ГЛАВА 5. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАЗВЕДКИ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Геофизические и геохимические методы применяются на всех стадиях геологоразведочных работ, а также при эксплуатации золоторудных месторождений. Широкое использование их направлено на повышение эффективности поисков и разведки путем более обоснованного и рационального размещения выработок и скважин.

Геофизические и геохимические аномалии, выявленные при картировании, поисках и разведке, обусловлены геологическими причинами, природа которых должна быть установлена при геологических исследованиях естественных и искусственных обнажений. Поэтому выяснение геологической природы указанных аномалий требует тесного сочетания геофизических и геохимических методов с геологическими.

Для более полного использования геофизических и геохимических данных предусматривается оперативное изучение геофизических и геохимических аномалий путем проходки горных выработок или бурения. Задержка проверки геофизических аномалий на длительный срок даже при детальных работах на рудных полях недопустима. Закрепление аномальных точек и аномальных осей на местности требует больших затрат, кроме того, найти их через два-три полевых сезона или даже два-три месяца часто практически невозможно по ряду причин: перепахивание участка, вырубка леса и т. д. Это нередко приводит к частичному или полному уничтожению пикетов. Нахождение аномальных точек по координатам требует очень хорошей топографической основы, что также связано с дополнительными затратами средств и труда. Все оперативно не проверенные аномалии обесцениваются, а средства, затраченные на геофизические геохимические работы, не используются эффективно. Если с проверкой аномалий запаздывают, то геофизики или геохимики не могут оперативно сопоставить полученные сведения с геологическими явлениями, их обусловившими.

Кроме того, золоторудные тела и вмещающие их геологические структуры часто обладают относительно небольшими размерами, но ввиду непостоянства физических свойств пород получается большое количество аномалий, выяснить природу которых достаточно сложно. Поэтому установление характера аномалий и связи их с теми или иными геологическими явлениями эффективно только при оперативной проверке и всесторонней интерпретации.

5.1. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Конечная цель применения геофизических методов при разведке месторождений золота — повышение эффективности геологоразведочных раза счет получения информации о геологическом строении участков, не вскрытых скважинами и горными выработками, возможности интерполяции геологических данных по материалам геофизики, а также за счет сокращения объемов горных и буровых работ. Геофизические методы рекомендуется использовать при геологоразведочных работах на рудное золото в районах средней и плохой обнаженности, где требуются значительные объемы проходки поверхностных выработок и бурения картировочных скважин. Большое значение имеют геофизические методы при разведке глубоких горизонтов золоторудных месторождений.

Применение геофизических методов основано на различии физических свойств рудных тел и вмещающих пород. Если физические параметры (электросопротивление, поляризуемость, пьезомодуль и др.) рудного тела отличаются примерно на одну четверть от параметров вмещающих пород, то его целесообразно выявлять и прослеживать с помощью методов геофизики. Величина регистрируемой аномалии зависит от соотношения размеров рудного тела и глубины его залегания. При соотношении 1:3 получаются удовлетворительные результаты, однако при глубине, превышающей в десять раз размер тела, оно не может быть обнаружено

На каждой стадии геологоразведочного процесса задачи геофизических работ различны. Так, на стадии предварительной разведки деталь но изучается поверхность месторождения и составляются геологические карты масштаба 1:10000—1:2000 в целях выявления и прослеживания рудных тел, выходящих на поверхность, определения их морфологии и размеров, а также исследования околорудных изменений, оценки возможной глубины распространения оруденения и элементов структуры, с которыми оно сопряжено.

На стадии детальной разведки геофизические методы используются для решения основной задачи — разведки месторождения на глубину выявляются скрытые рудные тела, прослеживаются рудные тела по падению, увязываются геологические данные, с помощью которых обосновывается подсчет запасов, осуществляется помощь в объемном картировании. Задачи геофизических работ при разведке месторождений, находящихся в эксплуатации, в основном те же, что и на стадии детальной pазведки.

Комплекс методов и детальность геофизических работ зависят от геолого-геофизических характеристик месторождения, а также проектируемой детальности разведки. Целесообразно геофизические работы выполнять в предельно крупном по информативности масштабе, но с учетом технических возможностей, сроков и стоимости работ. Системы разведочных выработок зависят в основном от морфологии рудных тел (жилы, жильные зоны, штокверки, залежи и т. д.). Эффективность геофизических методов обусловлена главным образом не морфологией рудных тел, а различием в физических свойствах пород и руд — количеством электропроводящих сульфидов, магнитных минералов, пьезомодулем кварца. Наибольшее число геофизических методов разработано для золото рудных объектов, представленных сульфидными телами — колчеданными и полиметаллическими жилами и залежами. Для месторождений, сложенных существенно кварцевыми и малосульфидными жилами и жильными зонами, в благоприятных физико-геологических условиях можно использовать методы электро-, магниторазведки, радиометрии, пьезоэлектрического эффекта.

Ввиду многообразия типов золоторудных месторождений и геологических особенностей рудных полей требуется индивидуальный подход и определенный объем опытно-методических работ для подбора рационального комплекса геофизических методов в целях решения конкретных геологических задач.

В процессе предварительной, а нередко и детальной разведки, обычно уточняются границы рудного поля, прослеживаются по простиранию и падению элементы структуры, определяющие пространственное размещение, морфологию и условия залегания рудных тел, составляются или уточняются крупномасштабные геологические карты. Эти работы про водятся с помощью наземных геофизических методов, широко используемых на предыдущих стадиях разведки.

Рис. 60. Зависимость запасов золота от площади гидротермально измененных пород рудных полей, отличающихся повышенной поляризуемостью. Точки 1, 2, 3 на графике соответствуют месторождениям

При детальном изучении поверхности и составлении геологических карт масштаба 1:10000—1:2000 с помощью геофизических методов проводятся: выявление и прослеживание тектонических нарушений, в первую очередь рудоконтролирующих, а также ограничивающих рудное поле и его отдельные участки; установление и прослеживание стратиграфических и магматических контактов между отдельными комплексами пород; оконтуривание площадей распространения изверженных пород различного состава; выявление и прослеживание даек; прослеживание литологических горизонтов стратифицированных толщ; оконтуривание площадей контактово и гидротермально изменных пород.

Эти задачи в основном решаются методами магнито- и электроразведки и различными их модификациями. Электроразведка используется для выявления и прослеживания зон тектонических нарушений, геологических контактов и картирования геологических образований, имеющих различные электрические параметры. Особенно широкое развитие получил метод электропрофилирования на постоянном или низкочастотном переменном токе. Магниторазведка используется часто при геологическом картировании рудных полей, в пределах которых развиты изверженные породы.

При детальных геофизических исследованиях поверхности большое значение имеет обнаружение и оконтуривание площадей гидротермально измененных золотоносных пород, окружающих рудные тела. Для этой цели используются различные методы; зависят они от вещественного состава измененных пород. Наличие в породах сульфидной вкрапленности позволяет успешно применять методы естественного поля, вызванной поляризации и др. Преобладание в породах кварца, гидрослюд и других минералов, обладающих относительно низкими сопротивлениями, дает возможность вести работы с помощью различных модификаций метода электропрофилирования. Во многих случаях гидротермальные изменения род (окварцевание, березитизация, гидрослюдизация и аргиллизация) сопровождаются уменьшением их магнитной восприимчивости, поэтому оконтуривание гидротермальных ореолов такого состава может вестись методом высокоточной магнитометрии (пониженные поля). Когда околорудные изменения сопровождаются образованием магнитных минералов (пирротина и др.), зоны околорудных изменений могут выделяться по поденным магнитным полям.

Зонам гидротермально измененных пород часто соответствуют аномалии вызванной поляризации. Площадь и интенсивность этих аномалий иногда может быть увязана с величиной прогнозных ресурсов Р₁ рудного поля (рис. 60).

