Способ поиска оруденения цветных, редких и благородных металлов

 

Использование: при проведении поисково - съемочных работ для выявления оруденений. Сущность изобретения: отбирают пробы коренных пород, определяют в них содержание породообразующих окислов, рассчитывают для каждой пробы аддитивные значения энтропии, теплоемкости и электродного потенциала, определяют их фоновые и аномальные значения, рассчитывают коэффецент интенсивности рудообразующего процесса, по величине которого устанавливают наличие оруденения, а по величине площади с аномальными значениями рассчитывают масштаб оруденения. 5 табл.

Изобретение относится к поисково-съемочной геологии, а именно к поискам оруденения цветных, редких и благородных металлов.

Известен способ обнаружения полезных ископаемых, использующий разность показаний собственных потенциалов измерительных зондов, размещенных на поверхности земли [1] . Для определения границ месторождения используют разность показаний зондов, расположенных в зоне месторождения и в стороне от него.

Недостатком известного способа является то, что, определяя границы месторождения, способ не позволяет оценить месторождение количественно.

Известны способы обнаружения месторождений с использованием различных методов опробования, заключающихся в выявлении геохимических аномалий в областях размещения месторождений, исследовании прозрачных шлифов с целью изучения минерального состава и выявления метасоматических процессов. Однако эти способы целесообразно использовать в комплексе с множеством других, например геофизических способов, так как даже для близких по типу месторождений наборы прогнозирующих характеристик, как правило, имеют существенные различия даже для близких по типу и составу месторождений, что крайне затрудняет достоверно оценить наличие месторождений и тем более количество руды в нем.

Наиболее близким по технической сущности является способ поисков сульфидных медно-никелевых месторождений [2] . Способ заключается в том, что производят отбор проб коренных пород, определяют в них содержание породообразующих окислов и потерь при прокаливании и о наличии оруденения судят по аномальным значениям и резко дифференцированному характеру распределения указанных параметров.

Недостатком прототипа является то, что наличие в породах аномальных значений указанных параметров не всегда свидетельствует о наличии оруденения, а только при условии наличия эффузивных пород и комагматичных рудоносных интрузий ультраосновного или щелочного состава.

Целью изобретения является повышение достоверности обнаружения и расширение области применения способа.

Цель достигается тем, что в способе обнаружения оруденения, включающем опробование коренных пород, рентгеноспектральный и химический анализ проб и выявление областей воздействия рудообразующих процессов на вмещающие породы, проводят количественное определение в пробах основных породообразующих окислов, например SiO₂, Al₂O₃, Na₂O, K₂O, CaO, MgO, FeO, Fe₂O₃, TiO₂, P₂O₃, MnO, CO₂, вычисляют для каждой пробы аддитивные (суммарные) значения термодинамической энтропии, теплоемкости и электродного потенциала, выделяют аномальные и фоновые (находящиеся вне района месторождения) значения этих величин и вычисляют коэффициент К интенсивности проявления рудообразующего процесса по формуле K= (S_А-S_Ф)х(С_А-С_Ф)х(Е_А-Е_Ф), (1) где S_А, С_А, Е_А - численные аномальные значения соответственно термодинамической энтропии, теплоемкости и электродого потенциала; S_Ф, С_Ф, Е_Ф - численные фоновые (находящиеся вне района месторождения) значения соответственно термодинамической энтропии, теплоемкости и электродного потенциала.

При этом коэффициент К, имеющий величину не менее +0,1, при отрицательных значениях разницы между аномальными и фоновыми значениями энтропии и теплоемкости и положительных значениях разницы между аномальными и фоновыми значениями электродного потенциала, и не более -0,1, при отрицательных значениях разницы между аномальными и фоновыми значениями электродного потенциала и положительных значениях разницы между аномальными и фоновыми значениями энтропии и теплоемкости, указывает на наличие рудного месторождения. Масштаб оруденения Р определяют по формуле Р= (К)х α xn, (2) где К - коэффициент интенсивности проявления рудообразующего процесса в абсолютных единицах; α - коэффициент пропорциональности, зависящий от состава оруденения; n - площадь участка с аномальными значениями S_А, С_А, Е_А.

На исследуемой территории производят отбор проб коренных пород. Рассматривая каждую точку отбора проб как элементарный объем, который считается закрытой термодинамической элементарной системой, по которой можно проследить за изменением распределения термодинамических свойств, например энтропии, теплоемкости и электродного потенциала единицы веса породы на исследуемой территории, определяют количественное содержание в пробах породообразующих окислов.

Окислы, напpимер, ряда SiO₂, Al₂O₃, Na₂O, K₂O, CaO, MgO, FeO, Fe₂O₃, TiO₂ определяют с помощью рентгеноспектрального анализа. Содержание окислов, например, CO₂, FeO определяют химическим анализом.

