Методы поисков месторождений полезных ископаемых

В методическом отношении для дешифрирования характерно сочетание полевых и камеральных работ, объём и последовательность которых зависят от их назначения и изученности местности. Полевое дешифрирование заключается в сплошном или выборочном обследовании территории с установлением необходимых сведений при непосредственном изучении дешифрируемых объектов. На труднодоступных территориях полевое дешифрирование осуществляют с применением аэровизуальных наблюдений. Камеральное дешифрирование заключается в определении объектов по их дешифровочным признакам на основе анализа аэроснимков с использованием различных приборов, справочно-картографических материалов, эталонов (полученных путём полевого дешифрирования «ключевых» участков) и установленных по данному району географических взаимозависимостей объектов («ландшафтный метод»). Хотя камеральное дешифрирование значительно экономичнее полевого, но его полностью не заменяет, т.к. некоторые данные могут быть получены только в натуре.

Для дешифрирования используются приборы: увеличительные — лупы и оптические проекторы, измерительные — параллактические линейки и микрофотометры и стереоскопические — полевые переносные и карманные стереоскопы и стереоскопические очки и камеральные настольные стереоскопы, частью с бинокулярными и измерительными (например, стереометр СТД) устройствами. Стационарным прибором, разработанным специально для целей дешифрирования, является интерпретоскоп. Дешифрирование аэроснимков проводят и на универсальных стереофотограмметрических приборах в комплексе работ по составлению оригинала карты. В зависимости от задачи, дешифрирование может выполняться по негативам аэроснимков или их отпечаткам (на фотобумаге, стекле или позитивной плёнке), на смонтированных по маршруту или площадям фотосхемах и на точных фотопланах. Дешифрирование осуществляют в проходящем или отражённом свете с вычерчиванием (или гравированием) его результатов в одном или нескольких цветах на самих материалах аэросъёмки или наложенных на них листах прозрачного пластика.

К исполнителям дешифрирования предъявляются особые профессиональные требования в отношении восприятия яркостных и цветовых контрастов и стереоскопичности зрения, а также способностей к эффективному опознаванию и определению объектов по их специфическому изображению на аэроснимках. Наряду с этим исполнители должны знать особенности природы и хозяйства данной территории и иметь сведения об условиях её аэросъёмки.

Различают общегеографическое и отраслевое дешифрирование. К первому относят топографическое и ландшафтное, ко второму — все остальные его виды. Топографическое дешифрирование., характеризующееся наибольшим применением и универсальностью, имеет своими объектами гидрографическую сеть, растительность, грунты, угодья, формы рельефа, ледниковые образования, населённые пункты, строения и сооружения, дороги, местные предметы, геодезические пункты, границы. Ландшафтное дешифрирование завершается региональным или типологическим районированием местности. Основные из отраслевых видов дешифрирования применяются при выполнении следующих работ: геологическое — при площадном геологическом картировании и поисках полезных ископаемых, гидрогеологических и инженерно-геологических работах; болотное — при разведке торфяных месторождений; лесное — при инвентаризации и устройстве лесов, лесохозяйственных и лесокультурных изысканиях; сельскохозяйственное — при создании землеустроительных планов, учёте земель и состояния посевов; почвенное — при картировании и изучении эрозии почв; геоботаническое — при изучении распределения растительных сообществ (преимущественно в степях и пустынях), а также для индикационных целей; гидрографическое — при исследовании вод суши и площадей водосбора и исследовании морей в отношении характера течений, морских льдов и дна мелководий; геокриологическое — при изучении мерзлотных форм и явлений, а гляциологическое — ледниковых и сопутствующих им образований. Дешифрирование применяется также в метеорологических целях (наблюдения за облаками, снеговым покровом и др.), при поиске промысловых животных (особенно тюленей и рыб), в археологии, при социально-экономических исследованиях (например, контроле движения транспорта) и в военном деле при обработке материалов аэрофоторазведки. При решении многих задач дешифрирование носит комплексный характер (например, для целей мелиорации).

В ряде отраслей науки и практики наряду с дешифрированием аэрофотоснимков ведутся работы по дешифрированию космических фотоснимков, выполняемых с пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций, а также с искусственных спутников Земли. В последнем случае получение фотоснимков полностью автоматизировано; доставка их на Землю осуществляется с помощью контейнеров или передачей изображения телевизионным путём. Благодаря снимкам из космоса обеспечивается возможность непосредственного дешифрирования объектов глобального и регионального характера и дешифрирования динамики природных процессов и проявлений хозяйственной деятельности сразу на значительных пространствах за короткий промежуток времени.