Для выявления и прослеживания рудных тел, обладающих повышенной (например, при высоком содержании барита) или пониженной плотностью, в отдельных случаях может применяться гравиразведка. С её помощью могут быть выделены, например, рудоносные карсты, вызывающие появление отрицательных гравитационных аномалий (рис. 61).

Для выявления и прослеживания рудных тел, выходящих на поверхность, геофизические методы подбираются в зависимости от вещественного состава золотых руд — в основном от количества сульфидов. Различаются руды со значительным количеством сульфидов (более 10%) при котором рудные тела являются хорошими проводниками электрического тока, и руды, не содержащие сульфидов или содержащие их в незначительном количестве; последние часто обладают более высоким сопротивлением, чем вмещающие породы. Вместе с тем, в случае приуроченности и оруденения к тектоническим нарушениям рудные тела могут оказаться хорошо проводящими объектами из-за повышенной влажности пород и руд.

По физическим свойствам выделяются залежи, содержащие значительное количество высокомагнитных минералов (магнетита, пирротина), а также залежи, сложенные рудами с повышенной радиоактивностью

Для выделения и прослеживания золоторудных тел, содержании значительное количество сульфидов, существует большой набор методом электроразведки. На начальной стадии работ обычно используют метилы естественного поля, электропрофилирования, дипольного индуктивного профилирования и др. Электроаномалии разбраковывают с помощью пьезометода. При наличии вкрапленных сульфидных руд применяется метод вызванной поляризации.

В целях прослеживания уже вскрытых золоторудных залежей со значительным количеством сульфидов используется метод заряда. На рис.62 показан пример использования метода заряда на переменном токе с измерением магнитного поля на одном из месторождений, сложенном горизонтальными узкими лентообразными залежами. Месторождение разведывалось линиями буровых скважин по густой сети. С помощью метода заряда, имея одну точку подсечения рудного поля скважиной или горной выработкой, была получена ось простирания рудного тела, положение которой заверялось бурением. В результате уменьшилось общее количество скважин и возросла эффективность разведки. При использовании метода заряда около 70% разведочных скважин оказывались рудными против 15% без данных геофизики. Аномальная ось, проверенная в одной — двух точках, уверенно определяла положение рудной залежи, позволило подсчитать запасы узкими блоками вдоль аномальной оси с коэффициентом рудоносности 0,9—1,0, в то время как без применения геофизики коэффициент рудоносности был 0,3.

Кварцево-золоторудные тела с малым количеством сульфидов значительно труднее выявлять и прослеживать геофизическими методами. С этой целью в основном используются методы электропрофилирования в сочетании с методом пьезоэлектрического эффекта в наземном варианте (рис. 63). Пьезометод позволяет выделять среди многочисленных электроаномалий аномалии, обусловленные кварцевыми жилами, обладающими повышенными значениями пьезомодуля. Глубинность пьезометода в наземном варианте 10-12 м. Для поисков и прослеживания золото-кварцевых руд в отдельных случаях можно применять сверхдлинноволновое радиопрофилирование (СДВ — радиокип).

1-контуры обработанных рудных тел; 2-то же, разведанных методом заряда; 3- точка заряда; 4- ось аномалии переменногомагнитного поля над сульфидной залежью; 5-7-разведочные скважины; 5- без руды; 6- с рудой; 7- с рудой, заданные по геофизическим данным; 8- доломиты и доломитизированне известняки; 9- сиениты и монцониты; 10- скарны; 11-геофизические профили.

Для выявления и прослеживания золоторудных залежей, содержащих высокомагнитные минералы, наиболее эффективна магниторазведки. Если в рудах присутствует значительное количество пирротина, то хорошую информацию дают также методы электоразведки, используемые при поисках сульфидных проводящих рудных тел.

При разведке коренных месторождений золота, в рудах которых отмечается повышенное содержание радиоактивных минералов, целесообразны радиометрические методы.

На некоторых месторождениях золота с целью выделения рудных тел целесообразно проведение рентгенорадиометрической съемки на элементы-спутники золота, например серебро и мышьяк. Такая съемка были поставлена на месторождении, представленном золото-вкарцевыми жилами в зонах дробления среди песчано-сланцевой толщи пермо-триаса (рис. 64). В центральной части месторождения рентгенорадиометрической съемкой по сети 100 х (5—2) м в закопушках глубиной 10—15 см с по мощью прибора БРА-6 были обнаружены вторичные ореолы серебра (0,003%) и мышьяка (0,5—0,8%), приуроченные к выходам рудных тел на поверхность. Ореолы охватывают площадь минерализованных зон дробления в целом, а не только собственно рудных тел. Часть рудных тел, не содержащих мышьяковой минерализации, рентгенорадиометрической съемкой не была обнаружена.

Использование рентгенорадиометрического метода для анализа порошковых проб (рис. 65) с помощью аппаратуры «Минерал-4» позволило однозначно фиксировать в расчистке золотосодержащие интервалы с высокими значениями параметра спектральных отношений.

Для постановки геофизических работ на стадиях разведки предварительно изучают геофизические материалы, полученные на предшествующих стадиях, а также физические свойства горных пород и руд из коллекций, ранее собранных в данном районе. Это позволяет использовать имеющуюся информацию при интерпретации геофизических аномалий.

В обобщенном виде основные условия применения наземных геофизических методов (в основном на стадии предварительной разведки) приведены в табл. 18.

Эффективность геофизических работ, кроме различия в физических свойствах пород и руд, зависит также от характера рельефа местности и степени залесенности. При резко расчлененном рельефе использование геофизических методов в наземном варианте в большинстве случаев затруднительно. Густо залесенная площадь требует значительной работы по подготовке геофизических профилей.

Рис. 65. Выделение золоторудных интервалов по расчистке на одном из месторождений Западного Узбекистана с помощью рентгенорадиометрического метода:

1 – кварц-слюдистые сланцы; 2 – кварц-карбонатные породы; 3 – участки метасоматического окварцевания; 4 – пиритизация; 5 – границы расчисток; 6 – сечения опробования; 7 – 8 – графики; 7 – содержаний золота; 8 – параметров спектральных отношений.

Геофизические профили располагают соответственно через 100, 50 и 20 м при масштабе съемки

1:10 000, 1 : 5 000 и 1 : 2 000. Детальность геофизических наблюдений по профилям зависит не только от масштаба работ, но и от характера метода. Однако, как правило, при более детальном масштабе точки наблюдений на профилях располагаются через 5—10м, а в отдельных случаях даже через 2—3 м.

На стадии детальной разведки для детализации аномалий сеть сгущается, а длина профилей может быть уменьшена. В связи с большой стоимостью горно-разведочных работ по сравнению с геофизическими, Целесообразно геофизические наблюдения выполнять в предельно крупном по информативности масштабе. Укрупнение масштаба следует прекращать, когда дальнейшее сгущение сети не дает дополнительной полезной информации.

Направление геофизических профилей выбирается, как правило, вкрест вероятного простирания рудных тел с учетом простирания геологических структур. В связи с тем, что на рудных полях обычно развиты рудовмещающие структуры разных направлений, во многих случаях следует проводить определенный объем геофизических наблюдений по профилям, задаваемым вкрест направления основных геофизических профилей.

В процессе геофизических работ необходимо одновременно осуществлять и топографические работы для разбивки и привязки геофизической сети. Последняя обычно используется также для геохимической съемки, геологических наблюдений, привязки поверхностных горных выработок и скважин.

Шахтные и скважинные геофизические методы используются в основном на стадии детальной разведки. Каротаж обязательно применяется на всех стадиях работ. Различные виды каротажа (сопротивлений, гамма-каротаж и др.) способствуют уточнению границ и обнаружению пропущенных рудных интервалов при бескерновом бурении или низком выходе керна. Метод радиопросвечивания, индуктивные и другие скважинные методы позволяют обнаружить рудные тела в межскважинном пространстве (41).

