Шлиховые поиски на разных стадиях геологоразведочных работ

21.12.2016

В целях рационального и эффективного ведения геологоразведочных работ на твердые полезные ископаемые Министерством геологии бывш. СССР разработаны методические указания, обязательные для геологических организаций, министерств и ведомств бывш. СССР и союзных республик, осуществляющих геофизические, геологосъемочные и геологоразведочные работы. Эти работы выполняются в восемь последовательно сменяющих друг друга стадий.
Стадия 1 — региональное геологическое изучение территории России. Оно проводится в целях определения важнейших особенностей ее геологического строения, выявления основных закономерностей размещения в пределах регионов различных видов полезных ископаемых и прогнозной оценки их перспектив, позволяющей наметить площади для постановки более детальных работ. Региональные исследования подразделяются по масштабам работ на две подгруппы: геолого-геофизические исследования масштаба 1:1 000000— 1:500000 и геофизические, геологосъемочные, гидрогеологические и инженерно-геологические работы масштаба 1:200000 (1:100000). Шлиховые поиски сопровождают в основном исследования второй подгруппы (масштабов 1:200000 и 1:100 000), комплексируются с валунными, геохимическими, геоморфологическими, геофизическими наземными и дистанционными методами исследования и сопровождаются поисковым дешифрированием космофотоматериалов. В результате региональных работ выделяются перспективные геологические структуры, в пределах которых могут быть выявлены коренные месторождения неглубокого залегания и россыпи, устанавливаются поисковые критерии и признаки, оцениваются прогнозные ресурсы категории P3 и определяется направление дальнейших геологосъемочных и поисковых работ. Конечным результатом является Государственная геологическая карта, сопровождаемая картами полезных ископаемых и прогноза полезных ископаемых.
Шлиховые поисковые работы позволяют обнаружить в долинах крупных водотоков механические ореолы рассеяния, которые характеризуют выветривание месторождений, залегающих под маломощным покровом рыхлых отложений. На основании комплексных структурно-геологических, геоморфологических и шлихо-минералогических исследований намечается возможное решение вопроса о связи выявленных шлиховых ореолов с коренными источниками рудной минерализации или с участками возможного россыпеобразования.
Шлиховое опробование в масштабах 1:200000—1:100000 проводится маршрутным методом в районах с сильно расчлененным рельефом и площадным — в равнинных районах. При этом опробуются главные водотоки высоких порядков, гидросеть средних порядков, а также устьевые части мелких притоков. Шлиховому опробованию подвергаются в основном современные русловые фации, реже — древний аллювий террас, делювиально-аллювиальные и озерные отложения, а в прибрежной части акваторий — образования пляжей и морских террас. Плотность отбора шлиховых проб определяется геоморфолого-геологическими особенностями территории поисков, деталями строения рельефа и свойствами шлиховых минералов. Согласно СУСНу, на 1000 км2 площади работ должно быть отобрано 400—800 проб при расстояниях между ними по водотокам 2—1 км. Пункты отбора проб размещаются по возможности равномерно в долинах рек, и только в участках, геологически благоприятных для локализации тел полезных ископаемых, опробование сгущается. Так, более детально опробуются участки развития магматических комплексов, благоприятные для локализации оруденения складчатые и разрывные структурно-тектонические элементы, контактовые зоны интрузивных массивов, поля распространения гидротермально-измененных пород (сульфидизации, окварцевания, хлоритизации, серицитизации, турмалинизации, других подобных образований) и жильного кварца.
Региональные шлиховые поиски в потенциально рудных районах сочетаются с другими видами поисковых работ. Наиболее часто одновременно со шлиховым опробованием в пределах водораздельных пространств выполняется литогеохимическое опробование делювиально-элювиальных отложений или коренных пород в естественных обнажениях. В последнем случае отбирают протолочные пробы с целью установления коренных источников минералов, встреченных в шлиховых аномалиях. Кроме того, в отрезках речных долин, отличающихся малой активностью эрозионных процессов и застойным характером водотоков, вместо шлиховых используют литогеохимические пробы донных илисто-глинистых (пелитовых) осадков. Из поверхностных водотоков и естественных выходов на поверхность подземных вод отбирают гидрохимические пробы. Поисковые работы широко опираются также на данные различных региональных геофизических исследований в их наземных и воздушных вариантах. Сопоставление разнообразного фактического материала с результатами шлиховых поисков дает возможность оценить общие перспективы рудоносности региона в целом и наметить отдельные участки для более детальных исследований.
