Поисковые признаки.
Поисковые признаки- факты, указывающие на наличие или на возможность выявления месторождений полезных ископаемых в определённом месте: следы процессов и явлений, сопутствующих образованию, изменению и разрушению месторождений; особенные физические, химические, минералогические свойства полезного ископаемого и вмещающих горных пород, по которым можно обнаружить месторождение в толще земной коры. По своему значению поисковые признаки делятся на прямые и косвенные.
Прямые поисковые признаки. Выходы полезного ископаемого. Наличие полезного ископаемого или рудных минералов в коренных обнажениях является наиболее достоверным поисковым признаком. Выявление такого обнажения (естественного или искусственного) - одна из задач поисковика.
Ореолы и потоки рассеяния имеют исключительно важное поисковое значение; на их исследовании основаны главнейшие методы поисков: шлиховой, геохимический. Ореолы рассеяния распространены на значительно больших площадях по сравнению с рудными телами, обнаружить их при поисках легче, чем сами рудные тела. По происхождению ореолы и потоки рассеяния разделяются на первичные и вторичные. Первые образуются в процессе формирования месторождения, а также при его метаморфизме; вторые- при разрушении месторождений и их первичных ореолов рассеяния. Первичные ореолы и потоки рассеяния имеют большое значение при поисках "слепых" (не выходящих на поверхность) месторождений; вторичные- при поисках месторождений, вскрытых эрозией.
Следует иметь в виду, что ореолы и потоки рассеяния не всегда свидетельствуют о наличии месторождения.
Первичные ореолы рассеяния. Под первичными ореолами рассеяния полезных ископаемых подразумеваются совокупность околорудных изменений и накопления в рудовмещающих породах полезных элементов в процессе эндогенной и экзогенной минерализаций. В результате изучения первичных ореолов выяснено, что в надрудной толще можно выделить три зоны: внутреннюю, промежуточную и внешнюю, расположенные на различном расстоянии от рудного тела и характеризующиеся определённым комплексом элементов. Наряду с основными рудными элементами в ореолах рассеяния появляются разнообразные элементы-спутники (индикаторы оруденения), которые присутствуют в сульфидах, силикатах, карбонатах. Количественные соотношения между всеми этими элементами сохраняются такими же, как и в рудном теле. Наряду с ореолами, возникающими в процессе эндогенного рудообразования, известны и экзогенные первичные ореолы рассеяния.
По отношению к вмещающим породам ореолы первичного рассеяния могут быть син- или эпигенетическими; первые характерны для магматических и осадочных месторождений, вторые- для пегматитовых и постмагматических- пневматолитовых, гидротермальных месторождений. Ореолы рассеяния рудных тел отличаются от ореолов рассеяния рудных полей. Первые характеризуются сравнительно небольшими размерами и высокой контрастностью, наличием в составе ореолов только элементов, свойственных данному рудному телу. Вторые имеют значительно большие размеры, более сложный состав, концентрация ореольных элементов превышает фоновые на порядок и редко более. В число ореольных элементов могут входить не только элементы, характерные для данного месторождения, но и элементы других рудных ассоциаций.
Вторичные ореолы рассеяния, имеющие наиболее важное практическое значение, образуются в экзогенных условиях. В зоне гипергенеза ореолы (первичные и вторичные) большей частью имеют смешанное происхождение. Образование вторичных ореолов рассеяния схематически можно представить следующим образом. В результате физического, химического и биогенного выветривания породы разрушаются. Атмосферные воды частично устремляются в пониженные участки, частично проникают по трещинам и порам пород в горизонт грунтовых вод, а частично (небольшая часть) поглощается корнями растений. Во всех трёх направлениях элементы мигрируют в растворённом виде, обогащая ручьи, речки, грунтовые воды, горные породы, залегающие выше уровня грунтовых вод, и ткани растений.
Для полного представления о вторичных ореолах необходимо изучать коры выветривания. Современные процессы выветривания позволяют понять более интересные древние процессы, создавшие древние коры выветривания. Ореолы образуются не только в коре выветривания, но и в толще перекрывающих пород, и если последние меньше "критической мощности", то ореолы выступают на поверхность. Критическая мощность в степной полосе с чернозёмом не выше 3-3,5 м, в полупустых районах-1.5-2 м, а в таёжных- 2-2,5м, минимальная- 0,6м.
Вторичные ореолы подразделяются на механические, солевые, биогеохимические, водные и газовые.
Наибольшее практическое значение имеют газовые ореолы, концентрирующиеся в почвенном воздухе, и биохимические ореолы, представляющие собой участки, в пределах которых растительность содержит повышенные количества металлов.
К поисковым признакам негеологического характера относятся отвалы древних горных разработок, древние выработки, отвалы шлаков, и т.п.; историко-архивные данные, материалы археологических раскопок (посуда, монеты, оружие, орудия производства и т.п.). Заслуживают внимания названия местностей рек, урочищ, долин на языке местных народов- "Свинцовый сай", "Оловянная река" и т.д.
