Способ поиска рудных месторождений по микроамальгамам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 27. 03.81 (21) 3265941/18-25 51 М. КЛ. 0 01 Ч 9/00 с присоединением заявки М 9 ГосударствЕнный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 230982 Бюллетень М 9 35 Дата опубликования описания 23,09,82(54) СПОСОБМЕСТОРОЖДЕНИЙ П СКА РУДН КРОАМАЛЬ Изобретение относится к геохимическим методам поисков рудных объектов и может быть использовано при поисках различных типов зндогенных месторождений, а также при разбраковке атмогеохимических ., в частности газортутных, аномалий, особенно на закрытых площадках в условиях )глубокоэалегающего погребенного и скрыто-погребенного оруденения.Известен способ поисков рудных месторождений, использующий высоко- подвижные пары ртути в почвенном воздухе. Способ заключается в откачке проб почвенного воздуха из шпура глубиной 0,2 - 0,5 м с помощью цилиндрического зонда, накоплении ртути на золотом сорбенте, десорбции. ртути путем электронагрева сорбента и измерении ее концентрации атомно-абсорбционным Аотометром. Объем проб 1, скорость прокачки рекомендуется 1 л/мин (1).Способ характеризуется высокоразрешающей глубиной способностью и оперативностью в получении результатов.Однако в силу того, что в нем используется монопризнак элемента, способ не позволяет проводить диаг,ностику и разбраковку выявленных 2аномалий. Б процессе газортутнойсъемки выявляется значительное количество ложных аномалий. Последниеобусловливаются тектоническими нарушениями различного порядка, породамис повьхаенными кларковыми содержаниями ртути., микросейсмическими явлениями, техногенными и другими причинами. Оценка и разбраковка атмогеохимических ореолов на закрытых площадках требует комплексирования различных методов, а часто и применениябуровых работ и является делом длительным, трудоемким и дорогостоящим.Наиболее близким техническим. решением является способ поиска рудныхместорождений по микроамальгамам,основанный на отборе аспирационныхгазовых проб иэ верхней части почвенйого разреза,накоплении ртути на золотом сорбенте с последующей десорбциейи определении ее содержаний.Преимущество этого способа передспособом (1) состоит в иной конструкции газоотборного устройства и вопробовании самого обогащенногортутью горизонта. Здесь применяетсягазоотборный колпак, с помощью которого опробуется почвенный воздух са мой верхней части почвенного раэреза. Ореолы проявляются здесь, какправило, более контрастно. Скоростьотбора допускается до 5 л/мин приобъеме проб 5 л 2.Недостатком способа является сложность разбраковки газортутных аномалий, а также невысокая эффективностьи .достоверность поисков, посколькув способе предусматривается определение лишь концентрации ртути,Цель изобретения - повышение дос-, 10товерности и эффективности поисковрудных месторождений.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу поиска рудныхместорождений, основанному на отбореаспирационных газовых проб из верхнейчасти почвенного разреза, накоплении ртути на золотом сорбенте споследующей десорбцией и определенииее содержаний, измерения концентрацийртути производят при различных скоростях прокачкипроб через сорбент и поизменению концентраций ртути определяют ее номинальнуювеличину в единице объема пробы, прйсутствие микроамальгам и степень насыщения их рудными элементами, по которым в совокупности судят о наличии эндогенногоместорождения.В процессе проведения детальныхисследований по выяснению особенностей миграции паров ртути в почвеннойатмосфере на различных уровнях от -дневной понерхиости обнаружено новоеявление, заключающееся в селективности проявления сорбционных свойств зо" 35лотого сорбента по отношению к ртутив газовых пробах. Особенно четко этопроянляется в пробах самой верхнейчасти. почвенных разрезов при сопоставлении рудных и безрудных участков. 