Ионно-потенциометрический способ литохимических поисков золоторудных месторождений

Изобретение относится к способам литохимических поисков золоторудных месторождений. Сущность: проводят отбор и физико-химический анализ проб. Для каждой пробы ионоселективными электродами определяют потенциалы рН и Eh. По результатам нормированного по фону показателя pH/Eh проводят графический анализ и выделяют золоторудные аномалии. Технический результат: уменьшение трудоемкости, повышение скорости проведения анализов, повышение воспроизводимости анализов, повышение релевантности результатов. 6 ил.

 

Изобретение относится к способам физико-химического анализа суспензий, приготовленных из почвенных проб, и может быть использован при поисках месторождений полезных ископаемых.

Известен «НАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОДЕРЖАНИЯ РЕДКИХ И РАССЕЯННЫХ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ, РУДАХ И ПРОДУКТАХ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ» RU 2370764 [2], основанный на химическом анализе пробы, химическому анализу подвергают раствор, приготовленный из пробы исследуемых объектов горных пород и деионизированной воды, который проводят методом масс-спектрометрии и одновременно на определение их количественного содержания, при достижении величин пределов обнаружения, мкг/л: 0.01 (Au), 0.02 (Pt), 0.03 (Pd), 0.005 (Ag), 0.005 (Rh), 0.02 (Ru), 0.006 (Ir), 0.006 (Re), 0.003 (Tl), 0.03 (Cd), 0.04 (Hg), 0.1 (Те), 0.01 (Sb), 0.06 (As), 0.03 (Ge), 0.01(Ga), 0.03 (Mo), 0.03 (W), 0.001 (U), 0.6 (Se), 0.005 (Bi), 0.01 (In), 0.03 (Sc).

Недостатком устройства является высокая трудоемкость способа и чрезмерное количество данных для обработки.

Наиболее близким техническим решением является «Способ определения металлогенической специализации кор выветривания» RU 2065187 [1], включающий отбор почвенных проб, физико-химический (лабораторный) анализ проб, определения в них концентрации элементов-индикаторов.

Недостатком является высокая трудоемкость и низкая скорость проведения анализов, низкая воспроизводимость, низкая релевантность при интерпретации результатов.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является уменьшение трудоемкости и повышение скорости (экспрессности) проведения анализов, повышение воспроизводимости анализов, повышение релевантности результатов.

Технический результат достигается тем, что ионно-потенциометрический способ литохимических поисков золоторудных месторождений, включающий отбор почвенных проб, физико-химический (лабораторный и полевой) анализ проб, характеризуется тем, что для каждой пробы определяются потенциалы pH и Eh, значения которых используются для дальнейшего графического анализа. Графический анализ может проводиться, например, путем сопоставления значений pH и Eh по результатам лабораторного и полевого анализа проб в соответствующих точках наблюдения, выделения аномальных значений с отрисовкой изолиний и построением графиков и т.д.

Пробы возможно высушивать до воздушно сухого состояния, просеивать через сито 0,25 мм, готовить почвенную (породную) суспензию из фракции менее 0,25 мм путем смачивания пробы дистиллированной водой в соотношении 1:1 (20 г пробы на 20 мл воды) при Т=25 ºС, после перемешивания суспензию отправляют на анализ. Указанный способ позволяет минимизировать погрешности воспроизводимости анализа за счет уменьшения влияния погодных условий при отборе проб.

Для графического анализа может использоваться нормированный по фону показатель pH/Eh, обладающий высокой релевантностью и информационной способностью.

Измерения возможно производить в лаборатории ионоселективными электродами и непосредственно на месте отбора проб портативными pH-Eh-мерами, что позволит дополнительно снизить влияние помех на результат и повысить релевантность результатов.

Область применения.

Поиски золоторудных месторождений в различных геологических и ландшафтно-геохимических условиях, в том числе скрытых месторождений залегающих на глубинах 150-200 м от дневной поверхности, а также перекрытых чехлом дальнеприносных (аллохтонных) отложений мощностью до 50 м.

Возможна также оперативная оценка выявленных в предыдущие годы геохимических аномалий на золоторудных полях.

