Гидрогеохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых
Гидрогеохимический метод поисков месторождений полезных ископаемых основан на изучении процессов взаимодействия подземных вод с вмещающими горными породами и особенностей миграции химических элементов в подземной гидросфере, которая в этом случае является объектом исследований. В результате систематического гидрохимического опробования подземных и связанных сними поверхностных вод на изучаемой площади выявляются и оконтуриваются водные ореолы и потоки рассеяния (аномалии), характеризующиеся повышенным по сравнению с фоновым содержанием отдельных микрокомпонентов либо определенных их комплексов. Проверка и всесторонняя оценка выявленных аномалий дают возможность устанавливать их связь с месторождениями полезных ископаемых или их проявлениями, даже если последние залегают на значительных глубинах (до 300-500 м).
Опыт показал возможность использования гидрогеохимических исследований для поисков различных видов полезных ископаемых (особенно рудных, нефти и газа) во всех ландшафтных зонах. Особенно эффективным гидрогеохимический метод оказывается в горных, предгорных и равнинных (полузакрытых) районах с неглубоким залеганием четвертичных пород, где вследствие значительной расчлененности рельефа и наличия многочисленных естественных водопроявлений (родники, мочажины, высачивания, озера, болота, ручьи, реки) легко устанавливаются водные ореолы рассеяния скрытых рудных тел и залежей. В слаборасчлененных районах с ограниченным развитием естественных водопроявлений для более полного гидрохимического опробования необходимо заложить некоторое количество различных горных выработок (шурфов, канав, скважин), но даже в таких неблагоприятных гидрогеологических условиях нередко гидрогеохимические поиски месторождений оказываются более эффективными, чем все другие методы. Об эффективности метода свидетельствует открытие с его помощью около 30 месторождений и рудопроявлений, в том числе медно-никелевого Октябрьского месторождения, залегающего в зоне многолетней мерзлоты.
Гидрогеохимический метод поисков, будучи самым глубинным из всех геохимических методов, особенно эффективен при региональных геолого-гидрогеологических исследованиях; без каких-либо значительных дополнительных затрат он позволяет проследить региональные закономерности распространения полных ореолов рассеяния, оценить общие перспективы территории на те или иные виды полезных ископаемых и выделить наиболее перспективные на них районы или участки. Выполняемые гидрохимические исследования дают основу для решения других чисто гидрогеологических задач, о которых говорилось выше. Это существенно повышает геологическую и экономическую эффективность и гидрогеологических и гидрохимических исследований.
В связи со сказанным целесообразно затронуть вопрос о месте и роли гидрогеохимического метода поисков месторождений полезных ископаемых. Наибольший геолого-поисковый эффект обеспечивается при комплексном проведении различных геохимических методов поисков (литохимического, биохимического, атмохимического) и гидрогеологических исследований (без чего невозможна правильная интерпретация результатов гидрохимического опробования), т.е. при комплексной геолого-гидрогеологической съемке. Оправданным, особенно в районах перспективных на обнаружение тех или иных месторождений полезных ископаемых и благоприятных по гидрогеологическим условиям для гидрохимического опробования, представляется применение этого метода и в составе гидрогеологической съемки на всех этапах ее проведения.
В соответствии с масштабностью и стадийностью гидрогеохимические поиски делятся на среднемасштабные (рекогносцировочные), крупномасштабные (поисковые) и детальные.
Рекогносцировочные поиски в масштабах 1:100000-1:200 000 и мельче осуществляются с целью изучения условий формирования химического состава подземных вод в пределах крупных регионов, оценки общих перспектив рудоносности и выделения перспективных районов. Поисковые гидрогеохимические исследования (масштаб 1:50 000-1:25 000) проводятся с целью выявления водных ореолов и потоков рассеяния рудообразующих элементов и перспективных для последующих работ площадей. Детальные гидрогеохимические исследования (масштаб 1:10000 и крупнее) проводятся на участках проявления рудной минерализации и наиболее перспективных гидрогеохимических аномалий для выделения и оконтуривания рудных участков и тел, изучения природы аномалий и т.д. В процессе поисков выполняются площадные и профильные гидрогеохимические исследования с опробованием встречающихся естественных и искусственных водопроявлений и проведением режимных наблюдений. Число точек гидрохимического опробования в зависимости от сложности геолого-гидрогеологических условий составляет при региональных исследованиях 0,2-1,2, при поисковых 1,4-4,5 и при детальных от 5 до 20 на 1 км2 изучаемой площади.
Отбираемые в процессе поисков пробы воды анализируются с целью определения макро- и микрокомпонентов, газового (СО3, О2, Н2S, N2, СН4 и др.) и микробиологического составов. Анализы воды могут быть сокращенными, полными и специальными. Для определения микрокомпонентного состава пробы воды предварительно концентрируются (испарением, соосаждением, сорбцией, экстракцией) и направляются на последующий анализ (спектральный, полярографический, колориметрический, фотометрия пламени и др.). Определение макрокомпонентов и некоторых микрокомпонентов осуществляется в полевых условиях с помощью походных лабораторных комплектов (ПЛАВ, МЛАВ, Комар-2 и др.).
Выявление гидрогеохимических аномалий, их интерпретация и оконтуривание участков с предполагаемым скрытым оруденением проводится с помощью различных методических приемов и статистических методов анализа распределения элементов-индикаторов рудных тел в подземных водах с учетом гидродинамических, металлогенических, ландшафтных и геолого-структурных особенностей района поисков.
Наиболее перспективным представляется гидрогеохимический метод поисков сульфидных, полиметаллических, медно-никелевых, сурьмяно-ртутных, цветных, редкометальных, урановых и других рудных месторождений, а также месторождений нефти, газа, минеральных и промышленных вод.