Стадия 2 — геологосъемочные работы масштаба 1:50000 с общими поисками. При весьма сложном геологическом строении изучаемых территорий работы этой стадии могут выполняться, в виде исключения, в масштабе 1:25000. Названные поиски проводятся в пределах перспективных территорий, выявленных в результате работ первой стадии. Они представляют собой основу планомерного крупномасштабного изучения геологического строения территорий и выделения локальных площадей и структур, перспективных для обнаружения месторождений полезных ископаемых. Работы осуществляются в первую очередь в пределах развивающихся горнорудных районов и проектируемых территориально-производственных комплексов.
Общие поиски, составляющие неотъемлемую часть геологической съемки масштаба 1:50000 (1:25000), направлены на всестороннюю оценку перспектив выявления полезных ископаемых, свойственных данной геологической обстановке, и выполняются комплексным методом с учетом конкретных структурно-геологических и ландшафтных особенностей района. Для обеспечения максимальной результативности работ данной стадии используется широкий комплекс опережающих подготовительных исследований — аэрофотосъемка, радиолокационная, тепловая и другие дистанционные съемки, площадные геофизические, геоморфологические, а также литолого-стратиграфические, петрографические и другие исследования. В результате уточняются структурно-информационные, литолого-стратиграфические и прочие поисковые критерии ожидаемого оруденения и устанавливаются его поисковые признаки.
При оценке территорий на россыпи проводится специализированное геолого-геоморфологическое картирование и формулируются морфоструктурные, фациально-динамические и минералого-геохимические критерии, обусловливающие положение участков россыпеобразования. Прогнозные оценки проверяются шлиховыми, валунно-обломочными и геохимическими поисками, в результате которых определяется возможное положение в пространстве коренных тел полезных ископаемых или россыпей.
На основе сопоставления и анализа всех полученных материалов составляются Государственная геологическая карта масштаба 1:50000, регистрационная карта полезных ископаемых и карта прогнозов их размещения. Для районов, перспективных на россыпи ценных минералов, отстраиваются также геоморфологическая, литолого-фациальная карта и карта четвертичных отложений. Названные карты сопровождаются обоснованной геолого-экономической оценкой прогнозных ресурсов полезных ископаемых категории P2. Выделяются объекты, подлежащие дальнейшим исследованиям.
Шлиховой метод является одним из ведущих при общих поисках. Он преследует цель оконтуривания механических ореолов рессеяния в аллювии рек, элювиально-делювиальных отложениях и выявления связи шлиховых аномалий с коренными источниками. Опробование ведется площадным методом, который характеризуется достаточно равномерным размещением проб на изучаемой территории. Проводится систематическое опробование всей гидрографической сети: долин главных рек высоких порядков и всех их притоков протяженностью до 0,5 км (вплоть до водотоков самых низких порядков), а также сухой овражно-балочной сети. Если в конусах выноса притоков малой протяженности обнаружены полезные минералы, то эти притоки также опробуются.
Плотность опробования при шлиховых поисках данной стадии определяется геологическими особенностями района, его рельефом, степенью обводненности, а также свойствами минералов шлихов. Как правило, пробы при поисках масштаба 1:50000 отбираются на расстоянии 500 м по речной долине, что составляет две-три пробы на 1 км; при работах масштаба 1:25000 эта величина уменьшается до 250 м, т. е. четыре пять проб.
При шлиховых поисках месторождений, рудные минералы которых абразивно малоустойчивы, расстояния между точками взятия шлиховых проб сокращаются; для устойчивых первичных рудных минералов они могут быть увеличены. Опробование сгущается также в участках, благоприятных с геологической точки зрения для рудообразования — в экзо-контактовых частях интрузивных массивов и зонах развития горизонтов определенного литологического состава (проницаемых, пористых), полях развития жильных образований и развалов кварца, гидротермальных метасоматитов, в тектонически интенсивно переработанных участках и т.п.
