Способ ртутометрических поисков месторождений полезных ископаемых

(51) 01 9/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ скважин на точке наблюдений, отбор почвенного воздуха, количественный анализ в нем ртути проводят на известном месторождении и вычисляют коэффициент контрастности газортутной аномалии по почвенному воздуху, одновременно на точке наблюдений с глубины проходки скважины отбирают литохимические пробы, анализируют их на содержание ртути и вычисляют коэффициент контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам, после этого находят соотношение коэффициента контрастности газортутной аномалии по почвенному воздуху и коэффициента контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам КсК/ ,(1) где- коэффициент контрастности газортутной аномалии по почвенному воздуху- коэффициент контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам затем проводят поисковые работы на фланге известного месторождения или на новых поисковых площадях,по данным газортутной и литохимической съемок определяют соотношение коэффициента контрастности газортутной аномалии по почвенному воздуху и коэффициента контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам,сравнивают его со значением, полученным на известном месторождении и прогнозируют условия залегания предполагаемого месторождения полезных ископаемых.(72) Камберов Иркен Мурдунович Камберов Ренат Иркенович Касымов Райдин Нурвахитович Политиков Игорь Михайлович Джакаева Мадина Серикпаевна(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Институт высоких технологий(56) Методика измерения паров ртути при поисках ртутных месторождений(54) СПОСОБ РТУТОМЕТРИЧЕСКИХ ПОИСКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ(57) Изобретение относится к геохимическим способам поисков полезных ископаемых и может быть использовано при поисках ртутьсодержащих месторождений. Техническим результатом изобретения является геологическая информативность при геохимических поисках месторождений, полезных ископаемых. Это достигается тем, что в известном способе ртутометрических поисков месторождений полезных ископаемых, включающем проходку мелких скважин на точке наблюдений, отбор почвенного воздуха, количественный анализ в нем ртути и выделение аномалий,согласно изобретению, первоначально проходку мелких 20845 Изобретение относится к геохимическим способам поисков полезных ископаемых и может быть использовано при поисках ртутьсодержащих месторождений. Известен способ геохимических поисков месторождений полезных ископаемых,заключающийся в отборе литохимических проб по профилю или определенной сети с глубины до 25-40 см из копушей, в пробоподготовке, определении содержания элементов - индикаторов (ртути) оруденения и выделении аномалии.(Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений / М-во геологии СССР. М.,Недра, 1983). Способ эффективен при поисках рудных месторождений, выходящих на поверхность земли(открытых месторождений) или находящихся в скрытых условиях залегания. Однако способ не может применяться при поисках погребенных(скрыто-погребенных) месторождений и не обеспечивает возможность прогноза условий залегания месторождения полезных ископаемых на закрытых территориях. Известен также способ ртутометрических поисков месторождений полезных ископаемых,включающий проходку мелких скважин (шпуров),отбор из них с помощью пробоотборника почвенного воздуха, последующее пропускание его через сорбент,нагрев сорбента,анализ выделившейся ртути и выделение аномалий.(Методика измерений паров ртути при поисках ртутных месторождений/ Методические рекомендации. - МинГео СССР, ИМГРЭ, с. 86-87,1975). Способ является эффективным при поисках погребенных (глубоко-залегающих) месторождений полезных ископаемых, но не обеспечивает возможность прогноза условий залегания месторождений полезных ископаемых на закрытых территориях. Задачей изобретения является создание способа,обеспечивающего повышение геологической информативности при геохимических поисках за счет получения данных для прогноза условий залегания месторождений полезных ископаемых на закрытых территориях. Техническим результатом изобретения является геологическая информативность при геохимических поисках месторождений полезных ископаемых. Это достигается тем, что в известном способе ртутометрических поисков месторождений полезных ископаемых, включающем проходку мелких скважин на точке наблюдений, отбор почвенного воздуха, количественный анализ в нем ртути и выделение аномалий,согласно изобретению, первоначально проходку мелких скважин на точке наблюдений, отбор почвенного воздуха, количественный анализ в нем ртути проводят на известном месторождении и вычисляют коэффициент контрастности газортутной аномалии по почвенному воздуху, одновременно на точке наблюдений с глубины проходки скважины отбирают литохимические пробы, анализируют их 2 на содержание ртути и вычисляют коэффициент контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам, после этого находят соотношение коэффициента контрастности газортутной аномалии по почвенному воздуху и коэффициента контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам КсК/ ,(1) где - коэффициент контрастности газортутной аномалии по почвенному воздуху- коэффициент контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам затем проводят поисковые работы на фланге известного месторождения или на новых поисковых площадях,по данным газортутной и литохимической съемок определяют соотношение коэффициента контрастности газортутной аномалии по почвенному воздуху и коэффициента контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам, сравнивают его со значением, полученным на известном месторождении и прогнозируют условия залегания предполагаемого месторождения полезных ископаемых. Технический результат достигается за счет использования особенностей проявления газортутных аномалий по почвенному воздуху и вторичных ореолов рассеяния ртути на различных типах месторождений полезных ископаемых, т.