СПОСОБ ПОИСКОВ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК ГЕОХИМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ Российский патент 1998 года по МПК G01V9/00 

Изобретение относится к области геохимических методов поисков и разведки полезных ископаемых и касается поисков кимберлитовых трубок.

Известен способ обнаружения рудных геохимических аномалий посредством установления площадей с высоким уровнем содержания полезных компонентов посредством расчета кларков концентрации (КК) элементов. Точки опробования с КК больше 10 являются местами активной эпигенетической концентрации элементов, что приводит к формированию локальных концентраций элементов [1].

Недостатком этого способа является ограниченность его применения, поскольку он не предназначен для поисков кимберлитовых трубок.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ геохимических поисков кимберлитовых тел по потокам рассеяния, заключающийся в выявлении кимберлитовых структур (кластеров), которые находят отражение в рисунке гидросети, рельефе, геохимических и физических полях. Со структурами каждого иерархического уровня, имеющими в плане вид окружностей при плотной упаковке младших кластеров в старших, ассоциируют потоки рассеяния конкретного превалирующего состава [2].

Недостатком способа является низкая чувствительность, ибо способ опробован на достоверно установленных кимберлитовых полях, а в случае его применения на неизученных площадях разобраться в обилии химических элементов потоков рассеяния и их пространственных взаимоотношениях достаточно трудно.

Цель изобретения - расширение возможностей и повышение чувствительности перечисленных выше способов.

Поставленная цель достигается следующим образом: среди элементов, ассоциирующихся с кимберлитовыми структурами, выявляются те, которые имеют КК больше 10, причем используются данные опробования как потоков рассеяния, так и вторичных ореолов рассеяния, после чего анализируются их пространственные взаимоотношения с целью установления их связи с кимберлитовыми структурами определенного ранга.

Способ основывается на закономерности - при формировании геохимических полей над первичным магматическим очагом химические элементы, характерные для структур разного ранга, мигрируют путем, определенным законами конвективного тепломассопереноса, концентрируясь в ядерной и фронтальной зонах циркуляционной системы, а на геохимических барьерах формируя участки эпигенетической концентрации (КК >10), причем эти участки могут формироваться не только на дневной поверхности, а на любой глубине над магматическим очагом, что позволяет вести поиски не только по потокам, но и по вторичным ореолам рассеяния.

При конвективном тепломассопереносе зона накопления представляет собой уплощенный конус или "опрокинутую чашу" и имеет многоуровневую организацию. В плане все члены образовавшейся системы имеют близкий к концентрическому тип зональности геохимических полей. Более мелкие структуры (кластеры) имеют плотную упаковку в более крупных структурах. Все структуры I порядка (кимберлитовое поле), имеющие диаметр около 60 км, модифицируются на семь кимберлитовых узлов (структур II порядка), имеющих поперечник 20 км, в каждом из которых выделяются семь структур диаметром около 6-7 км. Диаметры кластеров соответствуют критическим глубинам (глубинам взрывообразной "разгрузки" магматического расплава). Проецируемый на дневную поверхность конвективный конус может иметь диаметр, отличный от 60 км. Это определяется колебаниями критических глубин, величиной эрозионного среза, мощностью перекрывающих отложений, смещением точек эпигенетической концентрации элементов, нерегулярностью сети наблюдений.

Способ осуществляется следующим образом. По результатам всех видов литохимического опробования у элементов, характерных для кимберлитовых структур всех рангов, рассчитываются КК. Элементы с КК >10 выносятся на карту. После этого на карту накладывается трафарет с изображением структур I и II порядков, представляющий собой круг диаметром 60 км в масштабе карты с вписанными в него семью кругами диаметром около 20 км по принципу плотнейшей упаковки. Перемещением трафарета вверх-вниз, вправо-влево и вокруг собственной оси подбирается такое его положение, при котором элементы, характерные для структур I и II порядков, располагаются по границам кругов (на линиях окружностей), соответствующих этим структурам. Если точки опробования с КК>10 не вписываются точно в трафарет, описанные выше манипуляции производятся с другим трафаретом с диаметрами структур, позволяющими как можно более точно спроецировать границы структур трафарета на соответствующие точки опробования на карте. Следующим этапом является выявление закономерностей размещения элементов, характерных для структур III порядка. Для этого проводятся те же операции с трафаретом, где диаметр круга 20 км в масштабе карты с вписанными в него семью кругами диаметром около 6-7 км последовательно для каждой структуры II порядка. После того, как определены оптимальный диаметр трафарета и его оптимальное положение, он копируется на карту и полученные результаты сопоставляются с результатами других метолов исследований.

Способ опробован в Архангельской области при проведении геологической съемки масштаба 1: 200000. Было установлено, что КК> 10 имеют следующие элементы: Ba, Sc, Mn, Cr, La, Pb, Co, P, Zn, Ni, Mo, Cd, Sn. На участке, перспективном на коренные источники алмазов, расположение этих элементов по площади подчинено определенной закономерности. Так, элементы Ba, Sc, Mn, Cr расположены по границам круга диаметром около 65 км. Эти элементы в числе прочих ассоциируются со структурами кимберлитовой конвективной колонны 1 порядка. По периферии структур II порядка (кругов с диаметром около 20 км) располагается La. По границам структуры III порядка (круг диаметром около 7 км) обнаружена точка эпигенетической концентрации Co. К>10 имеет также Pb, который характерен для структур всех рангов, а в данном случае он связан со структурами II порядка. Контуры выявленных структур достаточно четко фиксируются рисунком гидросети и водоразделов. Аномальные концентрации неокатанных минералов-спутников алмазов из шлихов также приурочены к границам выявленных структур.

Источники информации
1. Питулько В.М., Резников И.Н., Ульянов Н.К. Литохимические методы съемки и поисков. Л.: Недра, 1985, с. 8-9.

2. Главатских С.П. Конвективная модель образования кимберлитовой колонны. /В кн. Геология и полезные ископаемые Севера Европейской части СССР. Архангельскгеология, 1991, с. 124-133 (прототип).

Использование: при геохимических поисках кимберлитовых трубок. Сущность изобретения: выявляют закономерности расположения химических элементов зоны накопления кимберлитовой конвективной колонны. Для этого используют результаты всех видов литохимического опробывания, по которым среди элементов, ассоциирующихся с кимберлитовыми структурами, выделяются и выносятся на карту те, которые имеют кларк концентрации больше 10, и по совпадению их с границами кластеров на трафаретах устанавливается наличие кимберлитовых структур.

Способ поисков кимберлитовых структур геохимическими методами, заключающийся в выявлении закономерностей расположения химических элементов зоны накопления кимберлитовой конвективной колонны, отличающийся тем, что используются не только результаты поисков по потокам рассеяния, а результаты всех видов литохимического опробования, по которым среди элементов, ассоциирующихся с кимберлитовыми структурами, выделяются и выносятся на карту те, которые имеют кларк концентрации больше 10 и по совпадению их с границами кластеров на трафаретах устанавливается наличие кимберлитовых структур.