Пример использования предлагаемого способа:

1. Производят отбор рыхлых почвенных проб с глубины 20 см. Расстояние между точками отбора проб в зависимости от масштаба литохимических поисков составляет от 20 м (масштаб 1:10 000) до 50 м (масштаб 1:50 000). Масса отбираемой пробы 100-150 г

2. Производят высушивание проб до воздушно сухого состояния и просеивание через сито 0,25 мм.

3. Для анализа готовится почвенная суспензия из фракции менее 0,25 мм путем смачивания пробы дистиллированной водой в соотношении 1:1 (20 г пробы на 20 мл воды) при Т=25 ºС. После перемешивания суспензия отправляется на анализ.

4. Аналитические измерения проводились на отечественных потенциометрах типа И-115М и ЭУ-74 с помощью серийных ионоселективных электродов. Для замеров использовались стеклянные ионоселективные электроды, обладающие высокой чувствительностью анализа для целого ряда катионов и анионов: NH4+, K+, Na+, Ca2+, Cl-, Br-, J-, NO3-, SO42- , а также потенциалов pH и Eh.

Ионоселективный электрод (ИСЭ) представляет собой электрохимическое устройство, основным элементом которого является мембрана, проницаемая только для определенного иона. На межфазной поверхности ионоселективной мембраны и анализируемым раствором происходят процессы взаимодействия (как правило, ионообменные), результатом которых является возникновение разности потенциалов на указанной границе раздела. Измерение концентраций определяемого иона проводится по значению электродвижущей силы (ЭДС) гальванического элемента, составленного находящихся в контакте исследуемого и стандартного растворов, в каждый из которых погружены идентичные ИСЭ. Концентрация определяемого иона в стандартном растворе Со точно известна. Для измерений гальванический элемент составляют из ИСЭ и электрода сравнения (в нашем случае, хлорсеребряного), которые сначала погружают в стандартный, а затем в исследуемый раствор; разность соответствующих ЭДС равна Е. Искомую концентрацию С вычисляют по уравнению:

lgC = z·E/q + lgCo,

где z – заряд иона, q – изотермическая постоянная (при 25 ºС она равна 58,5 мВ).

5. Результаты анализа проб отображаются на геологических картах в виде изолиний и различных графиках. Для каждого иона и потенциала составляется отдельная карта и (или) график. Если доказана большая информативность многомерных аномалий, то такие же карты и графики строятся и для них.

6. Объектом интерпретации является ионно-потенциометрическое поле в целом и его локальные аномалии. При анализе полученных геохимических карт важен учёт особенностей геохимического поля, ландшафтных и геологических условий, мощности и состава рыхлых отложений, изменений параметров геохимического фона, соотношений между концентрациями ионов и т.п. Для выявления информативных признаков золотого оруденения производится математическая обработка имеющихся данных, в частности расчет коэффициентов корреляции, мультипликация концентраций для усиления контрастности аномалий и т.д.

К примеру, над золоторудными месторождениями в почвах отмечены скачки потенциалов pH и Eh, обязанные своим происхождением процессам метасоматических преобразований рудовмещающих пород. В результате корреляционного анализа между потенциалами установлена отрицательная (обратная) корреляционная связь. Для усиления контрастности выявленной аномалии каждый из потенциалов нормируется на их локальный фон и рассчитывается безразмерный показатель отношения pH/Eh.

Расчеты основных параметров и характеристик аномалий (фоновые, нижние аномальные концентрации, стандартные множители, контрастность, размеры аномалий) осуществляются по общепринятой методике («Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений», 1983 г.) [3].

7. Полученные результаты литохимических поисков ионно-потенциометрическим методом заканчиваются оценкой выявленных аномалий. Оценка аномалий слагается из трех последовательных операций: 1) предварительная классификация аномалий по типам и ожидаемой степени перспективности; 2) геологический осмотр аномалий на местности с контрольно-детализационным пробоотбором; 3) окончательная оценка аномалии и рекомендациями по производству дальнейших работ или ее обоснованная отбраковка.

