за высокой дисперсии его содержаний и узколокального развития его аномалий удастся далеко не всегда. Такие элементы становятся информативными на завершающих стадиях, при более детальных работах. Выход -- в применении различного набора индикаторов. Свою специфику имеют и наборы летучих компонентов.

Интенсивная технология ГХР может опираться либо на результаты площадных съемок с указанными выше плотностями отбора и анализа соответствующих индикаторов, либо на результаты профильных (маршрутных) работ, проводимых как проверка составленной по независимым данным структурной схемы рудогенных объектов, которая осуществляется по шести-восьми радиальным маршрутам, задаваемым из центра структуры. От масштаба работ зависят длина маршрутов и шаг опробования.

Суммируя отличия интенсивной технология ГХР, особо выделим те, которые непосредственно определяют интенсификацию поискового процесса, ускорение и удешевление его при сохранении заданного инструктивными требованиями уровня надежности опоискования. Интенсификация ГХР достигается в результате:

- целенаправленной обработки и обобщения материалов опережающих работ, что выражается в создании обобщенного образа потенциальных рудогенных систем на изучаемой площади и планировании полевых работ для проверки этой поисковой модели;

- оперативной разбраковки предполагаемых рудогенных структур уже на стадии сбора материала и концентрации имеющихся ресурсов (в т. ч. объемов опробования) в пределах наиболее перспективных объектов;

- резкого сокращения объемов детальных работ, числа анализируемых проб, общего числа проб;

- применения экспрессных полевых анализаторов и периферийных компьютеров, что позволяет корректировать направления работ.

Экономические преимущества предлагаемой интенсификации представляются значительными.

Размещено на Allbest.ru