Шахтные варианты методов пьезоэлектрического эффекта и радиопросвечивания способствует выявлению скрытых рудных тел в пространстве между горными выработками.

Радиоволновые измерения наиболее эффективны при разведке рудных тел существенного сульфидного состава. Область «радиотени» (область распространения сульфидных рудных тел, являющихся экранами для радиоволн) соответствует сульфидным рудным телам (ис.66, А). При разведке кварцевых жил методом радиопросвечивания в отдельных случаях можно решать задачи по увязке жильных подсечений в скважинах подземного бурения, определению жильных подсечений в скважинах подземного бурения, определению простирания кварцевых жил в межвыработочном (см. рис. 66.Б) или межскважинном пространстве, а также поисков утерянных фрагментов жил.

Пьезометод – единственный прямой геофизический метод, позволяющий установить наличие кварца в рудных телах. В горных выработках обычная дальность обнаружения кварцевых жил и окварцованных зон 70-80м. Имеются примеры обнаружения кварцевых жил на расстоянии 180м при зарядах повышенной мощности (до 8кг взрывчатых веществ). На таких метсорождениях подземные выработки проходятся с учетом данных пьезомеода (рис.67), заверенных данными бурения горизонтальных подземных скважин.

Ядерно-физические методы позволяют проводить экспресс анализ некоторых элементов-спутников золота (например, меди, серебра) непосредственно в стенках скважин и горных выработках, что косвенно позволяет определить ценность руд.

При благоприятных условиях применение скважинных и шахтных геофизических методов может способствовать значительному сокращению объема буровых и горных работ и повышению достоверности интерполяции геологичсеких данных, обосновывающих подсчет запасов на участках, не вскрытых разведочными выработками. При постановке скаженных и шахтных геофизических исследований выбор того или иного метода зависит также, как и при наземных работах, от вещественного состава руд и конктретной геологической обстановки. Условия применения скаженных и шахтных геофизических методов (в основном на стадии детальной разведки) в обобщенном виде приведены в табл.19.

Таблица 18

Комплекс наземных геофизических методов, применяемых при разведке золоторудных месторождений различных типов

	Существенно кварцевый и малосульфидный тип оруденения			Сульфидный тип оруденения (сульфидов более 10 %)
Решаемые задачи	Жилы, жильные зоны	Штокверки	Залежи трубчатой и неправильной формы	Жилы, залежи (лннзовидные, пластообразные и др.	Минерализованные зоны	Штокверки	Залежи трубчатой и неправильной формы

Уточнение границ рудного поля, прослеживание структурных элементов, картирование в масштабах 1 : 10000—1 : 2000 интрузивных, эффузивных, осадочных пород, даек и т. п.	+ 1а; 16; 1е; 2; 6	1а; 2; 6	1а	+ 1а; 16; 1г; 1д; 1е; +2; 6	+ 16; +1в; +2; 6	1а; 16;	1а
Оконтуривание измененных околорудных пород	1а; 1в; 1е; 2	1а; 2	—	+ 1в; 2	—	—
Оконтуривание измененных околорудных пород	1а; 1в; 1е; 2	1а; 2		+ 1в; 2
Прослеживание вскрытых рудных тел, поиски рудных тел	+ 1а; 16; 1в; +2; +3; 4	1а -	—	1д; 1е; 4	+ 1д; 4	—	4


Выявление рудных интервалов по элементам-спутникам	—	—	—	+5	+5	—
Выявление рудных интервалов по элементам-спутникам
Оценка возможной глубины распространения оруденения	6.	—	—	+6	6; 7	—	6
Оценка возможной глубины распространения оруденения

Примечания. 1—электроразведка методами: 1а — электропрофилирования (в том числе срединного градиента, СДВР и дипольного), 16 — естественного поля, 1в — вызванной поляризации (при наличии вкрапленных сульфидов), 1г — переходных процессов или многочастотных измерений, в том числе незаземленной петли и двупетлевой (преимущественно для золотоколчеданных руд с хорошей электропроводностью), 1д — заряда, 1е — дипольного индуктивного профилирования; 2 — магниторазведка высокоточная (в случае повышенного содержания магнитных минералов — магнетита, пирротина и др.); 3 — пьезоэлектрический метод (при повышенной пьезоактивности кварца рудных жил); 4 — радиометрия; 5 — рентгенорадиометрия; 6 — гравиразведка высокоточная (для прослеживания структурных элементов, оценки глубины распространения сплошных золотосодержащих полиметаллических и колчеданных руд, а также рудоносных карстов); 7 — сейсморазведка детальная MOBили КМПВ (при изучении структур, связанных с оруденением) Полужирным шрифтом набраны наиболее перспективные методики: знак «+» — соответствует перспективной методике.

В процессе эксплуатации возникает необходимость проведения разведочных работ на глубоких горизонтах для обеспечения сырьем действующих крупных горно-обогатительных предприятий.

Таблица 19

Комплекс шахтных и скважинных геофизических методов, применяемых при разведке месторождении

Решаемые задачи	Геофизические методы и и дальность их действия, м	Осложнения и помехи
Существенно кварцевый и малосульфидный тип оруденения
Поиски и прослеживание рудных тел между скважинами и горными выработками, оценка размеров и пространственного положения рудных тел	Пьезоэлектрический; 50—80 л	Низкая пьезоактивность рудных жил, наличие непромышленных жил и окварцованных пород
Выделение кварцевых жил и окварцованных зон в разрезе скважин, корреляция рудных тел между скважинами	Каротаж сопротивлений, гамма-каротаж
Корреляция рудных тел между горными выработками и скважинами	Радиопросвечивание — радиоволновый метод ВЭМК; до 150 м метод электрической корреляции на постоянном токе; до 800 м	Наличие пластов высокоомных пород менее определенная форма аномалий по сравнению с ВЭМК
Сульфидный тип оруденения (сульфидов более 10%)
Прослеживание рудных тел между скважинами и горными выработками, оценка размеров и пространственного положения рудных тел, выделение области уменьшенной мощности рудных тел.	Радиопросвечивание; 100—400 л	Малые размеры промышленных участков
Выделение рудных зон низкого противления в разрезе скважин, корреляция рудных тел между горными выработками и скважинами.	Каротаж сопротивлений, токовый каротаж	Зоны дробления, графитизации, пиритизации
Корреляция рудных тел между горными выработками и скважинами Прослеживание рудных тел на поверхности.	Метод электрической корреляции; до 800 м Метод заряда на постоянном и переменном токе; 200—600 м	То же Зоны дробления, графитизации, пиритизации; малые размеры рудных тел
Выделение рудных участков в скважинах и горных выработках, определение общего объема оруденения	Метод естественного электрического поля; 150—200 м	Графитизация, углефикация и сильная пиритизация вмещающих пород
Выделение интервалов вкрапленных руд	Метод вызванной поля ризации; 50—100 м	То же
Оценка размеров сульфидных рудных тел, встреченных скважиной; поиски рудных тел в окрестностях скважин	Многочастотный индуктивный метод	Повышение сопротивления руд-

Для подтверждения оценки прогнозных ресурсов Р₁ и выявления запасов промышленных категорий требуется не только бурение глубоких скважин, но и проходка шахт глубиной примерно до 800 м. Для обоснования затрат на них необходима объективная информация о геологическом строении глубоких горизонтов, получить которую можно не только на основании экстраполяции геологических данных с поверхности, но и главным образом по материалам геофизики, а также путем изучения первичных ореолов золота и сопутствующих компонентов.