По содержанию породообразующих окислов вычисляют аддитивные значения энтропий, теплоемкостей и электродных потенциалов для каждой пробы. Экспериментально выведено, что численные значения энтропии и теплоемкости для каждой пробы вычисляют по следующим формулам: S= Σ P₁xS_c/M_i (3) C= Σ P₁xC_c/M_i, (4) где P_i - содержание i-го окисла в пробе, % ; M_i - молекулярный вес i-го окисла; S_c, C_c - cтандартные мольные значения энтропии и теплоемкости i-го окисла.

Для каждой пробы вычисляют аддитивные численные значения электродного потенциала по выведенной экспериментальным путем формуле
Е_э= Σ K_ixP_ixE_c/M_i, (5) где К_i - стехиометрический коэффициент элемента в i-том окисле; Е_с - стандартный электродный потенциал i-го элемента.

Стандартные значения энтропий и теплоемкостей (для окислов) и электродных потенциалов (для элементов) взяты из справочников и приведены в табл. 1 и 2.

Аддитивные значения энтропий, теплоемкостей и электродных потенциалов единицы веса пород в районах рудных месторождений имеют значительные отличия от безрудных пород, удаленных от месторождений. Отличие значений параметров процесса в районах месторождений имеет альтернативный характер: либо понижение значений энтропии и теплоемкости при повышении значений электродного потенциала, либо повышение значений энтропии и теплоемкости при понижении значений электродного потенциала.

Количество Р рудного вещества зависит от коэффициента К интенсивности проявления рудообразующего процесса, взятого в абсолютных величинах, коэффициента α , зависящего от предполагаемого состава месторождения, и площади n распространения аномальных значений и определяется по формуле (2), выведенной эмпирическим путем.

Коэффициент α , полученный экспериментально, имеет следующие значения: для месторождений полиметаллических руд - 5х10⁵; для месторождений редких и благородных металлов - 5х10³.

Пример осуществления способа.

Предлагаемый способ реализован в районах известных рудных месторождений - колчеданно-полиметаллического и золоторудного.

На данных территориях производился точечный отбор проб коренных пород весом 200-300 г. Расстояние между точками составило 0,5-2 км.

В отобранных пробах определялось содержание породообразующих окислов. Содержание окислов SiO₂, Al₂O₃, Na₂O, K₂O, CaO, MgO, Fe₂O₃ определяли рентгеноспектральным анализом, содержаниеCO₂, FeO определяли химическим анализом. По содержанию в пробах породообразующих окислов вычисляли аддитивные значения энтропий, теплоемкостей и электродных потенциалов в каждой точке отбора по формулам (3)-(5). Результаты вычислений приведены в табл. 3.

Затем из полученных данных выделяли значения указанных параметров, имеющих отклонения от фоновых значений, характеризующих состояние породы в стороне от месторождения, вычисляли коэффициент К интенсивности проявления рудообразующего процесса по формуле (1). Полученные данные представлены в табл. 4.

Масштаб Р оруденения определяли по формуле (2). Результаты вычислений приведены в табл. 5.

Экспериментально установлено, что уменьшение положительного значения коэффициента К интенсивности проявления рудообразующего процесса, соответствующего +0,1, свидетельствовало об отсутствии аномальных значений энтропии и теплоемкости в точках отбора проб. Следовательно, можно было делать вывод о незначительном скоплении руд в исследуемой зоне, не представляющем промышленного интереса.

Также экспериментально установлено, что увеличение значения коэффициента К интенсивности проявления рудообразующего процесса, соответствующего -0,1, свидетельствовало об отсутствии аномальных значений электродного потенциала в точках отбора проб, следовательно, и о незначительном скоплении руд в исследуемой зоне, не представляющем промышленного интереса.

Использование заявленного способа обнаружения рудных месторождений позволяет повысить достоверность и надежность поисков, значительно уменьшить район поиска месторождения, значительно сократить объемы поисковых работ, особенно дорогостоящего бурения, безошибочно проводить разбраковку рудопроявлений, что также, помимо повышения экономической эффективности, будет способствовать сохранности экологической обстановки в районе поиска месторождения.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОИСКА ОРУДЕНЕНИЯ ЦВЕТНЫХ, РЕДКИХ И БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий отбор проб коренных пород, их анализ на содержание породообразующих окислов и суждение по полученным данным о наличии оруденения, отличающийся тем, что для каждой пробы по величине содержания породообразующих окислов вычисляют аддитивные значения термодинамической энтропии S, теплоемкости C и электродного потенциала E, определяют их фоновые S_ф, C_ф, E_ф и аномальные значения S_а, C_а, E_а, рассчитывают коэффициент K интенсивности проявления рудообразующего процесса по формуле
K = (S_а - S_ф) · (C_а - C_ф) · (E_а - E_ф)
и при -0,1 > K > 0,1 устанавливают наличие оруденения, а его масштаб P рассчитывают по формуле P = (K)˙α˙n,
где α - коэффициент пропорциональности;
n - площадь участка с аномальными значениями S_а, C_а, E_а.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2