Гидрогеохимический метод поиска полезных ископаемых

Лекция       ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД ПОИСКА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Гидрогеохимические исследования интенсивно применяются при поисках полезных ископаемых. Существует целый специальный раздел прикладной гидрогеохимии - гидрогеохимический метод поисков полезных ископаемых. Этот метод используется при поисках рудных месторождений, месторождений солей, нефтяных месторождений.

Метод базируется на том, что вещество каждого месторождения термодинамически устойчиво только в той геохимической обстановке, в которой оно было сформировано. Но большинство полезных ископаемых, которые мы ищем, находятся в других условиях, нежели те, где они образовались. Например, залежь соли, находящаяся на глубине 500 м, образовалась когда-то на поверхности в бассейне галогенеза; залежь сульфидных руд находится сейчас близ поверхности, где пластовая температура 20ºC, а сформировалась в ходе магматического процесса при температуре 800ºC и т.п. Поэтому вещество полезного ископаемого оказывается не в равновесии со средой, где оно находится. А главным компонентом этой среды является подземная вода. Полезное ископаемое разрушается, его вещество рассеивается, при этом вода обогащается специфическими компонентами. Образуется гидрогеохимический или водный ореол рассеяния.

Водный ореол рассеяния – объем подземных или поверхностных вод, имеющих измененный химический состав вследствие воздействия на него рудных тел или залежей других полезных ископаемых. Формируются вследствие переноса вещества по механизму ? конвективно-диффузионному или конвективному при наличии его постоянного источника в виде рудной залежи. Водные ореолы рассеяния выделяются на фоне вод, не подверженных влиянию залежи полезного ископаемого. Эти воды называются фоновыми, а их химический состав фоновым. Водные ореолы рассеяния вытянуты по направлению движения вод. По их форме и распределению специфических компонентов в водах можно прогнозировать местоположение залежи.

Т.о., под влиянием рудных месторождений меняется состав подземных вод. Причины (факторы) вызывают следствия (процессы). Изменение протекает с разной степенью интенсивности в зависимости от геохимической обстановки. Одна и та же причина – рудная залежь – может вызвать течение многих процессов, но можно выделить наиболее типичные.

Так, для сульфидных месторождений в зонах окислительных обстановок (Eh>300-400 мВ) типичны процессы окисления сульфидов  и последующего растворения образующихся при этом вторичных минералов. Начинается с абиогенной химической реакции S^2- + 2O₂ ↔ SO₄^2-_. Создается возможность жизнедеятельности специфичной микрофлоры (тионовые бактерии).

За счет выделяющейся H₂SO₄ поддерживается кислая реакция, необходимая для микроорганизмов. Подземные воды и поровые растворы становятся сульфатными со сложным катионным составом, в них четко отражаются парагенетические ассоциации рудных минералов (Fe, Cu, Ni…). Формируются зоны окисления сульфидных рудных тел, в пределах которых воды насыщены тяжелыми металлами и происходит выпадение вторичных минералов.

Перемещаясь конвективно или диффузионно, в основном по направлению движения подземных вод, металлы формируют след (водные потоки рассеяния) вокруг сульфидных месторождений. Они различные по протяженности, контрастности и конфигурации, что зависит от ? структуры потоков и направления движения подземных вод. Протяженность от сотен метров до километров. Эти потоки обнаруживаются при геохимических поисках.

На контакте «рудных» вод с фоновыми активно протекают физико