С помощью методов геофизики можно дополнительно узнать ряд сведений: глубину продолжения крупных тектонических нарушений — рудовмещающих, рудоконтролирующих, рудоограничивающих; наличие ярусности в строении рудного поля и вертикальном диапазоне отдельных ярусов; характер контактов, форму и глубину залегания интрузивных тел или покровов вулканитов; блоковое строение рудного поля и, в частности, его фундамента при наличии ярусного строения; возможное поведение промышленного оруденения на глубину.

Эти данные могут быть получены в результате совокупного анализа геофизических материалов, полученных в процессе воздушных геофизических съемок, наземных геофизических работ и скважинных или шахтных геофизических методов (последние являются основными). Для решения вопросов глубинного строения может потребоваться проведение дополнительного объема геофизических работ. Как правило, они требуют значительных затрат и поэтому постановка их должна быть геологически обоснована.

При глубинных исследованиях целесообразно использование методов грави- и сейсморазведки, позволяющих получить более ценную и полную информацию о глубинном геологическом строении. Кроме того, в отдельных случаях можно применять магнито- и электроразведку (частотное электрозондирование).

5.2. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

При разведке золоторудных месторождений из геохимических методов главная роль принадлежит изучению первичных ореолов. Первоначальные сведения о строении и размерах ореолов должны быть получены до передачи объекта в разведку на стадиях поисковых и поисково-оценочных работ. Использование этих данных в сочетании с геолого-структурными помогает целенаправленно вести разведочные работы. Если геохимические работы не были проведены, то они должны быть выполнены с опережением горных и буровых работ.

Для изучения ореолов месторождения осуществляются геохимические работы в масштабе 1:10000 с расстоянием между профилями 100 л и опробованием коренных пород или валунно-щебнистой составляющей элювиально-делювиальных отложений с интервалом 10—20 м. В закрытых районах рекомендуется вскрывать коренные породы неглубокими скважинами. В результате должны быть составлены карты моноэлементных и мультипликативных ореолов, получены значения коэффициентов зональности, позволяющие судить об уровне эрозионного среза оруденения. Выявленные в процессе этих работ строение и морфология ореолов должны быть обязательно учитываться при проходке разведочных выработок.

На стадии предварительной разведки геохимические методы могут быть использованы для решения следующих задач: прослеживания рудо-вмещающих структур и выяснения их морфологии, параметров и элементов залегания; определения уровня эрозионного среза рудных тел; оценки глубоких горизонтов и флангов месторождения; поисков скрытого оруденения.

Решение этих задач возможно лишь при планомерных геохимических исследованиях и их тесной увязке с геофизическими, геологоструктурными и минералогическими исследованиями.

Геохимическое опробование следует проводить по всем имеющимся горным выработкам и скважинам, пересекающим рудные тела вкрест простирания. Средний интервал опробования для большинства типов золотого оруденения 3—5 м, для штокверкового типа он может быть увеличен до 10 м. На участках проявления прожилковой и жильной минерализации, зон тектонических нарушений и гидротермального изменения пород интервал опробования необходимо уменьшить в соответствии с мощностью этих образований. Пробы отбираются методом пунктирной борозды из вмещающих пород и рудных тел и включают 8-10 мелких сколков пород, равномерно отобранных со всего интервала. Масса пробы составляет в среднем 300 г, а после дробления, истиранняя и квартования — 50—100 г. Пробы анализируются преимущественно высокопроизводительными экспрессными методами: приближенно-количественным спектральным, атомно-абсорбционным, нейтронно-активационным и др. Основной метод приближенно-количественного анализа (на 40 элементов) — метод вдувания порошка пробы в зону разряда дуги трехфазного тока с использованием спектрографа ДФС-13. Для определения содержаний золота используется спектрозолотометрический метод с предварительным химико-сорбционным обогащением, мышьяка и сурьмы — двухдуговой метод из камерных электродов, ртути-ртутно-абсорбиционный. Для получения достоверных данных о содержаниях ртути необходимо все пробы, отобранные в подземных горных выработках, промыть водой для избавления от «техногенной» ртути, которая появляется при взрывных работах из-за использования детонаторов с гремучей ртутью. Кроме того, при долгом хранении дробленных, особенно истертых проб, содержание в них ртути может уравниваться ввиду ее высокой летучести, поэтому анализ на ртуть должен проводиться в первую очередь.

Для расчета погрешности анализа выполняют контрольное опробование по участкам, где выявленные геохимические аномалий плохо увязываются с геологическими данными или же где наблюдается противоположная картина — визуально наблюдаемая рудная минерализация не сопровождается геохимической аномалией. Систематическая ошибка логарифмов концентраций вычисляется по формуле

где n— число пар контрольных проб (не менее 100); C_i₁, и C_i₂— концентрация элементов в пробе соответственно по первичному и контрольному опробованию.

Систематическое относительное расхождение концентраций определяется по антилогарифму систематической ошибки S_сист= 10^Δсист. Эта величина не должна быть более 1,1. В противном случае Δ_сист. алгебраически вычитают из всех lgС_i₁. При отсутствии существенного систематического расхождения вычисляют среднюю случайную ошибку логарифмов концентраций.

Ее антилогарифм дает случайное среднее относительное отклонение концентраций S_сист= 10^Δсист Эта величина не должна превышать двух, иначе работа забраковывается.

Первоначально для определения комплекса ореолообразующих элементов и их фоновых концентраций проводится приближенно-количественный спектральный анализ проб, отобранных из неизмененных вмещающих пород на значительном удалении от рудных зон и условно относимых к фоновым. Из каждой разновидности пород и из рудных тел анализируют по 15—20 проб. После сопоставления анализов фоновых и рудных проб определяется комплекс анализируемых в дальнейшем элементов. К ореолообразующим относят элементы, накапливающиеся в рудном теле или подвергшиеся выщелачиванию из него. Обычно чти не менее 15—20 элементов, наиболее типичных для золоторудных месторождений (Аи, Ag, Pb, Zn, As, Sb, Си, Bi, Sn, Mo, W, Mn, Hg, Co, Niи др.) Помимо ореолов рудогенных элементов, рекомендуется также изучать ореолы петрогенных элементов (К, Na, Ti и др.) как положительные, так и отрицательные. Известно, что они связаны с предрудным метасоматозом и помогают выявлять зоны рудоносных метасоматитов.

Статистическая обработка результатов спектрального анализа!, необходимая для построения моноэлементных ореолов, заключается в определении в фоновых выработках минимально-аномальных содержаний и дисперсией по стандартной методике. Невысокая чувствительность приближенно-количественного спектрального анализа не позволяет устанавливать фоновые концентрации некоторых элементом (Аи, As, Sb, Hgи др.), поэтому оконтуривание ореолов проводят ни изоконцентрациям, кратным 3 или 10 (3, 10, 30 или 10, 100, 10000).

Элементный состав ореолов зависит от минерального состава руд и характеризуется элементами, входящими в состав рудных минералов. Существенную роль в ореолах играют также элементы, которые не образуют собственных минеральных форм и встречаются в виде примесей в жильных, рудных и породообразующих минералах; к мим относятся Со, Ni, Cd, Ba, Moи др. В целом для разных золоторудных месторождений наблюдается очень близкий по составу набор ореолообразующих элементов. Различие заключается в количественных соотношениях между ними.

Главная роль принадлежит элементам, типоморфным для данного минерального типа оруденения. Эти элементы выявляют в процессе дальнейшей статистической обработки с помощью корреляционного и факторного анализов и кларка концентрации — среднеаномального содержания, ранжированного по фону.

К типоморфным относят элементы, которые имеют максимальные значения кларков концентрации и наиболее тесные положительные корреляционные связи между собой. Типоморфные элементы образуют наиболее интенсивные ореолы вокруг рудовмещающих структур и могут быть использованы для их прослеживания как в моноэлементном так и в мультипликативном варианте. Мультипликативные ореолы, представляющие собой произведение содержаний типоморфных элементом, наиболее эффективны при прослеживании рудных тел, не имеющих четких геологических границ (метасоматические линзы и залежи). По максимальным значениям мультипликативного показателя могут быть определены контуры рудоносных участков и скорректировано направление разведочных выработок.