Ионно-потенциометрический метод апробирован в районах распространения ведущих в бывшем Союзе геолого-промышленных типов золотого оруденения: золотокварцевого (Центрально-Колымский район), золотосульфидно-кварцевого (Северный Казахстан), золотосульфидного (Восточный Казахстан, Урал, Узбекистан) и золотосеребряного (Охотско-Чукотский вулканогенный пояс, Омолонский массив, Закарпатье). Для них характерны различные ландшафтные обстановки (горно-таежные, степные, полупустынные), а также разнообразные геологические условия развития геохимических и ионно-потенциометрических аномалий (современный элювио-делювий, древние коры выветривания, площади перекрытые чехлом аллохтонных отложений и т.д.). В ряде случаев ионно-потенциометрический метод способствовал выявлению новых рудоносных площадей и вскрытию новых промышленных рудных тел.

Установлено, что в зависимости от рудно-формационной принадлежности золоторудные объекты идентифицируются своим набором и соотношением ионов и потенциалов.

Золотокварцевые месторождения в углеродисто-терригенных толщах характеризуется аномалиями потенциалов pH и Eh. Присутствие в почвенных растворах над рудными зонами изученных объектов повышенных концентраций щелочных и щелочноземельных элементов (Ca, Mg, Na), являющихся сильными восстановителями, приводит к падению Eh растворов с одновременным разложением воды и выделением из нее водорода. В этом случае (например, для карбоната кальция) в почвенных растворах в пределах рудных зон, будет широко представлена буферная система из угольной кислоты и ее кальциевой соли – бикарбоната кальция, образование которых протекает по следующей общей схеме:

CaCO3 + H2O + CO2 = Ca (HCO3)2

Ca (HCO3)2 + 2H+ = Ca2+ + 2H2CO3

CaCO3 + H2CO3 = Ca (HCO3)2

Щелочная обстановка конечных продуктов реакции определяется соотношением бикарбоната кальция к его карбонату. Образующаяся угольная кислота (H2CO3) полностью нейтрализуется CaCO3, вследствие чего в почвенных растворах наблюдается дефицит иона H+ (повышение pH) и избыток ионов Ca2+.

Золотокварцевые месторождения Центральной Колымы (Наталкинское, Омчак, Декдекан и др.) фиксируются аномалиями потенциалов pH и Eh. В пределах рудных зон отмечается повышение pH до 7,5-8,5 (щелочная реакция среды) при фоновых значениях 5,6±0,64 (слабокислая реакция среды). Окислительно-восстановительный потенциал на фоновых участках характеризуется величиной Eh 338±52 мВ. В рудных зонах Eh понижается до 170-200 мВ.

Для усиления потенциометрических аномалий предлагается рассчитывать нормированный по фону каждого из потенциалов показатель отношения pH/Eh. Результаты геохимической съемки Наталкинского рудного поля (Центрально-Колымский район) показаны на: рис.1 – Au, рис. 2 – pH/Eh, где:

1- гидросеть с точками отбора проб;

2 - рудные зоны месторождения;

3 - Au>1 г/т;

4 - Au-0,1-1 г/т;

5 - Au-0,01-0,1 г/т;

6 - pH/Eh > 2;

7 - pH/Eh - 2-1,7;

8 - pH/Eh -1,7-1,5.

В восточной части Наталкинского рудного поля по контуру показателя pH/Eh по результатам геохимической съемки 1987 г. на площади прямо в полевых условиях был выделен потенциально рудоносный участок. Последующая постановка полного комплекса геологических и геохимических методов позволила наметить перспективные на обнаружение рудных тел Наталкинского типа аномальные зоны и представить обоснование для проведения буровых работ. Пробуренными скважинами на участке Купольном было вскрыто промышленное золотое оруденение, уже введенное в эксплуатацию.

Береговское рудное поле показано на:

рис. 3 – проекция основного рудного тела,

рис. 4 – содержание в пробах Au, Hg,

рис. 5 – pH/Eh, где:

9 – эффузивные фации экструзии риолитов;

10 - риолиты и их туфы;

11 – аргиллиты, песчаники;

12 – туфы кислого состава;

13 – разлом в борту вулканно-тектонического грабена;

14 – проекция жильных, жильно-прожилковых рудных тел;

15 – проекция золотоносных штокверков;

16 – вторичный ореол рассеяния Au > 0,01 г/т:

17 – вторичный ореол рассеяния Hg > 1 г/т,

18 – профиль pH/Eh > 1,2;

19 – профили опробования;

20 – вторичный ореол рассеяния по данным pH/Eh.

