Графическая обработка результатов шлиховых поисков

Результаты минералогических исследований шлихов и математической обработки аналитических данных являются основой для составления различных типов шлиховых карт и специализированных графических материалов. Главное назначение этих карт — дать наглядное представление о пространственном размещении в разновозрастных рыхлых отложениях различных генетических типов полезных компонентов и их типоморфных спутников, оконтурить и установить их возможные связи с коренными образованиями, т. е- выявить перспективы территории поисков на обнаружение коренных или россыпных месторождений полезных ископаемых. Обычно составляют карты трех типов — фактического материала, ореольные и прогнозные.

В качестве основы для шлиховых карт используют геологическую карту, которая может быть несколько схематизирована. Потенциальная связь полезных ископаемых со структурно-формационными комплексами подчеркивается дополнительными значками на карте и акцентируется в условных обозначениях. На карте отражаются все прямые или косвенные поисковые признаки, установленные при выполнении полевых наблюдений, а также прямые признаки выхода на поверхность коренных тел полезных ископаемых или зон минерализации.
Точки отбора шлиховых проб при подготовке основы для карт могут быть показаны двояко. Чаще их просто переносят с полевых карт шлихового опробования, проставляя первоначальные номера. В некоторых случаях выполняют дополнительные построения, желая учесть влияние сноса обломочного материала при развитии процессов его миграции от коренных источников. Для этого точку, отвечающую месту отбора шлиховой пробы в поле, трансформируют, перемещая ее вверх по водотоку или склону водораздела на половину расстояния между двумя соседними точками опробования. За трансформированными точками сохраняют их первоначальные номера.
Подготовленная чистовая основа для шлиховых карт размножается. Количество ее экземпляров должно быть достаточно большим, чтобы обеспечить возможность составления вариантов рабочих карт разных типов.

Шлиховые карты фактического материала являются начальной стадией обработки полевых данных. На них регистрируется весь материал, собранный в процессе выполнения шлиховых поисков, и значками изображаются результаты минералогического исследования шлихов, представляемые в табличной форме лабораториями. Обилие первоначального фактического материала не позволяет отразить его на одной карте, и нередко прибегают к составлению нескольких взаимодополняющих друг друга карт фактического материала. Большую помощь при этом оказывает проведение предварительного корреляционного анализа, на основе которого выявляются шлихо-минералогические ассоциации, которые и могут быть положены в основу разделения аналитических данных на серии карт.
Минеральный состав шлихов изображается в виде секторных диаграмм. Центр таких диаграмм располагают в месте отбора шлиховой пробы: в случае сгущенного опробования диаграммы шлихов выносят в стороны от места отбора проб. Генетический тип опробовавшихся отложений показывают цветом или характером контурной линии диаграммы: аллювий — сплошным черным контуром, делювий - пунктирным черным или сплошным синим, элювий — сплошным красным контуром. Суммарное количественное содержание минералов в шлихе передается размером диаграммы: чем выше содержание минералов в шлихе, тем больше диаметр диаграммы на карте; для низких, средних и высоких содержаний минералов в шлихе диаграммы могут иметь, например, диаметр 4, 6 и 10 мм соответственно. Минералы, обнаруженные в шлихе, изображаются цветом окраски внутреннего поля диаграммы. Цвет условных обозначений полезных компонентов шлиха на шлиховых картах фактического материала следующий:

На карте может быть либо отдельно показан каждый встреченный в шлихе минерал, либо минералы могут группироваться в ассоциации на основе данных корреляционного анализа. В последнем случае цветовое обозначение выбирается по ведущему полезному компоненту. Следует подчеркнуть, что на картах фактического материала обязательно приводятся все шлихи, в том числе и те, в которых не обнаружено полезных компонентов. Пример возможного построения шлиховой карты фактического материала показан на рис. 3.