40На основании большого фактическо-го материала, полученного по изучению геохимических особенностей поведения ртути н почвенной и надпочвенной атмосфере в различных регионах 45Средней Азии и Южного Казахстана, атакже известных данных о физико-химических свойствах ртути и ее применении в химии, физике и металлургии,установленное новое явление объясняется следующим образом.Над рудными месторождениями на контакте днух геосфер - литосферы и атмосферы, т.е. в самой верхней частипочвы, существует своеобразный геохимический барьер амальгамации, в котором накапливаются многие . амальгамирующие рудные элементы, диффузионномигрирующие в вертикальном направлении от залегающих на глубине рудныхместорождений к дневной поверхности. 60Приземная атмосфера представляетсобой дисперсную систему, в которойртуть присутствует как в виде элементарных атомов, так и в адсорбированном виде на аэрозолях, причем в 65 значительных количествах. Последниевыпадают на поверхность почвы грави-тационно и с атмосферными осадками,формируя тонкий приповерхностный слой.Атомы ртути, сгруппированные в молекулы на седиментированных аэрозолях,проявляют себя уже как микрокапли илимикропленки амальгамирующей жидкортути. Поскольку аэрозоли образуютсплошной припочненный слой, последнийвыполняет роль своеобразного покровного концентратора,амальгамируя всемигрирующие из глубин парообразныеэлементы, склонные к этому процессу.Восходящие пары ртути также проходятстадию амальгамации и лишь затем, взависимости от условий, испаряются иулетучиваются в атмосферу н том илиином количестве.Известно, что растворение металлов в ртути уменьшает поверхностноенатяжение капель микроамальгам, Известно также, что золото растворяется в ртути в очень незначительнойстепени, и ртуть по существу не растворяет, а лишь смачивает его. Уменьшение поверхностного натяжения улучшает смачиваемость золота ртутью.Из сказанного следует, что, чемболее концентрирована амальгама, темлучше она смачивает поверхность золотого сорбента и, наоборот, чем сильнееамальгама, тем хуже проявляетсясмачинаемость,Концентрированные амальгамы следует ожидать над месторождениями,генерирующими пары рудных амальгамйрующих элементов, а сильно разбавленные, вплоть до чистых микрокапельртути - в безрудных условиях.Концентрированные и разбавленныемикрокапли амальгамы, обладая различным поверхностным натяжением и,следовательно, различной степеньюсмачиваемости, по-разному ведут себяи н отношении к сорбции на золотомсорбенте, создавая упомянутое новоеявление селективного извлечения ртути из газовых проб.Если изменять кинетическую энер"гию движения частиц-микроамальгам(путем изменения скоростей прокачкипроб) вдоль золотого сорбента, поме-,щенного в аэродинамическую трубку, инеоднократно измерять при различныхскоростях прокачки проб количество.абсорбированной ртути на сорбенте, топо изменению концентраций ртути можно определять номинальное содержаниертути в единице объема пробы, выявитьприсутстние микроамальгам и степеньих насыщения рудными элементами относительно контрольных - эталонных графиков, Здесь проявляется следующаясвязь, Разбавленные амальгамы, вплотьдо чистой элементарной ртути, обладают энергией сцепления с сорбентоми при незначительном повышении скорости прокачки проб кинетическая энергия движения у таких частиц становится больше энергии сцепления. Поэтомуони, не удерживаясь, проскальзываютчерез сорбент и выбрасываются в атмосферу. В таких случаях оптимальными 5условиями для выявления номинальныхсодержаний ртути в пробах являютсянизкие скорости прокачки.В тех условиях, когда микроамальр амы в пробах концентрированные, они 10имеют высокую силу сцепления, хорошонакапливаются, удерживаясь на сорбенте, и при высОких скоростях прокачкипроб, которые возрастают до тех пор,пока сопоставляемые энергии не компенсируют друг друга. В этих случаяхопределение номинальиых содержанийртути в единице объема проб будет являться достоверным и при высоких скоростях прокачки и объемных расходаханализируемого газа,Из всего приведенного материалавытекает следующая общая закономерность.При сравнении двух абсолютно одинаковых по интенсивности газортутных .