В связи с тем, что ореолы в подавляющем большинстве случаев повторяют форму рудных тел, их размеры, строение и морфологии позволяют судить о структурно-морфологическом типе оруденения (жилы, жильные зоны, штокверки, метасоматические залежи). Наиболее мощные, интенсивные и протяженные ореолы формируются вокруг шток верков и крупных залежей. Более узкие, линейно-вытянутые ореол и сопровождают жилы, в несколько раз превышая их по мощности. Жильные зоны окаймляются значительно более широкими и протяженными ореолами, чем жилы.

Полученные в результате предварительной разведки сведения о размеpaxи интенсивности ореолов позволяют с некоторой долей условности оценить параметры рудных тел. На одном из золото-серебрянных месторождений отмечалось четкое соответствие ширины и интенсивности ореолов главных рудогенных элементов (Аи, Ag, Pb, Zn, Си) параметрам морфологии рудных тел. Наиболее выдержанные по простиранию ореолы, мощность которых превышает 100 м, сопровождают штокверкоподобные рудные зоны мощностью 10—20 м, в то время как малоценным (0,5—1, реже 2 м) рудным жилам соответствуют ореолы мощностью 10—15 м и значительно меньшей протяженности. Увеличение ширины и интенсивности ореолов большинства элементов-индикаторов фиксируется вблизи рудных столбов, локализованных на участках сопряжения рудных зон разного направления.

Прямая зависимость размеров ореолов от масштабов оруденения отмечается на многих золоторудных месторождениях. На месторождениях жильного типа первичные ореолы достигают максимальной ширины , уровне зоны оптимального оруденения и непосредственно над нею: ширина ореолов 100—200 м вокруг отдельных рудных тел и 800—1000 м для совокупности жил. Чем крупнее месторождение, тем больше площадь ореола золота, а также его среднее содержание и дисперсия. По данным Н. В. и Н. А. Росляковых [47], площадь ореола золота крупных месторождений составляет 10 км², средних 5 км², мелких 1—2 км². Среднее содержание золота в ореоле зависит, помимо масштаба оруденения, от морфологического типа рудного тела: для жильного типа среднее содержание золота 20, 80, 125 мг/т; для штокверного 350 мг/т; прожилково-вкрапленного 140—210 мг/т; для линз и залежей 300 мг/т.

По строению ореолов могут быть определены элементы залегания рудного тела. Для этой цели можно использовать поперечную зональность ореолов, которая характеризуется различием в ширине ореолов вкрест простирания рудного тела. Для наклонных рудных тел поперечная зональность будет ассиметричной со смещением ореолов верхнерудных элементов в сторону висячего блока. Вертикальные и крутопадающие рудные тела имеют симметричную поперечную зональность.

Наиболее важная в практическом отношении особенность строения ореолов — их вертикальная зональность, которая может быть использована для оценки глубоких горизонтов, флангов месторождения, определения уровня эрозионного среза рудных тел и поисков скрытого оруденения. Имеется несколько методов определения зональности ореолов. По методике, разработанной С. В. Григоряном, вертикальная зональность устанавливается по изменению с глубиной ширины и интенсивности ореолов. Для изучения зональности выбирается рудное тело окаймляющими его ореолами, наиболее полно вскрытое подземными ирными выработками или скважинами. На разных по падению рудного тела уровнях подсчитывается линейная продуктивность всех ореолоорбразующих элементов в метропроцентах, которая нормируется по максимальному значению. Нормированные линейные продуктивности суммируются на каждом уровне. Отношение продуктивности одного цемента к сумме продуктивностей всех элементов является показателем зональности этого элемента. По максимальным для каждого элемента показателям зональности, показывающим, на каком уровне происходит относительное накопление этого элемента, составляется ряд зональности (табл. 20).

По методике А. П. Соловова проводится подсчет парных отношений элементов на разных уровнях оруденения, составление графиков изменения отношений с глубиной и выявление центров тяжести этих отношений в метрике уровней, на основании которых составляется ряд вертикальной зональности. На кафедре геохимии МГУ под руководством А. П. Соловова разработана программа «064—МГУ», по которой обрабатываются аналитические данные.

Сравнение рядов вертикальной зональности ореолов золоторуд-ЦХ месторождений разных минеральных типов (табл. 21) позволяет довить существенные различия в положении многих элементов и в рвую очередь золота. На золото-серебрянных месторождениях золото мере увеличения содержаний серебра в рудах и уменьшения лото-серебряного отношения располагается в ряду вертикальной зональ-СТИ ореолов на все более высоком гипсометрическом уровне.

Важным фактором, определяющим относительный уровень накопления золота в ореолах жильных золоторудных месторождений, является температура образования руд [39]. На низкотемпературных месторождениях золото фиксируется обычно на верхнерудном уровне, смещаясь сторону подрудного по мере увеличения температуры образования руд. Резко изменяется положение в рядах зональности таких элементов, как свинец, цинк, мышьяк, медь — элементов индикаторов золотого золото-серебряного оруденения. Одна из причин этого — наличие разных минеральных форм нахождения элементов (сульфиды, сульфосоли, окислы, самородные элементы, изоморфные примеси в рудных и жильных минералах). Существенное значение имеет также глубина образования месторождений. На близповерхностных месторождениях свинец и цинк обычно относятся к нижнерудным элементам, в то время как с увеличением температуры и глубины формирования руд эти элементы смещаются в сторону верхнерудных.

Ряды зональности ореолов, фиксирующие зональность отложения рудного вещества, часто могут искажаться за счет проявления стадийной и этапной зональности. В связи с тем, что на многих золоторудных месторождениях гидротермальный процесс протекал многостадийно и руды часто носят телескопированный характер, положение элементов в рядах зональности может быть обусловлено комплексом всех перечисленных факторов. Для правильной интерпретации ореолов телескопированного оруденения необходимо анализировать корреляционные связи между элементами, а также данные минералогических исследований. Элементы, типичные для определенных уровней и характеризующие зональность отложения, обычно коррелируют между собой.

Таблица 20

Линейные продуктивности (в метропроцентах), показатели зональности и ряд вертикальной зональности

Элементы	Линейная продуктивность			Коэффициент нормирования	Нормированные линейные продуктивности			Показатели зональности
Элементы	1	2	3	Коэффициент нормирования	1	2	3	1	2	3
Au	0.01	0.009	Не обн.	10000	100	90	-	0,03	0,05	-
Ag	9,6	3,8	0,7	100	960	380	70	0,3**	0,2	0,2
As	2,5	0,6	3,5	100	250	60	350	0,08	0,04	0,2
Sb	5,4	1,1	0,2	100	540	110	20	0,18	0,07	0,01
Pb	241	173	105	1	241	173	105	0,08	0,1	0,06
Zn	266	138	188	1	266	138	188	0,08	0,08	0,1
Cu	128	84	8	1	128	84	8	0,04	0,05	0,005
Co	0,18	0,25	0,28	1000	180	250	280	0,06	0,15	0,17
Ni	0,2	0,1	0,4	1000	200	100	400	0,07	0,06	0,2
Mo	0,2	2,7	1,2	100	20	270	120	0,007	0,15	0,07
W	0,04	0,1	1,2	100	4	10	120	0,001	0,006	0,07

Сумма

Ряд вертикальной зональности Ag, Sb- Au, Cu, Pb, Mo- Zn, As, Co, Ni, W.