Береговское рудное поле (золотосеребряный формационный тип) расположено во внутренней зоне Восточных Карпат. Рудные тела, находящиеся в «слепом» залегании, представлены жилами и штокверками. Жильные тела расположены на глубинах 100 - 350 м. Они сопровождаются ореолами анкерита (магнезиально-железистый карбонат). Интенсивность анкеритовой минерализации составляет до 50% от объема вмещающих пород. Развитие карбонатной минерализации в надрудном части (до 10%) приводит к возрастанию pH над жильными телами до 8,0-8,5 при фоне 6,3±0,59 и падению Eh до 180-210 мВ при фоне 293±64 мВ. Отчетливая аномалия pH/Eh фиксируются над проекцией основного промышленного рудного тела, верхняя кромка которого находится на глубине 150-200 м от дневной поверхности. Мощность перекрывающих делювиальных отложений на этом участке составляет 5-10 м. Максимальное зафиксированное значение показателя pH/Eh 2,5. Над «слепыми» рудными телами отмечаются также вторичные ореолы рассеяния золота и ртути.

Месторождение Бакырчик (участок Дальний) золотосульфидной формации располагается в Восточном Казахстане.

Данные исследования отражены на рис.6, где:

21 – карбонат-кварцевые ореолы прожилковой нерудной минерализации;

22 – существенно карбонатные ореолы прожилковой нерудной минерализации;

23 – рудные тела;

24 – тектонические нарушения;

25 – скважины;

26 – элювиально-делювиальные отложения;

27 – углеродисто-песчано-сланцевая толща.

Вмещающие породы представлены углеродсодержащими алевролитами, песчаниками и аргиллитами. «Слепые» золотосульфидные рудные тела отмечаются аномалией потенциометрического показателя pH/Eh. По мере приближения к рудным зонам в надрудной пачке появляются участки более интенсивного развития кварц-карбонатных прожилков (10-20% от объема вмещающих пород), состав которых меняется в сторону увеличения карбоната. На изученном участке литохимическими съемками были выявлены лишь локальные аномалии ртути и слабоконтрастные ореолы мышьяка.

Открытые горно-складчатые районы являются наиболее благоприятными для развития остаточных (механических) ореолов рассеяния. В этих условиях преимущества ионно-потенциометрического метода заключается в том, что он позволяет непосредственно в поле уточнять контуры перспективных участков и даже фиксировать выходы рудных тел.

Более сложные условия для поисков и оценки золотого оруденения возникают в условиях развития ослабленных ореолов рассеяния рудных элементов. Ионно-потенциометрические индикаторы, обладая высокой подвижностью в зоне гипергенеза, формируют в рыхлом чехле достаточно контрастные аномалии.

Технический результат – уменьшение трудоемкости и повышение скорости проведения анализов достигается за счет исключения длительной химической пробоподготовки для анализа. Способ характеризуется производительностью 80-100 проб за смену. Технический результат – повышение воспроизводимости анализов достигается тем, что замеры pH и Eh могут производиться в различных условиях, непосредственно на месте отбора проб (в точке наблюдения) и в лаборатории.

Высокоинформативные компоненты, обладая высокой подвижностью в зоне гипергенеза, способны формировать аномалии над погребенными золоторудными месторождениями при мощности перекрывающих отложений в десятки метров, а также образовывать аномалии в самых верхних надрудных частях месторождений, что важно при поисках «слепых» глубокозалегающих объектов. Технический результат – повышение релевантности результатов достигается возможностью прогноза типа ожидаемого золотого оруденения по характерному набору и абсолютным значениям концентраций ионно-потенциометрических индикаторов.

Промышленная применимость. Заявляемое изобретение может с успехом применяться для поисков скрытых месторождений, в частности, золота.