1.2.3. Аэрогеофизические  методы

Аэрогеофизические методы, появившиеся в середине 20 в. и основанные на фиксации и измерении  гамма-излучения Земли, а также  параметров её магнитных, гравитационных и электрических полей, по сравнению  с другими методами позволяют  достичь большей «глубинности» изучения земной коры. Они включают аэромагнитную, аэрорадиометрическую и аэрогравиметрическую съёмки, аэроэлектроразведку и аэросейсморазведку (пока менее разработанную).

В задачу аэромагнитной съёмки входит измерение составляющих магнитного поля специальными приборами — аэромагнитометрами. Анализ (по полученным данным) структуры этого поля и установление его связи с геологией района позволяет выявлять наличие и существенные черты ряда месторождений, особенно тех, которые создают магнитные аномалии. Изучение магнитного поля Земли с летательного аппарата при помощи аэромагнитометров. С разработкой новых аэромагнитометров высокой точности Аэромагнитная съёмка стала одним из методов региональных геофизических исследований. Результаты аэромагнитной съёмки используются при составлении геологических карт, для уточнения контуров геологических образований, выявления тектонических нарушений и др. Крупномасштабная аэромагнитная съёмка применяется при поисках железных руд, бокситов, алмазоносных кимберлитовых трубок и т. д. Съёмочные маршруты располагаются параллельно друг другу, перпендикулярно преобладающему залеганию изучаемых геологических структур. Аэромагнитная съёмка проводится на постоянной высоте от уровня моря или рельефа местности. В первом случае высота полёта контролируется по барометрическому высотомеру, во втором — с помощью самолётного радиовысотомера. Геодезическая привязка маршрутов к местности осуществляется по фотографиям отдельных ориентиров, а при их отсутствии — с помощью радионавигационных систем. Для учёта и исключения вариаций геомагнитного поля пользуются записями магнитных обсерваторий и полевых вариационных станций, установленных в районе работ. Иногда вариации автоматически вводятся в показания аэромагнитометра с помощью сигналов, передаваемых по радио с наземной вариационной станции.

Аэрорадиометрическая съёмка предназначена для регистрации интенсивности естественного гамма-излучения земной поверхности. Применение приборов — аэрорадиометров и аэрогаммаспектрометров — даёт возможность устанавливать перспективность изучаемых площадей на содержание радиоактивных элементов (урана, тория и др.), а также спектральный состав излучения, что важно для определения пород при региональном геологическом картировании.

Аэрогравиметрическая съёмка, заключающаяся в измерениях силы тяжести с летательного аппарата гравиметрами, выполняется преимущественно для изучения фигуры Земли и выявления аномалий гравитационного поля, связанных с крупными геологическими структурами.

Аэроэлектроразведка основана на измерении с воздуха вторичных электрических полей, создаваемых горными породами с различными электропроводностями. Область применения — поиски рудных тел, линз пресных вод, картирование коренных отложений на глубинах до нескольких десятков метров. Аэроэлектроразведка позволяет быстро обследовать большие площади, часто в труднодоступных для наземной разведки районах.

2. Наземные  методы поисков

2.1. Геолого-минералогические методы поиска полезных ископаемых

Геолого-минералогические поиски месторождений твердых полезных ископаемых основаны на визуальном выявлении и прослеживании ореолов и потоков механического рассеяния, в зависимости от характера которых выделяются:

• валунно-ледниковый
• валунно-обломочный
• шлиховой методы.

К геолого-минералогическим методам относятся также минералого-петрологические  и минералогические исследования, направленные на изучение околорудных метасоматитов, вкраплено-прожилковой минерализации и картирования кристалломорфических свойств минералов. Все они не имеют самостоятельного поискового значения и используются в комплексе со специализированным геологическим картированием или другими видами геологоразведочных работ.

Валунно-ледниковый метод используется геологами Канады, скандинавских стран и России при поисках месторождений, перекрытых плащом ледниковых отложений. С помощью валунно-ледникового метода обнаружены многие месторождения рудных и нерудных полезных ископаемых. Он заключается в поисках рудных валунов и валунов-спутников в нижних горизонтах донных морей. Как правило, от коренного месторождения валуны расходятся в виде веера, расширяющегося в сторону движения ледника. Совместный анализ расположения валунного веера и геологической карты позволяет выделить перспективные площади обнаружения коренных месторождений.

Обломочный  метод основан на изучении аллювиальных, делювиальных и элювиальных ореолов механического рассеяния. Сущность его заключается в обнаружении в отложениях обломков руды или сопутствующих минералов-индикаторов и прослеживании их вплоть до коренного выхода руды.