Основным объектом шлихового опробования являются русловые фации. В случаях достаточно расчлененного рельефа шлиховые пробы отбирают на речных косах, в руслах рек, на пойме, в бортах террас, т. е. из естественных выходов рыхлых пород. При слабо расчлененном рельефе и плохой обнаженности опробование верхних горизонтов русловых фаций не дает надежных результатов, поэтому пробы получают из более глубоких частей долинных отложений, используя для этой цели копуши или мелкие шурфы. В случаях положительных результатов шлихового опробования аллювия опробуются делювиальные отложения, покрывающие склоны речных долин, и элювиальные образования водораздельных пространств.
Шлиховое опробование рыхлых отложений сопровождается отбором протолочных проб из коренных пород и комплексом других видов поисковых работ. Часто в пределах водоразделов ставятся литогеохимические съемки по рыхлым или коренным породам. При ограниченном распространении в русловых отложениях песчано-гравийных образований отбираются литохимические пробы из илисто-глинистых донных осадков. Исследование гидрохимических и почвенно-гидрохимических проб дополняет результаты шлихового опробования. Интересные данные нередко дает изучение ореолов обломочного рудного кварца, биохимическое опробование. Все виды поисковых работ тесно увязываются с различными геофизическими исследованиями.
Стадия 3 — поисковые работы. Работы данной стадии проводятся с целью выявления месторождений полезных ископаемых в пределах известных или потенциальных рудных полей и бассейнов, где при исследованиях второй стадии установлена возможность обнаружения месторождений, подтвержденная наличием перспективных проявлений полезных ископаемых или их прямых поисковых признаков. Масштаб поисковых работ, выполняющихся на четко локализованных перспективных площадях, соответствующая сеть поисковых наблюдений, замеров и опробования определяются поставленными задачами, предполагаемыми размерами объектов поисков и сложностью геологического строения района.
Поисковые работы третьей стадии осуществляются площадным и объемным методами с помощью наземных наблюдений, проходки поверхностных горных выработок, бурения скважин при использовании рационального комплекса поисковых методов и разнообразных видов детального опробования. При ориентировке поисков на выявление россыпей выполняются специализированные наблюдения; с целью дифференциации областей питания по насыщенности и интенсивности оруденения картируются и опробуются коренные источники россыпей и промежуточные коллекторы. Картирование эрозионно-аккумулятивных уровней, анализ истории развития локальных морфоструктур, литолого-стратиграфичес-кая корреляция продуктивных отложений позволяют выделить перспективные морфоструктуры и горизонты разреза рыхлых отложений, оценить роль промежуточных коллекторов в россыпеобразовании. На основании полученных материалов составляются геологические карты масштаба от 1:25000 до 1:5000, комплекты специализированных карт и разрезов к ним тех же масштабов, показывающие закономерности локализации тел полезных ископаемых, дается обоснованная оценка возможного геологоэкономического значения прогнозных ресурсов полезных ископаемых категории P2.
Шлиховые поиски могут быть направлены на выявление зон коренной минерализации или россыпей и выполняются несколько различно в зависимости от геологической ситуации и поставленных задач. Шлиховому опробованию подвергаются все генетические типы рыхлых отложений различного возраста. Систематически отбираются шлиховые пробы из русловых фаций всех постоянных водотоков участка поисков, а также самых мелких временных водотоков — логов и сухих балок, распадков. Пойменные отложения опробуются в копушах. Проводятся расчистки бортовых частей террас, и вскрытые разрезы опробуются погоризонтно. При поисках россыпей аллювиальные отложения долин вскрываются шурфами или скважинами, расположенными по профилям; опробуются эти отложения также погоризонтно. Элювиально-делювиальные отложения водораздельных частей опробуются площадным методом в копушах, расположенных по сетке 100x50, 50x25 и 25x10 м. Часто для отбора шлиховых проб используются также выкиды поисково-разведочных шурфов и канав, вскрывающих рыхлый чехол водоразделов.
Параллельно со шлиховым опробованием отбираются пробы различных коренных пород, в том числе несущих признаки околорудных гидротермально-метасоматических преобразований — окварцевания, карбонатизации, лиственитизации, березитизации, родингитизации, сульфидизации, турмалинизации, гематитизации, лимонитизации и др. Шлиховые поиски комплексируются с литогеохимическими съемками по коренным или рыхлым породам, специализированными атмо- и биохимическими съемками, наземными и скважинными геофизическими наблюдениями. Интересные в поисковом отношении материалы может дать применение обломочно-речного метода. В составе галечного материала русловых фаций картируются ореолы рудного кварца, которые хорошо увязываются со шлиховыми аномалиями и могут использоваться для выявления зон коренной минерализации или россыпей.