Ионно-потенциометрический способ литохимических поисков золоторудных месторождений, включающий отбор почвенных проб, физико-химический анализ проб, определение для каждой пробы потенциалов рН и Eh, значения которых используют для дальнейшего графического анализа, причем пробы высушивают до воздушно-сухого состояния и просеивают через сито 0,25 мм, готовят породную суспензию из фракции менее 0,25 мм путем смачивания пробы дистиллированной водой в соотношении 1:1 по весу при Т=25°С, после перемешивания суспензию отправляют на анализ, для графического анализа используют нормированный по фону показатель pH/Eh, измерения производят ионоселективными электродами, причем лабораторные измерения производят непосредственно на месте отбора проб портативными рН и Eh-метрами, причем оценка аномалий слагается из трех последовательных операций: 1) предварительная классификация аномалий по типам и ожидаемой степени перспективности; 2) геологический осмотр аномалий на местности с контрольно-детализационным пробоотбором; 3) окончательная оценка аномалии с рекомендациями по производству дальнейших работ или ее обоснованная отбраковка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геохимического обнаружения залежей углеводородов, в частности к области поиска месторождений нефти и газа, и может быть использовано для выявления и оценки их скрытых залеганий.

Изобретение относится к сейсмологии и, в частности, может быть использовано для проведения широких научных исследований в сфере сейсмологии. Предложен способ определения центра сейсмических колебаний, согласно которому сейсмодатчики размещают на поверхности и в земле с понижением уровня углубления в различных точках зоны предполагаемой сейсмической активности.

Изобретение относится к области геофизического мониторинга и может быть использовано для прогнозирования сейсмической опасности. Сущность: на контролируемой территории размещают пункты мониторинга.

Изобретение относится к способам геологической интерпретации сейсмических данных. Сущность: картируют палеорусло посредством выполнения объектно-ориентированной интерпретации.

Изобретение относится к способам мониторинга подземного образования, в котором добывают нетрадиционные углеводороды. Сущность: выбирают модель диффузии инертного газа и модель диффузии целевого углеводорода.

Изобретение относится к селенофизике и предназначено для зондирования грунта Луны, информационного обеспечения безопасности космической деятельности, к области контрольно-измерительной техники, поиска залежей минеральных ресурсов, подлунного водного льда, исследования лунного реголита.

Изобретение относится к области геологического картирования и может быть использовано для картирования аккреционных комплексов горных пород. Сущность: выделяют пачки пород (хорсы), ограниченные двумя системами надвигов, характеризуемые повторяемостью одинаковых ассоциаций пород, включающих в разных комбинациях базальт-кремни-силицикластика-песчаник, и одинаковым возрастом пород.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для идентификации ионосферных предвестников землетрясений по данным зондовых спутниковых измерений.

Изобретение относится к области геологии, а именно к прогнозу рапогазоносных структур с аномально высоким пластовым давлением в геологическом разрезе осадочного чехла платформ.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для прогнозирования землетрясений. Сущность: на сейсмоактивной территории проводят режимные наблюдения деформаций земной коры или тесно связанных с ними других геофизических полей, например уровня микросейсмической эмиссии.

Группа изобретений относится к области контрольно-измерительных систем для измерения аналита в крови. Контрольно-измерительное устройство для измерения аналита включает соединитель порта для тест-полоски, схему входного каскада, электрически соединенную с аналитической тест-полоской и содержащую операционный усилитель, микроконтроллер и сигнальную линию обнаружения тест-полоски, соединенную с источником напряжения питания и с землей, при этом соединение заземления выполнено проходящим через вставленную тест-полоску и через выходной узел операционного усилителя.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам определения натамицина в виноматериалах и винах. Для этого пробу разбавляют водой и центрифугируют.

Изобретение может быть использовано в системе управления двигателем внутреннего сгорания. Предоставлены способы для точного изучения изменчивости показаний датчика кислорода во всасываемом воздухе на впуске или в отработавших газах на выпуске двигателя.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса и для определения коэффициентов диффузии растворителей в изделиях из ортотропных листовых капиллярно-пористых материалов в бумажной, легкой, строительной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к полупроводниковой технике. Сущность изобретения заключается в формировании структуры сенсора газообразных токсичных веществ на основе пленок графена.