Минеральный состав шлихов может быть изображен и другими способами. Например, диаграмму шлихов можно разделить на четыре квадранта, каждый из которых „закрепляется" за каким-либо минералом или ассоциацией минералов. Квадранты могут закрашиваться цветом, соответствующим составу ведущего полезного компонента, или обозначаться различными штриховыми знаками и черной заливкой. Величина сектора закраски квадранта отражает количество полезного компонента в шлихе; если тот или иной полезный компонент (или минеральная ассоциация) в шлихе отсутствует, отведенный ему квадрант оставляется пустым.
В тех случаях, когда масштабы карты не позволяют показать минеральный состав каждого шлиха отдельно, изображается объединенная диаграмма для группы близко расположенных шлихов. В отдельные группы включаются шлихи, в которых установлено наличие полезного компонента или его ассоциации, и шлихи безрудные ("пустые"). Для группы "рудных" шлихов дается одна сводная секторная диаграмма, центр которой размещается в месте взятия наиболее богатой шлиховой пробы. В этой сводной диаграмме изображается суммарный минеральный состав шлихов всей данной группы. Объединение шлихов в подобных случаях удобно проводить на основе результатов кластерного анализа, включая в сводную диаграмму близко расположенные шлихи, попавшие в одну кластеризационную группу.
Минеральный состав протолочных проб показывается на шлиховых картах фактического материала так же, как и минеральный состав шлихов. В этом случае целесообразно изменить только форму диаграммы и принять, например, квадратные значки. Размеры значков отражают количественную сторону, а цветовая закраска внутренней их части — минеральный состав протолочных проб.
Шлиховые поиски комплексируются с другими видами поисковых работ, и при их выполнении отбирают разнообразные пробы, результаты анализов которых часто также приводят на шлиховых картах фактического материала. Данные анализов литохимических проб наносят в виде точек, около которых цветной тушью проставляется содержание в пробах ведущих рудообразующих элементов (в %). При наличии в пробе одновременно двух или более элементов содержание их надписывается около пробы в виде дроби. Результаты исследования гидрохимических проб отображают в виде химических индексов или условных значков, располагая их рядом с точкой отбора этих проб. Обычно указывается содержание рудообразующих элементов, их индикаторных спутников, сульфат-иона, отношение ионов [SO4]2- и Cl- а также величина pH вод.

Следующей стадией обработки результатов шлиховых поисков является составление ореольных карт. Они отражают динамику движения полезного компонента от коренного источника к пониженным участкам рельефа, где создаются шлиховые аномалии. На этих картах отрисовываются ореолы различных генетических типов.
Эндогенные ореолы выделяются на картах по данным протолочного или литохимического опробования коренных пород. Сопоставляя серии карт фактического материала, анализируя особенности геологического строения территории поисков и оценивая выявленные поисковые признаки, устанавливают возможные коренные рудоносные образования. Это могут быть магматические формации, поля развития постмагматических или контактово-измененных пород, благоприятные для локализации оруденения стратиграфические горизонты или литологические разности пород. Все эти потенциально рудоносные геологические образования, с которыми прямо или косвенно можно связывать определенное оруденение, оконтуриваются на карте как эндогенные ореолы в соответствии с их геологическими границами сплошными цветными линиями. Цвет контуров эндогенных ореолов выбирается по ведущему полезному компоненту.
Экзогенные ореолы подразделяют по генетическому типу рыхлых отложений, при опробовании которых были выявлены шлиховые аномалии. Различают площадные ореолы в областях делювиальных шлейфов или элювия и потоки рассеяния в аллювии современной гидрографической сети со всеми ее мелкими притоками, оврагами и распадками.
Шлиховые площадные ореолы в области делювиальных и элювиальных отложений формируются в результате плоскостного смыва продуктов выветривания и представляют собой связующее звено между коренными рудоносными образованиями и аномалиями в современном русловом аллювии. Эти ореолы оконтуриваются по данным шлихового опробования делювия и элювия, а также с использованием результатов литохимического опробования рыхлых отложений. Для них приводится общий наружный контур, т.е. ограничивается аномальная область. Внутреннее строение аномалии изображается путем выделения зон с разными концентрациями полезного компонента. С этой целью обычно проводят изоконцентраты, отделяющие зоны с низким, средним и высоким содержанием полезных компонентов в рыхлых породах.
Площадные шлиховые ореолы могут быть мономинеральными (т.е. для каждого минерала создается своя карта аномалий) или полиминеральными (для индикаторных ассоциаций минералов в шлихах). Цвет изображения изоконцентрат выбирают по ведущему полезному компоненту. Внутреннее строение аномалии может быть подчеркнуто крапом или штриховкой каждой из выделенных зон. С поисковой точки зрения наиболее интересны максимумы шлиховых площадных ореолов, так как они в случае делювиальных отложений незначительно удалены от коренного источника минерализации, а в элювии пространственно тесно связаны с ним.
Шлиховые потоки рассеяния представляют собой еще более удаленные части шлиховых аномалий, оторванные от коренных источников и формирующиеся под влиянием преобладающей линейно-направленной миграции продуктов выветривания. Они связаны с современными русловыми фациями, выявляются при их шлиховом опробовании и изображаются в виде полос (или лент), вытягивающихся вдоль русел рек и их притоков. Поскольку большинство шлиховых проб отбирается из аллювиальных отложений, потоки рассеяния являются основным видом экзогенных шлиховых аномалий и преобладают на ореольных картах.
При изображении на картах эти потоки выклинивают в тех участках речных долин, где из аллювия исчезают полезные компоненты, и прерывают в неопробованных отрезках водотоков. Минеральный состав тяжелой фракции аллювия в шлиховом потоке рассеяния показывают для каждого минерала отдельно цветной закраской их лент. Если в потоке рассеяния одновременно присутствуют два-три полезных компонента, то каждый из них должен быть представлен на карте самостоятельной цветной полосой вдоль русла рек. Эти полосы могут либо быть вложены друг в друга при количественном преобладании одного из минералов, либо быть равнозначными при одинаковом содержании минералов в аллювии. Часто для шлихо-минералогических ассоциаций, выявленных на основе корреляционного анализа, отстраивают полиминеральные шлиховые потоки рассеяния.