Косвенные поисковые признаки. Изменение вмещающих пород является важным косвенным признаком, поскольку наличие его свидетельствует о процессах минералообразования, не всегда сопровождаемых оруденением. Зона изменения пород, совмещённая с первичными ореолами рассеяния, является уже прямым поисковым признаком.
Серпентинизация- изменение ультраосновных пород в результате развития серпентина по оливину, пироксену и др. Вызывается главным образом автометаморфизмом ультраосновных и основных пород, а также воздействием на них гидротермальных растворов. С серпентинитами часто связан хризотил-асбест, особенно на контакте серпентинизированных массивов ультраосновных пород с породами кислой магмы.
Лиственитизация- изменение ультраосновных и основных пород под влиянием гидротермальных растворов. В результате образуются тальк-карбонатные, лиственитизированные породы и листвениты, т.е. кварц-карбонатные породы со светлой слюдой и примесями гематита, пирита и др. Листвениты могут служить указанием на золоторудные и кобольт-медные месторождения, находящиеся среди ультраосновных и основных пород.
Карбонатизация- совокупность процессов, приводящих к обогащению горных пород различными карбонатами. Происходит обычно под воздействием вод, содержащих углекислоту. Наиболее распространёнными разновидностями карбонатизации являются доломитизация и кальцитизация. Характерна для боковых пород многих золоторудных, медных и полиметаллических месторождений.
Хлоритизация типична для пород ультраосновного, основного, реже среднего и кислого состава. Процесс хлоритизации весьма распространён в природе. Из большого числа хлоритовых пород представляют интерес следующие разновидности, образованные в результате гидротермальных процессов:
1) мономинеральные хлоритовые породы, образующие оторочки вокруг некоторых колчеданных, сульфидно-касситеритовых, свинцово-цинковых и хромитовых месторождений;
2) кварц-хлоритовые породы, являющиеся рудовмещающими многих сульфидно-касситеритовых, реже медноколчеданных и полиметаллических месторождений;
3) серицит-хлоритовые породы с кварцем или без кварца, распространённые в колчеданных, а также в некоторых полиметаллических и медных месторождениях;
4) турмалин-хлоритовые породы, часто с кварцем, характерные для касситерито-сульфидных месторождений;
5) биотит-хлоритовые породы с кварцем или без кварца, часто связанные с медноколчеданными месторождениями.
Пропилитизация выражается в замещении первичных цветных минералов эпидотом, хлоритом, кальцитом, серицитом, цеолитами и др. с одновременным образованием пирита, а также в альбитизации полевых шпатов. Может служить указанием на возможное нахождение месторождений золота, серебра и т.п.
Грейзенизация- процесс высокотемпературного (300-500 С) метасоматоза с участием при минералообразовании летучих компонентов (фтор, бор, хлор и др.), протекающий в широком диапазоне давлений и при эволюции постмагматических растворов от кислых и щелочных, проявляющийся в связи с гранитными интрузиями преимущественно средних и умеренных глубин. К грейзенам обычно приурочены месторождения олова, вольфрама, реже молибдена, висмута и ещё реже меди.
Турмалинизация- процесс образования турмалиновых и кварц-турмалиновых пород под действием гидротермальных растворов на первичные породы. С зонами изменённых пород могут быть связаны некоторые месторождения олова, реже меди, золота, мышьяка, свинца и цинка, вольфрама, молибдена и кобальта.
Березитизация- процесс преобразования гранитных пород типа гранит-порфиров, аплитовидных гранитов и др. под влиянием гидротермальных растворов в своеобразные породы березиты. Наличием березита и березитизированных пород может служить указанием на золоторудные, реже на молибденовые и вольфрамитовые, ещё реже на полиметаллические и медные месторождения.
Серицитизация- процесс замещения плагиоклазов, калиевых полевых шпатов, цветных и других минералов в породах серицитом. Серицитизация происходит при автометаморфизме, воздействии на породы гидротермальных растворов. Серицитизированные породы характерны для сульфидных месторождений различных металлов, а также для месторождения золота, флюорита и нерудных полезных ископаемых, связанных с вторичными кварцитами.
Вторичные кварциты- породы гидротермально-метасоматического происхождения, состоящие из кварца (преобладает), серицита, алунита, пирофиллита, каолинита, андалузита и диаспора. Возникают за счёт кислых, реже средних магматических пород и очень редко за счёт некоторых осадочных и метаморфических пород под воздействием на них гидротермальных растворов. С вторичными кварцитами часто связаны нерудное глинозёмное сырье (андалузит, каолинит, алунит и т.п.), а также золоторудные, медно-молибденовые, полиметаллические и медно-колчеданные месторождения.
Каолинизация- метасоматическое образование каолиновых минералов (каолинита, диккита, накрита, галлуазита) при гидротермальных и экзогенных процессах. Каолинизации подвергаются главным образом алюмосиликатные и глинозёмсодержащие минералы. Происходит она при воздействии на породы сернокислых, углекислых, галловидных растворов и гуминовых кислот. Наличие крупных участков каолинизированных пород может указывать на присутствие древней латеритной коры выветривания, с которой связаны многие месторождения полезных ископаемых.