*1-3 уровни оруденения

**Подчеркнуты максимальные значения показателя зональности для каждого элемента.

На некоторых месторождениях на верхнерудном уровне наблюдаются положительные корреляционные связи у золота и серебра с медью и сурьмой, на нижнерудном уровне — со свинцом и цинком, а на подрудном — с кобальтом, молибденом и вольфрамом. Появление интенсивных ореолов молибдена и вольфрама свидетельствует о выклинивании золото-серебряного оруденения. В то же время в рудах помимо промышленной золото-серебряной наблюдается проявление послепродуктивной редкометальной минерализации (касситерит, шеелит, молибденит), в основном встречающейся на глубоких горизонтах месторождения в апикальной части гранитоидного массива в связи с грейзеновыми образованиями. На отдельных тектонических ослабленных участках рудных зон ореолы редкометальной минерализации фиксируются и на верхнерудных уровнях. В частности, на одном из золото-серебряных месторождений на северном фланге рудной зоны на верхних горизонтах штольни установлены интенсивные ореолы молибдена и вольфрама, типичных подрудных элементов, что могло служить признаком глубокой эродированности рудной зоны на этом участке. Однако на том же уровне были установлены ореолы коррелирующихся между собой верхнерудных элементов — ртути, сурьмы, меди, золота, серебра, в то время как у молибдена и вольфрама отсутствовали корреляционные связи с золотом, серебром, свинцом, цинком, медью (рис. 68 и 69). На проекции рудной зоны на вертикальную плоскость показаны ореолы элементов, суммированные по квершлажным выработкам, и оконтурены области значимых корреляционных связей между элементами. Эти данные в сочетании с минералогическими признаками (наличие высокотемпературной грейзеновой минерализации)

Таблица 21

Ориентировочные ряды вертикальной зональности геохимических ореолов золоторудных месторождений

Рудная формация	Минеральный тип	Ряды зональности (сверху вниз)
Золотосеребряная	Серебро-аргентированный Пирит-арсенопиритовый Пирит-аргентированный Пирит-пираргиритовый	Au, Ag, Sb, Cu — Pb, Cd, Zn — As, Co, Ni. Mo, W a) Ag — Pb — Mn — Zn — Аи— Си-Mo — W — As б) ag — As — Аи, Zn — Си— Mo — Pb-Sb Hg — As — Сu — Аu — Mo — Pb Сu — Hg, As, Pb — Ag, Аu
Золото-кварцевая	Золото-пиритовый Тетраэдрит-теллуридовый Сульфидно-теллуридовый	a) Аu — Ag — Pb — Zn — As — Sb — W - Ni, Co — Be — Сu — Sn — Mo 6) As — Sb — Ag — Pb — Zn — Сu, Bi, Au — As₂ — Mo в) В— Ba — Ga — As — Ag, — Pb — Zn - Сu — Ag₂ — Аu Hg — As — Zn — Сu — Аu Hg - Ba - Ag₁; Аu Pb - - Zn — Сu – Ag₂ ; Au₂; As — Mo — Co, Ni — Co, Ni — Sn - Be
Золото-кварц-сульфидная	Золото-арсенопиритовый Галенит-сфалеритовый Пирит-арсенопиритовый	Ag, Pb, Sb, Be — Bi — As, Аu, Сu, Sn – W Pb, Ag, Sb — As — Аu — Zn — Mo — Сu - Sn — W, Be, Co, Ni a) Pb, Ag, Zn, Sb, As — Сu, Bi, Аu б) Hg — Сu — As, Ag — Pb, Sb, Bi, Au - Mo, Co, W
Золото-сульфидная	Пирит-арсенопиритовый Пирит-гематитовый Золото-антимонитовый Золото-барит-поли-исталлический	a) Ag₁, Pb, Zn, Си— As — Bi — Аu, Ag₂; Co, Mo, W б) Ag — Ba — Сu — Sb, Zn — As — Аu - Pb, W в) Sb — Ag — Pb, Zn — Сu, Аu, Bi, As - Ni, Co, Mo, W, Sn Ag — Pb — Сu — Аu — Zn, Mo, Co, Ni, W W — As — Аu — Mo — Ga — Sb — Zn - -Bi — Sn — Pb — Co — Ag — Сu Ag — Sb, Ba, Аu — Pb, Zn, As, Сu — Cо— Mn, Mo

позволили пренебречь интенсивными ореолами молибдена и вольфрама и положительно оценить перспективы глубоких горизонтов северного фланга рудной зоны. В результате бурения на глубине был вскрыт богатый рудный столб.

Аналогичные ситуации можно ожидать и на других золоторудных месторождениях, где наблюдается высокотемпературная редкометальная минерализация.

Ввиду неоднозначности положения элементов-индикаторов в ряду вертикальной зональности ореолов для месторождений даже одной руд ной формации вертикальную зональность необходимо устанавливать на каждом разведуемом объекте. Изучение геохимической зональности должно проводиться в комплексе с минералогическими исследованиями, включающими изучение вещественного состава руд и последовательности формирования, и сопровождаться анализом корреляционных связей между элементами.

В последние годы применяется методика прогнозной оценки оруденения с помощью мультипликативных показателей [9]. На основе рядов вертикальной зональности выбирают элементы, наиболее типичные верхнерудных и подрудных уровней ореолов. Отношение произведений содержаний верхнерудных элементов к подрудным позволяет количественно оценивать вертикальную зональность и именуется коэффициентом зональности К₃ . На золоторудных месторождениях, где были учены первичные геохимические ореолы и определена их зональность, использовался для оценки уровня эрозионного среза рудных тел, прогнозной оценки глубоких горизонтов и флангов месторождения в целом.

На одном из золото-серебряных месторождений величина К₃ Аu. • Ag• Sb/Co• Mo• W(числитель) и Ag• Sb• Сu/Со • Mo• W(знаменатель) увеличивается от подрудных к верхнерудным уровням оруденения на несколько порядков.

Уровни К3

Верхнерудный 104/707473

Среднерудный 284/77012

Нижнерудный 1,1/4022

Подрудный 0,16/76

Рудные зоны, локализованные в долгоживущих структурах глубокого заложения, имеют значительно больший вертикальный интервал оруденения, чем жилы, что находит отражение в градиенте К₃. Небольшому размаху оруденения соответствует высокий градиент К₃ (четыре — шесть порядков на 200 м), а оруденение, имеющее значительную протяженность по падению, характеризуется более низким градиентом К₃ (три — четыре порядка на 400 м). Распределение величин К₃ в плоскости разрезов, пересекающих месторождение вкрест простирания рудоносных структур, позволяет оконтурить область распространения золото-серебряного оруденения и выявить целый ряд новых участков, характеризуемых высокими значениями К₃ и перспективных на золото-серебряное оруденение (рис. 70).

Для многих золоторудных месторождений типично многоярусное строение рудоносных структур с кулисообразным или четковидным расположением рудных тел по падению. В таких случаях использование Кз может привести к ошибочному представлению о перспективах рудоносной структуры в целом, так как каждое рудное гнездо характеризуется контрастным проявлением геохимической зональности, и глубокий эрозионный срез выходящего на поверхность рудного гнезда фиксируется значениями Кз, соответствующими нижнерудному уровню, что приводит к отрицательной оценке рудной зоны, которая на самом деле слабо эродирована и содержит на глубине серию четковидных рудных тел. Для более достоверной оценки уровня эрозионного среза подобных зон привлекаются элементы, строение ореолов которых определяется процессами предрудного метасоматоза.

На золото-арсенопиритовом месторождении золото-кварц-сульфидной формации, расположенном в перивулканической зоне, Г. Я. Абрамсоном было установлено, что Со, Ni, Mn, Tiи некоторые другие элементы образуют ореолы выщелачивания из рудных зон, причем с глубиной, за пределами этих зон концентрации увеличиваются. Предложен К₃, представляющий собой произведение содержаний Со, Ni, Mn, величина которого увеличивается на глубине 500 м в сотни тысяч раз и позволяет оценить уровень эрозионного среза рудной зоны в целом независимо от положения в ней отдельных рудных гнезд.