Использование: для определения коэффициента диффузии растворителей в массивных изделиях из капиллярно-пористых материалов. Сущность изобретения заключается в том, что создают в исследуемом изделии равномерное начальное содержание распределенного в твердой фазе растворителя, приводят плоскую поверхность изделия в контакт с импульсным точечным источником растворителя, гидроизолируют эту поверхность, располагают электроды гальванического преобразователя на этой поверхности по концентрической окружности относительно точки импульсного воздействия, при этом фиксируют два момента времени τ1 и τ2, при которых достигаются равные значения сигнала гальванического преобразователя до и после момента наступления максимума сигнала преобразователя, а расчет коэффициента диффузии производят по определенной математической формуле.

Изобретение относится к аналитической химии органических веществ и раскрывает способ определения содержания нитроксильных радикалов в сырьевых потоках непредельных мономеров.

Использование: для оценки поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз. Сущность изобретения заключается в том, что способ основан на исследовании электрофоретического поведения диспергированного материала в водной среде, в качестве материала используют контактные линзы, которые сушат при температуре 80°С, охлаждают в среде жидкого азота, измельчают, а затем диспергируют в водной среде ультразвуком, величину поверхностного потенциала частиц оценивают с помощью прибора Brookhaven ZetaPlus с использованием опции электрофоретического рассеяния света, а знак заряда поверхности контактных линз определяют с помощью программного обеспечения вышеуказанного прибора, для чего в кювету с суспензией помещают электродную систему, на которую подают электрический ток, и по допплеровскому смещению частоты рассеянного света определяют направление движения частиц, то есть знак их заряда, и скорость движения, пропорциональную величине заряда частицы.

Изобретение относится к биотехнологии и охране окружающей среды в области контроля загрязненности воды органическими веществами. Биосенсор для определения наличия органических веществ в воде состоит из пустотелого цилиндрического корпуса, в нижнем основании которого расположен анод, а в верхнем основании цилиндра - катод, которые через токоотводящие провода соединены с измерительным электронным блоком.

Использование: для создания электрохимического датчика. Сущность изобретения заключается в том, что устанавливаемое на глазу устройство для измерения концентрации аналита в слезной пленке содержит прозрачный полимерный материал, имеющий обращенную к глазу поверхность и обращенную наружу поверхность, причем прозрачный полимерный материал выполнен съемно устанавливаемым спереди от поверхности глаза; подложку, по меньшей мере частично заделанную внутри упомянутого полимерного материала; антенну, расположенную на подложке; двухэлектродный электрохимический датчик, расположенный на подложке и включающий в себя: рабочий электрод, имеющий по меньшей мере один размер менее чем 25 микрометров; и электрод сравнения, имеющий по меньшей мере в пять раз большую площадь, чем площадь рабочего электрода; и контроллер, электрически соединенный с электрохимическим датчиком и антенной, причем контроллер выполнен с возможностью: (i) прикладывания напряжения между рабочим электродом и электродом сравнения, достаточного для генерации амперометрического тока, связанного с концентрацией аналита в текучей среде, воздействию которой подвергается устанавливаемое на глазу устройство; (ii) измерения этого амперометрического тока и (iii) использования антенны для выдачи показаний измеренного амперометрического тока, причем часть прозрачного полимерного материала по меньшей мере частично окружает рабочий электрод и электрод сравнения, так что электрический ток, переносимый между рабочим электродом и электродом сравнения, проходит через эту по меньшей мере частично окружающую часть прозрачного полимерного материала.

Изобретение относится к способам литохимических поисков золоторудных месторождений. Сущность: проводят отбор и физико-химический анализ проб. Для каждой пробы ионоселективными электродами определяют потенциалы рН и Eh. По результатам нормированного по фону показателя pHEh проводят графический анализ и выделяют золоторудные аномалии. Технический результат: уменьшение трудоемкости, повышение скорости проведения анализов, повышение воспроизводимости анализов, повышение релевантности результатов. 6 ил.

Наверх