Обломочный  метод применяется в горно-таежных  районах в комплексе со специализированным геологическим картированием. С  его помощью обнаруживаются коренные выходы многих рудных и нерудных полезных ископаемых, устойчивых в зоне гипергенеза, зон окварцованных и метасоматических измененных пород.

Шлиховой метод заключается в систематическом шлиховом опробовании рыхлых отложений, изучении состава шлихов, прослеживании и оконтуривании шлиховых ореолов рассеяния и выявлении по ним коренных и россыпных месторождений полезных ископаемых. Шлихами называются концентраты, получаемые путем промывки рыхлых отложений, а также измельченных горных пород и минеральных скоплений. Шлиховой метод применяется для поисков полезных минералов, обладающих большой плотностью, механической прочностью и устойчивостью в поверхностных условиях. К этим минералам относятся золото, минералы платиновой группы, касситерит, алмаз, вольфрам, колумбит, шеелит, киноварь и ряд других минералов. Вблизи коренных выходов рудных залежей в шлихах отмечаются и нестойкие минералы, например сульфиды.

В последние годы на стадии общих  и детальных поисков используется шлиховой минералого-геохимический метод, являющийся разновидностью шлиховых методов поисков. Сущность метода заключается в изучении состава и особенностей распределения рудных элементов и элементов-примесей в околорудном пространстве по результатам анализа шлиха, его отдельных фракций или отдельных минералов.

2.2. Геохимические методы  поисков полезных ископаемых

Геохимические методы поисков полезных ископаемых основаны на выявлении, оконтуривании и оценке локальных ореолов элементов-индикаторов рудной минерализации и элементов-спутников в коренных породах, рыхлых отложениях, природных водах, растениях и газах. В зависимости от этого различают:

• литохимические методы поисков
• гидрохимические методы поисков
• биохимические методы поисков
• атмохимические (газовые) методы поисков

Литохимические методы основаны на исследовании состава и особенностей распределения химических элементов  в горных породах, продуктах их выветривания и почвах, гидрохимические — состава  природных поверхностных и подземных  вод, атмохимические основаны на изучении газового состава подземной атмосферы  и ее приземных слоев; при биохимических исследуется химический состав растений и их остатков.

2.2.1. Литохимические методы  поисков

Литохимические методы поиска полезных ископаемых основаны на исследовании состава и особенностей распределения химических элементов в горных породах, продуктах их выветривания и почвах. Они проводятся по первичным, вторичным ореолам и по потокам рассеяния рудообразующих элементов-индикаторов.

Поиски по первичным ореолам. Литохимический метод поисков по первичным ореолам применяется на всех стадиях поисковых работ. Сущность метода заключается в определении состава и особенностей распределения химических элементов, образующих аномальные концентрации в руде и околорудном пространстве. Поиски по первичным ореолам основаны на опробовании коренных пород или обломочной фракции элювиально-делювиальных отложений. Отбор геохимических проб производится из естественных обнажений коренных пород, поверхностных и подземных горных выработок и керна скважин раздельно для неизмененных пород, зон тектонических нарушений, прожилково-вкрапленной, жильной, рудной и нерудной минерализации.

Поиски по вторичным ореолам. Поиски рудных полей и месторождений по вторичным ореолам рассеяния элементов-индикаторов и их спутников в продуктах выветривания, элювиально-делювиальных отложениях или почвах проводятся в масштабе 1:50 000 — 1:10 000. Металлометрическое опробование выполняется обычно по системе профилей, ориентированных вкрест простирания рудоносных структур.

Поиски по потокам рассеяния. Поиски по потокам рассеяния — один из основных геохимических методов поисков месторождений твердых полезных ископаемых в активно денудируемых горно-складчатых районах. Поиски наиболее полно отвечают задаче ускоренного изучения обширных геологически слабо изученных рудных районов, т. к. позволяют в короткие сроки и с малыми затратами исследовать территории в десятки и сотни квадратных километров для постановки более детальных исследований. Они наиболее эффективны для элементов индикаторов и спутников рудной минерализации, которые обладают хорошей миграционной способностью в поверхностной водной среде, — золото, серебро, цинк, медь, свинец, молибден, уран, в меньшей степени — никель, мышьяк, сурьма и ртуть.

Литохимические съемки проводятся путем систематического отбора проб из аллювиальных отложений гидросети в пределах сухой пойменной части водотоков, реже — из-под воды. Плотность отбора зависит от степени эрозионного расчленения местности, разветвленности гидросети и выбранного масштаба поисковых работ. Отбор проб начинается в 50 — 100 м выше устьев опробуемых водотоков старших порядков и заканчивается в устьях рек II —I порядка.