Глубокие горизонты и фланги месторождения оцениваются на основе геохимического опробования горных выработок и скважин, и пробуренных на флангах или вскрывающих глубокие горизонты. В связи с тем, что размеры ореолов значительно превышают размеры рудных тел, которые они сопровождают, в том числе в надрудной части по восстанию рудоносной структуры, геохимическое опробование позволяет выявить ореолы, связанные с рудными телами, залегающими рядом или глубже разведанных. Признаками скрытого оруденения являются ореолы взаимокоррелирующихся верхне- или надрудных элементов с .соответствующим этому уровню значением К₃. Таким образом, изучение первичных ореолов существенно увеличивает радиус действия разведочных выработок.

В случае кулисообразного или четковидного расположения оруденения по падению, которое приводит к наложению надрудных ореолов залегающего на глубине скрытого оруденения на нижнерудные ореолы вскрытого рудного тела, необходимо обращать внимание на усиление ореолов надрудных элементов на глубине как в пределах известных рудных структур, так и в межрудном пространстве. Значение К3 на этих участках может не соответствовать надрудному уровню из-за большой доли нижнерудных элементов. Для увеличения контрастности ореолов рекомендуется использовать мультипликативные ореолы надрудных элементов в сочетании с главными рудогенными (типоморфными для данного типа оруденения). При этом совпадение ореолов надрудных и типоморфных элементов будет указывать на субвертикальное падение скрытого оруденения; смещение мультипликативных ореолов надрудных элементов по отношению к типоморфным, характерное для наклонного залегания рудного тела, происходит в направлении висячего бока скрытого оруденения.

На некоторых золоторудных месторождениях отмечалось образование полиформационных ореолов, сопровождающих разные по составу типы оруденения На глубоких горизонтах одного из золото-серебряных месторождений ниже его продуктивной части были установлены интенсивные ореолы бария, образующего «шапку» над мощной (свыше 500м шириной) комплексной аномалией. По кларкам коцентрации была установлена типоморфная геохимическая ассоциация (Zn, Pb, As, Ag), характерная для серебро-полиметаллического оруденения, в то время как для золото-серебряного оруденения, расположенного на верхних горизонтах, типоморфны Ag, Аи, Си, Pb, Zn. Образование полиформационных ореолов, сопровождающих разные по составу типы оруденения, привело к нарушению вертикальной зональности, корреляционных связей между элементами, появлению двух максимумов содержаний у PbZn. Для расшифровки полиформационных ореолов были привлечены данные по составу метасоматитов и жильно-прожилковой минерализации. На рассматриваемом месторождении на глубоких горизонтах было обнаружено широкое развитие послепродуктивной прожилково-вкрапленной полиметаллической минерализации, локализованной в эпидот-хлорит карбонатных пропилитах, в отличие от золото-серебряных рудных жил, приуроченных к более низкотемпературной фации пропилитов (гидрослюдисто-хлорит-кварцевой).

Таким образом, при поисках скрытого оруденения в первую очередь необходимо установить минерально-геохимический тип оруденения, предполагаемого по обнаруженной аномалии, учитывая возможность образования полиформационных ореолов. Для этого по кларкам концентрации и корреляционным связям элементов выявляют типоморфную геохимическую ассоциацию. В случае появления аномалий, связанных с другим типом оруденения, для определения уровня его эрозионного среза привлекают сведения по вертикальной зональности месторождений, аналогичных по составу и геолого-структурным условиям.

При детальной разведке сохраняется необходимость в решении с помощью геохимических методов тех же задач, что и при предварительной разведке, только с более высокой степенью достоверности. Это обусловлено необходимостью детального изучения и разведки рудных тел с целью подсчета запасов по промышленным категориям при наличии достаточно плотной сети горных выработок и скважин: определение уровня эрозионного среза рудных тел, оценка глубоких горизонтов и флангов месторождения, поиски скрытого оруденения. Кроме того, в геохимические методы помогают при решении ряда новых задач: ревизии ранее проведенных геологоразведочных работ; увязке рудных пересечений; выявлении рудных столбов и определении склонов оруденения; проверке на безрудность территории проектируемого капитального строительства и основных транспортных путей.

На многих месторождениях, прошедших стадию предварительной разведки, геохимические исследования ранее не проводились, и при необходимости переоценки этих объектов оперативное изучение первичных ореолов позволит выявить наиболее перспективные из них. Ревизионные геохимические работы помогут оценить глубокие горизонты и фланги этих месторождений, обнаружить новые рудные тела, в том числе и скрытые, с помощью предложенных методических приемов.

В процессе детальной разведки геохимическому опробованию подлежат все горные выработки и скважины. Причем использование первичных ореолов в отдельных случаях позволяет сократить объем проходки дорогостоящих горных выработок. В первую очередь это касается пологозалегающих рудных зон, крупных залежей, которые сопровождаются ореолами, весьма протяженными в плоскости рудного тела. Значительные размеры ореолов способствуют прослеживанию рудных зон с помощью редкой сети скважин. Сгущение сети можно проводить на основании построения мультипликативных ореолов элементов, типоморфных для данного типа оруденения. Эти ореолы позволят оконтурить в пределах рудной зоны участки с промышленным оруденением, которые и следует детально разведывать.

Для оценки флангов и глубоких горизонтов месторождения проводится детализация ранее проведенных геохимических исследований с использованием новых выработок и скважин, сгущением сети опробования на поверхности и наращиванием площадей в направлении оцениваемого фланга. В дополнение к площадным геохимическим исследованиям и масштабе 1 : 10000, проведенным на месторождении на стадии поисково-оценочных работ, в ходе детальной разведки для оценки флагов необходимо изучение первичных ореолов по поверхностным горным выработкам и коренным породам в масштабе 1 : 2000 с расстоянием между профилями 50 м и интервалом опробования 10 м, со сгущением в пределах рудных зон и околорудного пространства до 3 м и менее в зависимости от мощности минерализованных зон. При оценке флангов мультипликативные ореолы типоморфных элементов позволят проследить известные рудные зоны и выявить новые. Использование вертикальной зональности и установленных на ее основе коэффициентов поможет определить степень эродированности оруденения как на флангах месторождении, так и на его глубоких горизонтах.

Коэффициент зональности, помимо оценки уровня эрозионного среза оруденения, может быть использован для решения другой важной задачи — увязки рудных пересечений и оконтуривания рудных тел. Решение этой задачи особенно актуально для объектов с прожилково-вкрапленным и штокверковым оруденением, на котором отсутствуют четкие геологические границы рудных тел и контуры оруденения устанавливаются по бортовым содержаниям благородных металлов. Оконтуривание рудных тел, проводимое по результатам опробования горных выработок, в случае неравномерного гнездообразного характера оруденения может привести к тому, что участки, разделенные блоками безрудных пород, заключенными между выработками, будут объединены в одно рудное тело. Привлечение геохимической информации позволяет уточнять морфологию и контуры рудных тел, что способствует более правильному подсчету запасов.

Обязательным условием для объединения рудных интервалов в одно рудное тело по геохимическим данным является монотонное и изменение К₃ по падению или восстанию рудного тела. В случае четковидного или кулисообразного расположения рудных тел К₃ будет изменяться от сечения к сечению скачкообразно. На рис. 71 показами рудное тело, разведанное тремя скважинами. После изучения геохимических ореолов установлено, что значения К₃ уменьшаются от поверхности к скв. 1. до значений, соответствующих нижнерудному уровню; к СКВ. 2 и 3 значения К₃ снова возрастают. Такое изменение коэффициент обусловлено выклиниванием верхнего рудного участка и появлением на глубине нового рудного тела. Подобное изменение наблюдалось ни золото-антимонитовом месторождении, где в результате разведки скважинами было оконтурено одно рудное тело.