е. изменчивость соотношения значений коэффициента контрастности газортутной аномалии и коэффициента контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам при переходе от открытых до скрытых (погребенных) месторождений дает возможность судить об их условиях залегания при поисковых работах на закрытых территориях. Это можно объяснить следующим. Известно, что всякая ртутьсодержащая залежь (рудное тело) генерирует пары ртути и другие газообразные вещества под воздействием химических,температурных и окислительно-восстановительных процессов. Как показали экспериментальные исследования, ртуть способна к быстрой миграции в окружающую среду, преимущественно в верхнее пространство. При этом высокая подвижность,химическая инертность и диффузионная проницаемость, которая примерно в 30 раз выше,чем у такого высоко летучего газа, как гелий,характеризует ртуть среди тяжелых металлов, как элемент дальней миграции,способный распространяться от своего первоисточника(месторождения) на расстояние многих сотен метров или даже километров и образовывать в почвенной среде адсорбированные ореолы. Образование адсорбированных ореолов ртути объясняется следующими предпосылками. Известно, что пористая структура горных пород условно подразделяется на три типа микро-, мезо- и макропоры с размерами соответственно от 0,5-1,5 нм, 1,5-200 нм и более 200 нм. Следовательно,скорость миграции паров ртути в верхние горизонты через них должна быть различной и определяется двумя обстоятельствами. С одной стороны сообщаемостью поровых пространств между собой, 20845 с другой - отношением их объемов, т.е. сопротивлением для движущегося газа. При этом адсорбция паров ртути сводится в микропорах в основном к заполнению этого пространства. Следовательно,их сорбционная емкость определяется не столько минералогическим составом пород, сколько объемом самого порового пространства, а в мезо- и макропорах адсорбция должна проходить не по их объему, а по поверхности, в связи с чем адсорбционные силы будут определяться минералогическим составом пород и поверхностью самих пород. Силы притяжения (адсорбция), создаваемые такими образованиями, бывают настолько значительными,что могут образовывать на их поверхности ряд адсорбционных энергетических слоев (колонн),наслаивающихся друг на друга, причем каждый из них имеет собственную силу притяжения,возрастающую по мере приближения к поверхности минеральной частицы. Мигрирующие в верхнее пространство пары ртути образуют на своем пути сорбционную колонну, характеризуемую их градиентом концентрации в направлении движения потока. Как только в нижней части такой колонны достигается полное насыщение сорбента (горных пород), в данном случае заполнение сорбционной емкости элементарного объема, он становится практически инертным по отношению к вновь поступающим парам ртути, которые свободно без потерь поступают в следующий вышележащий слой и т.д.,образуя, таким образом, своеобразную поступательную адсорбционную волну. Со временем ртуть достигает верхнего горизонта перекрывающих залежь образований и далее поступает в атмосферу. Причем, поток свободных паров ртути по своей концентрации, как показали экспериментальные исследования, настолько незначительный, что измерить его современными газортутными анализаторами практически невозможно. В то же время за счет сорбционного процесса на пути движения формируется ореол адсорбированной ртути, в котором ее концентрация уже доступна для измерения. Причем,благодаря увеличению порового пространства снизу вверх за счет повышения трещиноватости горных пород и наличия рыхлых образований, а, следовательно, и их сорбционной емкости, в отличие от физикохимических ореолов содержание ртути увеличивается также снизу вверх, что упрощает их выявление при измерениях содержаний паров ртути по почвенному воздуху. Таким образом, измерения содержания паров ртути по почвенному воздуху(атмогеохимические аномалии) позволяют выявлять адсорбированные ореолы в почвенной среде,которые являются индикаторами погребенных или глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых. Одним из условий проведения таких измерений является наличие рыхлых образований мощностью не менее одного метра для проходки мелких скважин и прокачки из них почвенного воздуха. При наличии рыхлых образовании меньшей мощности и нахождении месторождения в открытых условиях залегания проведение измерений содержания паров ртути по почвенному воздуху нецелесообразно и не эффективно. В отличие от атмогеохимических съемок,литохимические съемки позволяют эффективно проводить поиски в основном открытых и скрытых месторождений полезных ископаемых по вторичным ореолам рассеяния ртути. При этом интенсивность литохимических аномалий (значение коэффициента контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам) убывает