аномалий оказывается, что в пределахтой из них, где присутствуют обогащеные микроамальгамы, концентрацияртути по мере увеличения скоростипрокачки проб будет прогрессивно возрастать до определенных пределов, отражая реальную картину содержанияэтого элемента, И наоборот, в другойаномалии, которая представлена сильно разбавленными микроамальгамами или З 5элементарными микрокаплями ртути, изменения содержаний исследуемого элемента после незначительных повышенийскоростей прокачки проб будет падать,искажая действительную концентрацию 40ртути в исследуемой среде,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, с помощью которого может быть осуществлен способ; на фиг,2 результаты измерений с устройством, 45выполненные на одном из месторожденийУстройство содержит газоотборныйколпак 1 с пылеулавливающим фильтром2, золотой струнный сорбент 3, ротаметр 4, установленный между сорбен Отом 3 и вакуумным насосом 5, измерительный блок-Фотометр б, блок 7 питания, Фильтр-поглотитель 8 ртути итрехходовые краны. 9 и 10, Блок 7 питания подключен.к блоку-Фотометру б 55и сорбенту 3.Способ с помощью этого устройства осуществляется следующим образом.На площадях, подлежащих опоискованию, на каждом пикете наблюдений вы- О бирается рабочая площадка размером 1 кв. м, в пределах которой можно произвести на смежных точках 3-4 из-. мерения; Обычно этого количества измерений достаточно, чтобы установить 65 номинальное содержание паров ртути,выявить присутствие микроамальгам иопределить степень их насыщенностирудными элементами относительно контрольного графика. Для построенияконтрольного граФика можно использовать данные по замерам искусственныхпроб из чистых элементарных паровртути. Однако на практике для постро"ения такого графика удобнее использовать данные по замерам на первойисходной точке (пикете) той площади,которая подлежит опоискованию.Последовательность измерений сле"дующая. Газоотборный колпак 1 устанавливается на точке опробования ивдавливается в почву на .2-3 "см. Затем с помощью вакуумного насоса 5 приположении А-А кранов 9 и 10 прокачивается аспирационная проба почвеннойатмосферы через золотой струнный сорбент 3 на наименьшей скорости прокачки, контролируемой ротаметром 4. Пос,ле окончания прокачки пробы определенного объема и накопления ртути насорбенте краны 9 и 10 устанавливаются в положение Б-Б для проведения измерения концентраций ртути, С этойцелью включается отжиг сорбента 3 наблоке 7 питания. Десорбированные ссорбента 3 пары ртути с помощью прокачки их насосом 5 поступают в электронный измерительный блок фотометраб и по шкале отсчетов снимают данныео концентрации ртути,Далее измерения в пределах пикетапроизводятся на смежных точках 2,3последовательно увеличивая на каждом,из них скорость прокачки. По полученным результатам строят график (в координатах: по оси абсцисс откладывают скорость прокачки, по оси ординатконцентрацию ртути) и, сопоставляяего с контрольным графиком, определяют номинальное содержание ртути вединице объема пробы, наличие и степень разбавленности микроамальгамрудными элементами.На фиг. 2 вынесены результаты замеров и отстроены графики измеренияконцентраций паров ртути в почвенномвоздухе над скрытопогребенным промышленным ртутным месторождением в Киргизии (кривая 1) и безруднымучасткомза пределами месторождения (кривая 2).Пробы отбирались в эпицентрах газортутЙых аномалий при скоростях прокачки,равных 0,5; 1,0; 1,5 и 2 л/мин, с помощью газоотборного колпака,вдавливаемого в почву на 2-3 см. Анализ десорбированных паров ртути проводилсяатомно-абсорбционным фотометром ФГП 001 конструкцйи Казахского филиалаВИРГ. На кривых изменения концентраций ртути (фиг. 2) видно, что на безрудном участке (кривая 2) уже при скорости прокачки проб 1,5 л/мин кинетическая энергия движения ртутных частиц-микроамальгам оказывается большетой энергии, которая необходима дляудержания сорбирующихся частиц на поверхности сорбента и они проскакиваютчерез него, выбрасываясь в атмосферу.Фиксируемая концепция паров ртути притом резко падает и кривая (2) содераний ртути на Фигуре,2 отклоняетсявниз. 