Стадия 4 — поисково-оценочные работы. Эти работы ставятся на перспективных проявлениях полезного ископаемого, выделенных в результате геологосъемочных и поисковых работ второй и третьей стадий, а также по заявкам первооткрывателей. В качестве перспективных рассматриваются объекты, которые по совокупности геологических, геофизических, геоморфологических, геохимических критериев и признаков считаются благоприятными на обнаружение месторождений полезных ископаемых. Таким образом, объектом изучения при поисково-оценочных работах служит площадь предполагаемого месторождения, и эта стадия является переходной от поисков к разведке месторождения. Основные цели работ — оценка возможного промышленного значения изучаемых месторождений, отбраковка проявлений, не представляющих интереса для промышленности, и выбор объектов для проведения предварительной разведки.
В ходе работ данной стадии детально исследуется поверхность и приповерхностная часть рудного поля путем выполнения геологических, геофизических и геохимических съемок. Тела полезных ископаемых изучаются и тщательно опробуются путем проходки канав, траншей, шурфов, бурения скважин. При крайне неблагоприятном рельефе используются глубокие скважины и подземные горные выработки. Рациональный комплекс исследований выбирается в зависимости от конкретных геолого-структурных и ландшафтно-геоморфологических особенностей строения перспективной площади. В ходе поисково-оценочных работ составляется геологическая карта, специализированные карты и разрезы масштаба 1:5000 — 1:2000 (до 1:1000 для небольших месторождений редких и благородных металлов). Должен быть окончательно установлен геолого-промышленный тип месторождения, нанесен на карту его ориентировочный контур и дан геологически обоснованный прогноз распространения полезного ископаемого на глубину.
При поисках россыпей изучаются состав продуктивных и перекрывающих отложений, распределение полезного компонента, устанавливаются основные параметры россыпи. Для этой цели осуществляются проходка горных выработок, бурение опорных профилей скважин, проводятся фациально-динамический анализ рыхлых отложений, взаимные корреляции динамических фаз аллювия. В приближенно геометризованном контуре месторождения подсчитываются запасы полезного ископаемого по категории C2, а для менее детально изученной части месторождения оцениваются количественно и качественно прогнозные ресурсы полезного ископаемого категории Р1.
Шлиховое опробование на стадии поисково-оценочных работ приобретает ведущую роль при поисках россыпей и имеет подчиненное значение при всех прочих видах работ. Для выявления пространственного положения коренных минерализованных зон применяется площадное копушение делювия и элювия с отбором шлиховых проб по сетке 100x50, 50x25 и 25x10 м. Рыхлые отложения большой мощности вскрываются линиями шурфов или канавами с погоризонтным или поинтервальным отбором шлиховых проб. Шлихи исследуются в лаборатории комплексно. Шлихо-минералогические анализы включают фракционирование шлихов и диагностику минералов с определением их количественных соотношений. Они сопровождаются шлихо-геохимическими исследованиями фракций, при которых изучаются типоморфные особенности минералов, их химический состав и комплекс элементов-примесей.
Параллельно со шлиховыми отбираются пробы на геохимические и специализированные исследования. С целью выявления промежуточных коллекторов и оценки их роли в питании россыпей проводится литолого-фациальное изучение толщ обломочных (преимущественно грубообломочных и смешанных) рыхлых или литифицированных пород разного возраста и генезиса. Подобные толщи вскрываются расчистками, шурфами, буровыми скважинами. Из них погоризонтно отбираются шлиховые, а в случае литифицированных разностей — протолочные пробы, которые подвергаются детальным минералогическим, геохимическим и специализированным исследованиям.
Для оценки россыпных участков применяются проходка шурфов и бурение скважин по системе профилей, пересекающих перспективные участки на всех эрозионно-аккумулятивных уровнях долин. Из горных выработок поинтервально отбираются шлиховые пробы. Выполняется также геохимическое и специализированное опробование. Шлиховое опробование сопровождается геофизическими наблюдениями — ВЭЗ, микрогравиметрией, микросейсмическим и исследованиями, точной магнитной съемкой.
На последующих стадиях геологоразведочных работ (5—8) проводится разведка выявленных месторождений, и шлиховое опробование играет здесь вспомогательную роль.