Количественное содержание полезных компонентов в русловых отложениях проявляется в различной ширине полос, изображающих поток рассеяния. Она увеличивается с ростом содержаний минералов, но во всех случаях не должна превышать ширину речных долин. Обычно выбирают трехстуленчатую шкалу для потоков рассеяния — для низких, средних и высоких количеств полезных компонентов. Пример ореольной шлиховой карты показан на рис. 4.

Заключительной стадией обработки результатов шлиховых поисков является прогнозная шлиховая карта. На ней отражаются разнообразные данные, полученные при проведении комплекса поисковых работ. С ореольных шлиховых карт переносятся максимумы моно-или полиминеральных площадных аномалий и потоков рассеяния. На основании анализа результатов литохимических съемок на картах фиксируется также положение максимумов литохимических аномалий рудогенных элементов и их индикаторных спутников в коренных породах или перекрывающих их рыхлых образованиях. Если на территории поисков выполнялся комплекс геофизических поисковых работ, то установленные геофизические аномалии также приводятся на прогнозной карте. Сопоставление различных выявленных аномалий со структурно-геологическими и геоморфологическими особенностями территории позволяет прогнозировать возможное положение в пространстве зон коренной минерализации или отрезков речных долин, благоприятных для россыленакопления. Эти перспективные участки показываются на прогнозной карте в виде площадей для постановки более детальных поисково-оценочных работ с указанием их масштабов. Специальными знаками могут быть раздельно выделены площади для постановки дальнейшего шлихового опробования, литогеохимических съемок, геофизических наблюдений, а также площади, в пределах которых для вскрытия перспективных зон должны быть пройдены поверхностные горные выработки.

При выполнении поисковых шлиховых работ и лабораторных исследований шлихов накапливается большой и разнородный массив фактических данных. Их систематизация, анализ и интерпретация требуют замены ручных операций обработки на формализованные автоматические, осуществляемые с помощью ЭВМ и основанные на стандартном алгоритме уравнения интерполяции.
Выдача расчетных данных на периферийные устройства позволяет выполнять графические построения в разных масштабах и тиражировать результаты. В связи с этим целесообразно отстраивать специализированные карты полей рассеяния на основе результатов полных полуколичественных минералогических анализов шлихов с помощью ЭВМ. Однако такие карты в силу первоначальной неравномерности сети шлихового опробования могут содержать некоторый элемент условности и выявлять лишь общие закономерности и тенденции в развитии полей рассеяния. С другой стороны, машинная обработка информации и сглаживание первичных аналитических данных создают возможность некоторой интерполяции на близрасположенные участки, которые из-за специфики геолого-геоморфологической обстановки не могли быть опробованы.
Для построения машинных карт используются стандартные программы, в основе которых лежит метод полиномиальной аппроксимации. Для каждого конкретного района в соответствии с особенностями его рельефа выбирается рациональный радиус сглаживания данных с таким расчетом, чтобы были построены шлиховые поля рассеяния по долинам рек и их бортовым частям. Затем ЭВМ производит систематический автоматизированный перебор аналитических данных для ряда шлихов, входящих в разделенную на полиномы площадь, охватываемую избранным радиусом сглаживания данных. Определяется обобщенное значение коэффициентов для каждого полинома, затем подбирается оптимальный шаг разбиения полученных значений и с помощью графопостроителя отстраиваются и оконтуриваются зоны равных значений рассчитанных коэффициентов. В результате по зонам отрисовывается все поле рассеяния; максимумы его приближены к коренным источникам питания шлиховых аномалий.

Подобные поля рассеяния могут быть построены отдельно для каждого минерала, интересного в геологическом плане, т. е. могут быть отрисованы мономинеральные карты шлиховых полей (рис. 5). В ряде случаев бывает целесообразно строить карты полиминеральных шлиховых полей рассеяния для индикаторных шлихо-минералогических ассоциаций, устанавливаемых на основе корреляционного анализа. В этом варианте карт удается осуществить, с одной стороны, свертывание большого объема информации и, с другой стороны, значительно повысить ее прогнозно-поисковое значение.