10Мерой количественной оценки сте пени насыщения микроамальгам рудными амальгамирующими элементами, можетслужить величина изменения концентраций ртути,. равная разности ее содержаний в одноименных точках ( напри"мер 4 и 3) на двух кривых, полученных на сравниваемых участках, либолинейная величина Ъ (фиг.2) между точками (например 4 и 3),или угол А, 20образуемый кривыми изменения концентраций. Так, например, по полученнымкривым газортутная аномалия на месторождении (кривая 1, Фиг. 2) характеризуется интенсивностью 1,8 " 10 "мг/л, присутствием значительных количеств микроамальгам (угол с(.значительный), степень разбавленности которых определяется величинойугла о(: 39.О,30Результаты замеров площадных съемок могут отстраиваться одновремен-,но в виде двух поисковых карт. На одной отражаются данные по номинальнымсодержаниям ртути, на втором - ре"зультаты по насыщенности микроамальгам рудными элементами,Поставленная цель - выявление аномалий над рудными объектами и их одновременная разбраковка, решается накачественно новой основе, без какихлибо значительных затрат труда,средств и времени. В основе предлагаемого способа лежит элемент использования Формы нахождения элементарной ртути, вернее, энергетического 45.состояния микропленок или микрока пель ртути, разбавленных в той илииной степени амальгамирующими рудными элементами.Содержание паров ртути в амальгамирующем горизонте, в зависимости отрегиона, может варьировать в пределах от п.10 б до п 10 8 мг/л оченьредко .на ртутносных площадях.оно может достигать п 10 мг/л. Амальгамирующими рудными элементами могутбыть свинец, олово, висмут, калий,натрий, барий, серебро, золото, литий, индий, рубидий, таллий и др.Содержание этих элементов в микроамальгамах следует ожидать на 2-3 по-рядка меньше, чем, у ртути. Размерыаэрозолей, которые пропускаются через фильтр газоотборного устройства,меньше 1 мк, т.е. находятся в области миллимикрон. Чувствительность анализа паров ртути прибором ФПГ - 001равна 1,210 "о мг/л. Среднеквадратическая относительная погрешностьизмерения " 28Полезность предлагаемого изобретения заключается в том, что одновременно проводятся поиски газортутныхореолов и их разбраковка с выделенизм рудоперспективных аномалий безприменения комплекса других методовили дорогостоящей глубинной литохимической съемки, осуществляемой спомощью бурения. Все количественныепараметры (номинальная концентрацияртути и степень насыщения амальгамрудными элементами) определяются оперативно непосредственно в поле наточках наблюдения. Способ являетсяпрямым, глубокоразрешающим и высокоинформативным, поскольку в нем используется отражение в амальгамахглубоких геохимических связей комплекса .типичных рудных парагенетических ассоциаций,Формула изобретенияСпособ поиска рудных месторожде" ний по микроамальгамам, основанный на отборе аспирационных газовых проб из верхней части почвенного разреза, накоплении ртути на золотом сорбенте с последующей десорбцией и определении ее содержаний, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повы. - шения достоверности и эффективности, измерения концентраций ртути производят при различных скоростях прокачки проб через сорбент и по изменению концентраций ртути определяют ее номинальную величину в единице объема пробы, присутствие микромальгам и степень насыщения их рудными элементами, по которым в совокупности судят о наличи эндогенного месторождения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Фурсов В.З. Методика измерений паров, ртути при поисках рудных месторождений. М., 1975, с. 23, 28.2, Анищенко А.З. и Кирикилица С.И. Методические рекомендации по эксплуатации полевых станций типа Ореол. СимФерополь, 1979, с. 36 (прототип) .. 960703 ГСоставитель Е. Городничев Редактор С. Патрушева Техред Л.Пекарь орректорс. Юе 7 аказ 7269/5 дписно филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж ЭНИИПИ Государ по делам из 5, Москва, Жвенного комитета СССретений и открытийРаушская наб., д, 4/5