Окварцевание- процесс метасоматического замещения пород или выполнения в них пустот и трещин кварцем или кремнием. Окварцованные породы сопровождают месторождения сурьмы, ртути, свинцово-цинковые и др.
Алунитизация- метасоматическое и главным образом гидротермальное изменение в основном алюмосиликатных (в основном вулканических) пород, в результате которого образуются алунит и сопряжённые минералы: кварц (опал), рутил, сульфиды железа, гематит, каолиновый минерал, самородная сера. С зонами алунитизированных пород может быть связано золото, медное и полиметаллическое оруденение.
Скарны- породы, состоящие из гранита, пироксенов и некоторых других известково-железистых силикатов, возникшие в результате высокотемпературного метасоматоза карбонатных и реже силикатных пород. Со скарновыми породами связаны месторождения многих полезных ископаемых (железные, медные, свинцово-цинковые, вольфрамовые, молибденовые, золотые, кобальтовые, мышьяковые, оловянные и др.).
Баритизация- процесс замещения карбонатных и других пород (известняки, доломиты, туфы и пр.) метасоматическим и жильным баритом под воздействием низко- и среднетемпературных гидротермальных растворов. С изменёнными породами связаны свинцово-цинковые, сурьмяно-ртутные, полиметаллические и колчеданные месторождения.
Доломитизация - процессы вторичного обогащения пород доломитом путём замещения им первоначальных составляющих, а также заполнения пустот, каверн, трещин и т.д. Доломитизация наиболее развита в карбонатных толщах, где ей подвергаются главным образом известняки. Сопровождается образованием ряда полезных ископаемых: некоторых низко- и среднетемпературных полиметаллических месторождений барита, флюорита, сидеритовых и магнетитовых руд, поэтому её наличие является поисковым критерием на эти полезные ископаемые.
Обохривание пород - происходит при окислении многих сульфидных месторождений. В верхних частях таких месторождений возникает железная "шляпа", состоящая из различных окислов железа, солей и окислов других металлов. Присутствие в обохрённых породах аннабергита (зелёные "никелевые цветы") и эритрина (розовые "кобальтовые цветы") указывают на разрушение руд никеля и кобальта.
Поисковым признаком являются осветлённые породы, возникающие в результате воздействия кислых сульфидных вод и нередко сопровождающие сульфидные рудные месторождения.
Горелые (шлаковидные) породы, возникающие вследствие подземных пожаров, являются хорошим поисковым признаком угольных месторождений.
Характерные особенности рельефа. Изучение форм микрорельефа может быть использована при поисках месторождений полезных ископаемых. Мощные пегматитовые, кварцевые жилы, залегающие в менее устойчивых породах, выделяются в рельефе в виде выступов высотой до нескольких метров; на выходах известняков, гипса наблюдаются карстовые воронки и т.д.
Ботанические признаки выражаются в том, что над минеральными скоплениями или над их ореолами рассеяния произрастают определённые виды растений.
Гидрогеологические признаки. Изучение гидрогеологии района иногда помогает выявить важные геологические закономерности, контролирующие пространственное размещение месторождений. Так, характер расположения водных источников может указывать на наличие разломов, зон дробления и т.п., что позволяет выявить структурные поисковые признаки, с которыми связаны определённые полезные ископаемые.
Жильные минералы, сопутствующие оруденению. Для эндогенных и особенно для гидротермальных месторождений характерна определённая зональность в распределении слагающих их минералов. Причём зона железных минералов составляет периферические части рудных тел и распространяется во вмещающих породах или на значительном расстоянии. Такие безрудные зоны гидротермального происхождения являются хорошим поисковым признаком.
По характеру исходного материала выделяют четыре типа периферических безрудных зон. Наиболее характерными типоморфными минералами зон первого типа являются: флюорит, реже барит, сидерит и кварц, иногда кальций и другие карбонаты; второго- различные карбонаты, главным образом кальцит, реже доломит, магнетит, анкерит, манганокальцит, манганоанкерит и сидерит; третьего- различные жильные минералы и четвёртого- безрудные минералы смешанного происхождения.
Безрудные зоны имеют большое значение для поисков скрытых, залегающих на глубине рудных тел. Безрудные зоны, указывающие на наличие оруденения на глубине, как правило, имеют примеси рудных минералов, а в нерудных минералах- примеси рудных элементов.
Различие физических свойств полезного ископаемого и вмещающих пород. Различие физических свойств горных пород и руд является основой геофизических методов поисков. Поисковыми признаками служат геофизические аномалии: магнитные, радиоактивные, эманационные, электрические, сейсмоэлектрические, вызванной поляризации; гравитационные, сейсмические, звуковой геологии и др. Причём магнитные и радиоактивные аномалии могут непосредственно указывать на наличие месторождения и являются прямыми поисковыми признаками, а другие (электрические, гравитационные, сейсмические и др.)- косвенными. Все геофизические аномалии подлежат проверке горными и буровыми работами.