от открытых условий залегания до скрытых. В большинстве случаев над погребенными месторождениями полезных ископаемых аномалии по вторичным ореолам рассеяния не устанавливаются. Для поисков погребенных или глубокозалегающих месторождений требуется бурение глубоких дорогостоящих скважин с отбором кернового материала. Результаты исследований показывают, что использование этих особенностей проявления газортутных аномалий по почвенному воздуху и вторичных ореолов рассеяния ртути на различных типах месторождений полезных ископаемых, или другими словами, изменчивости соотношения значений коэффициента контрастности газортутных аномалий и литохимических аномалий ртути при переходе от открытых до скрытых (скрытопогребенных) месторождений дает возможность судить об их условиях залегания при поисковых работах на закрытых территориях. Способ осуществляется следующим образом. На известной части месторождения проводят опытно-методические исследования методами газортутной съемки по почвенному воздуху с проходкой мелких скважин и одновременным отбором литохимических проб с глубины проходки скважин. Съемки проводят по профилю или определенной сети. Затем проводят подготовку проб для анализа и определяют в них содержание ртути. После визуализации и статистической обработки данных определяют отдельно коэффициент контрастности газортутной аномалии по почвенному воздуху и коэффициент контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам, и находят величину их соотношения для известного месторождения Кс по формуле (1). После определения соотношения коэффициентов контрастности для известного месторождения,проводят поисковые работы на фланге известного месторождения или на новых поисковых площадях. Затем по данным газортутной и литохимической съемок определяют соотношение коэффициентов контрастности выявленных аномалий на поисковых площадях, и с учетом данных, полученных на известном месторождении, прогнозируют условия залегания предполагаемого месторождения полезных ископаемых. На фиг. 1, 2 и 3 в качестве примеров приведены результаты апробации предлагаемого способа поисков месторождений полезных ископаемых на трех рудных объектах, находящихся в открытом 20845 условиях залегания (фиг. 3). Условные обозначения приведены на фиг. 4. На фиг. 1 видно, что над рудным месторождением фиксируются высококонтрастные аномалии ртути по литохимическим пробам и слабоконтрастные аномалии паров ртути по почвенному воздуху. Соотношение коэффициентов контрастности выявленных аномалии на рудном объекте составляет 0,125. Это свидетельствует о том, что рудное тело, в основном, характеризуется литохимическими ореолами рассеяния ртути, и выходит на дневную поверхность или находится в открытых условиях залегания. На другом рудном объекте (фиг. 2),прослеживаются практически идентичные по интенсивности (контрастности) аномалии ртути как по почвенному воздуху, так и по литохимическим пробам (Кс равно 1,6). Это показывает, что месторождение полезных ископаемых может находиться в скрытых условиях залегания. На третьем объекте, в отличие от предыдущих примеров, аномалия ртути по литохимическим пробам не выявлена и соотношение коэффициентов контрастности значительно превышает единицу (Кс равно 5), что свидетельствует о скрыто-погребенных условиях залегания рудного тела. Таким образом,предлагаемый способ ртутометрических поисков месторождений полезных ископаемых обеспечивает повышение геологической информативности при геохимических поисках месторождений полезных ископаемых за счет возможности получения данных для прогноза условий их залегания на закрытых территориях. Способ может использоваться для поисков любых видов ртутьсодержащих полезных ископаемых (ртуть, полиметаллы, золото, углеводороды и др.), представленных в верхней части геологического разреза адсорбированными ореолами ртути. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ ртутометрических поисков месторождений полезных ископаемых,включающий проходку мелких скважин на точке наблюдений,отбор почвенного воздуха,количественный анализ в нем ртути и выделение аномалий, отличающийся тем, что первоначально проходку мелких скважин на точке наблюдений,отбор почвенного воздуха, количественный анализ в нем ртути проводят на известном месторождении и вычисляют коэффициент контрастности газортутной аномалии по почвенному воздуху,одновременно на точке наблюдений с глубины проходки скважины отбирают литохимические пробы, анализируют их на содержание ртути и вычисляют коэффициент контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам, после этого находят соотношение коэффициента контрастности газортутной аномалии по почвенному воздуху и коэффициента контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам КсК/ ,где- коэффициент контрастности газортутной аномалии по почвенному воздуху- коэффициент контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам затем проводят поисковые работы на фланге известного месторождения или на новых поисковых площадях,по данным газортутной и литохимической съемок определяют соотношение коэффициента контрастности газортутной аномалии по почвенному воздуху и коэффициента контрастности аномалии ртути по литохимическим пробам, сравнивают его со значением, полученным на известном месторождении и прогнозируют условия залегания предполагаемого месторождения полезных ископаемых.