При детальной разведке рудных зон большое значение имеет выявление в их пределах рудных столбов и особо обогащенных рудных участков — бонанц, в которых бывает, сосредоточена значительная часть, запасов золота и серебра. Поисковые критерии рудных столбов - увеличение мощности и интенсивности ореолов главных рудогенных элементов, а также перераспределение элементов в околорудном пространстве: наряду с положительными ореолами вдоль экзоконтактов рудных тел наблюдаются отрицательные ореолы Аu, Hg, Pbи других элементов [48]. Чем контрастнее положительные и отрицательные ореолы рудогенных элементов, тем богаче рудный столб. Перераспределение элементов может быть установлено на расстоянии 50—70 м от золоторудного столба даже на участках с непромышленным оруденением.

На золото-полисульфидном месторождении золото-кварц-сульфидной формации в ряде жил на поверхности выявлены богатые рудные столбы, которые к штольневому горизонту (30—90 л от поверхности) выклиниваются. Промышленных концентраций в жилах там не установлено, однако обнаружены резко выраженные положительные и отрицательные ореолы рудных компонентов. На другом участке этого месторождения, отличающемся по геолого-структурной позиции и минеральным парагенезисам, в штольне вокруг жил с бедным содержанием золота были зафиксированы резко выраженные положительные и отрицательные Ореолы золота, не свойственные бедному оруденению [47]. Прогноз о наличии рудного столба подтвержден буровыми и горными работами: В 30—50 м от изученного сечения вскрыто богатое оруденение на горизонте штольни и глубже.

Подобная взаимосвязь между морфологией ореолов золота и его содержанием в рудах обнаружена на многих золоторудных месторождениях.

На золото-серебряном месторождении установлены геохимические признаки бонанц, которые в сочетании с геолого-структурными и, минералогическими факторами могут способствовать количественному прогнозированию [4]. Бонанцы расположены вблизи сопряжения рудоносных структур разного направления на незначительном удалении от контакта эффузивных пород с углистыми алевролито-песчанистыми отложениями. Они характеризуются совмещением разновозрастных минеральных ассоциаций как продуктивных (адуляр-хлорит-кварцевой и родонит-кварцевой с золото-серебряной минерализацией), так и послепродуктивных (слюдисто-полевошпатовой и турмалин-кварцевой с редкометальной и хлорит-родохрозитовой с полиметаллической минерализацией). Минеральные особенности бонанц отразились в геохимическом спектре сопровождающих их первичных ореолов. Помимо главных рудогенных (Аu, Ag, Pb, Zn, Си), здесь фиксируются повышенные содержания целого ряда элементов, в том числе и редких (Bi, Be, W, Sn, Hg, Sb). В то же время ряд элементов (Mo, As, Ba) образует в пределах бонанц минимальные концентрации или отсутствуют совсем, а накапливаются только в экзоконтактах зоны. Кроме того, геохимическими признаками бонанц служат увеличение мощности и интенсивности ореолов в их фронтальной части, на контакте эффузивных и терригенных пород (рис. 72) и нарушение корреляционных связей между многими элементами ввиду совмещения разновозрастных минеральных парагенезисов и разной степенью участия элементов в них.

Кроме указанных геохимических критериев, в какой-то степени масштабность оруденения может быть охарактеризована с помощью коэффициента интенсивности, который представляет собой отношение произведений содержаний группы главных рудогенных элементов к элементам подрудной группы или элементам выноса. На некоторых золото-серебряных месторождениях коэффициенты зональности и интенсивности одинаковы, так как главные рудогенные элементы являются и типичными верхнерудными.

На одном из золото-серебряных месторождений интервалы промышленного оруденения могут быть оконтурены по значению К₃, соответствующему минимальной величине среднерудного уровня; условные границы рудных столбов могут быть проведены по изолинии величины К₃, равной максимальному значению среднерудного уровня; зоны рассеянной минерализации, фланговые и зальбандовые части рудных зон характеризуются величиной К₃, соответствующей нижне- и подрудным уровням. На проекции рудной зоны на вертиальную плоскость по значению К₃, являющемуся 'инимальным для среднерудного уровня (50 000), оконтурены области развития золото-серебряного оруденения, а по максимальному для среднерудного уровня значению (500 000) зафиксировано положение нескольких разобщенных столбов, ступенчато погружающихся в северо-западном направлении, что согласуется с данными детальной разведки (рис. 73).

Использование К₃ позволило В. Н. Бондаренко на золоторудном месторождении близповерхностного типа предположить наличие рудного столба в пределах одной из рудных зон. Рудная зона была вскрыта на трех горизонтах сверху вниз канавой, штольней и скважиной. После изучения первичных геохимических ореолов и их зональности был рекомендован К₃ вида , значения которого по падению зоны составляли: в канаве 0,84, в штольне 54 и скважине 1,1. Отсутствие монотонного изменения К₃ с глубиной и появление на горизонте штольни значений, соответствующих надрудному уровню, а в скважине снова низких значений позволили предположить наличие рудного столба в пространстве, ограниченном штольней и скважиной. Геохимический прогноз был подтвержден буровыми работами.

На другом золоторудном месторождении Г. Я. Абрамсоном был предложен для оценки уровня эрозионного среза оруденения К₃, величина которого меняется от надрудных уровней к подрудным от n*10^-1 до n*10_-7. Для определения промышленной значимости оруденения был рекомендован коэффициент интенсивности, представляющий собой произведение содержаний меди и мышьяка. Повышенные содержания мышьяка и меди всегда сопровождают высокие концентрации золота. Мышьяк присутствует в арсенопирите и в продуктивную стадию ассоциирует с золотом. Коэффициент ранговой корреляции между мышьяком и золотом на всех уровнях больше 0,8. Медь тесно коррелирует с мышьяком, особенно в нижних частях околорудного пространства. Произведение содержаний меди и мышьяка характеризует интенсивность рудного процесса. Геохимические прогнозы, основанные на анализе поведения первичных ореолов вокруг рудной зоны и использовании значений коэффициентов зональности и интенсивности привели к обнаружению на глубине рудных тел с высокими содержаниями золота. Как уже было показано для золото-серебряного месторождения, использование К₃ помогает также решать вопрос о склонении оруденения в плоскости рудного тела. Для этой цели на вертикальную (для крутопадающего оруденения) или горизонтальную (для пологого) проекцию выносят ореолы всех элементов, объединенные по квершлажным выработкам и скважинам (суммированные линейные и продуктивности элементов), а также значения К_3. Анализ распределения элементов позволяет судить о продольной (осевой) зональности, которая отражай дифференциацию элементов в плоскости рудного тела и может быть, использована для определения направления движения рудоносных растворов. Распределение К₃ дает возможность определить склонение оруденения, проследить его распространение на глубину и дать рценку глубоким горизонтам рудного тела на всем его протяжении по простиранию. Для пологих рудных тел склонение оруденения выявляется при площадных геохимических работах. Ореолы верхнерудных элементом, изображенные на плане поверхности, бывают смещены по отношению к подрудным в направлении склонения оруденения.

Проверка на безрудность территории, где будут строить производственные и жилые помещения и вести прокладку основных транспортник путей, должна заключаться в проведении геохимических исследовании поверхности по первичным или вторичным ореолам в зависимости от ландшафтных условий. Масштаб исследований 1:10000, расстояние между профилями 100 м, интервал опробования 20 м. Основная задача этих исследований — выявление аномалий и определение с помощью вертикальной зональности возможной глубины залегания скрытою оруденения. Для увеличения глубинности геохимического метода рекомендуется контрольное бурение небольшого числа скважин, с обязательным геохимическим опробованием керна и обработкой геохимической информации по изложенной методике.

Опыт применения геохимических методов на золоторудных месторождениях показывает высокую их эффективность на всех стадиях геологоразведочных работ и свидетельствует о необходимости более широкого внедрения их в производство.