СПОСОБ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ПОИСКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПЛАТИНЫ Российский патент 2000 года по МПК G01V9/00 

Изобретение относится к рудной геологии и может быть использовано при биогеохимических поисках месторождений полезных ископаемых, геологической съемке и оконтуривании ореолов рассеяния месторождений платины.

Известен способ биогеохимических поисков золота, платины, палладия, включающий отбор проб растительности доминирующего вида, в качестве которой используют 3-10-летние отрезки ветвей черной ели, сосны банксиана и лабрадорского чая, озоление их, анализ золы на содержание платиноидов и золота, а по аномально высокому содержанию платиноидов оконтуривают платиноидное оруденение /1/.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что применение его ограничено, поскольку используемые в нем виды растений на изучаемой площади не всегда могут быть доминирующего вида.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ литобиогеохимических поисков платиноидов, включающий отбор проб растительности доминирующего вида, в качестве которой используют внешние слои корки стволов и пней сосны обыкновенной и лиственницы даурской, корка (береста) березы плосколистной и верхние (0-20 см) части древесины старых, в том числе гнилых, пней сосны обыкновенной и лиственницы даурской, озоление их, анализ золы на содержание платиноидов и по аномально высокому содержанию платины и палладия оконтуривают платиноидное оруденение /2/.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что применение его ограничено, поскольку используемые в нем виды растений на изучаемой площади не всегда могут быть доминирующего вида.

Биогеохимический способ поисков платиноидов основан на накоплении платиноидов растениями за счет контактного поглощения их корнями, при этом следует отметить следующее:
- платиноиды являются высокоподвижными химическими элементами, они, в отличие от свинца, цинка, меди, серебра, золота и других, весьма интенсивно выносятся из верхних почвенных горизонтов атмосферными осадками, в связи с чем почвенно-геохимические поиски платиноидов менее эффективны по сравнению с биогеохимическими;
- источниками питания растений платиноидами служат нижние горизонты рыхлого покрова и кора выветривания коренных горных пород, поэтому в качестве биообъектов следует выбирать растения с глубокопроникающей корневой системой;
- платиноиды следует относить к элементам средней интенсивности накопления растениями.

Важным преимуществом биогеохимического способа поисков платиноидов является воспроизводимость результатов анализа на платину и палладий биогеохимических проб по сравнению с литогеохимическими пробами, в которых платина и/или палладий находится в виде редких зерен собственных минералов и которые при минералогическом анализе проб, при шлифовке могут не войти в пробу.

Из анализа патентной и научно-технической литературы следует, что количество биообъектов, по которым можно судить с платиноидном оруденении, невелико.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение ассортимента высокоинформативных биообъектов для биогеохимических способов поиска платинового оруденения.

Технический результат - повышение достоверности обнаружения и точности оконтуривания платинового оруденения.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе биогеохимических поисков месторождений платины, включающем отбор проб растительности доминирующего вида, их озоление, последующий анализ, определение аномальных значений концентраций платины с построением карт и суждение по ним о наличии рудных тел, особенность заключается в том, что в качестве биообъекта доминирующего вида безбарьерного по отношению к платине используют надземную часть растения бодяка полевого (Cirsium arvence).

Способ основывается на закономерности - более высоком содержании платины в золе надземной части бодяка полевого (1,5-5,0 г/т, что составляет в процентах (1,5 • 10^-4 - 5,0 • 10^-4%), на четыре порядка превышающее местный фон в золе растений (n • 10^-8%). На Ныртинском полигоне Республики Татарстан, где был опробован способ, имеются известные биообъекты, концентрирующие платиноиды: сосна, береза, старые трухлявые пни этих деревьев, но они не являются доминирующими видами растительности на данной изучаемой площади. Ныртинский полигон представляет собой пхотные земли, засеянные различными культурами: рожь, пшеница, гречиха, рапс, донник; по всей площади полигона широко распространен вид многолетнего растения - бодяка полевого с глубокопроникающей корневой системой (5-20 м), который в значительно большей степени, чем другие доминирующие виды растительности, например зерновка пшеницы [известно, что на площадях с оруденением золота на глубине зерновка пшеницы является концентратом золота] /3/, обладает повышенным содержанием в золе платины, что позволяет говорить о способности бодяка полевого накапливать платину именно в надземной части растения. При поисках платины это обстоятельство обеспечивает достоверность обнаружения и точность оконтуривания платинового оруденения.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источники, в которых были бы сведения, касающиеся поведения бодяка полевого в отношении концентрирования платины. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом способе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявляемого изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что выявлен новый биообъект - бодяк полевой, который способен активно извлекать из нижних горизонтов рыхлого покрова и коры выветривания коренных горных пород платину и накапливать в надземной своей части.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Способ осуществляют, соблюдая следующую последовательность операций. В пределах предполагаемого ореола платинового оруденения и за его пределами отбирают образцы бодяка полевого (Cirsium arvence) надземную его часть. Образцы высушивают, озоляют, определяют зольность. В золе растения определяют, например спектральным эмиссионным методом, содержание платины. По результатам анализов рассчитывают кларки концентраций платины в точке опробования по формуле Ku = C_т/C, где C_т - содержание платины в точке опробования в золе надземной части бодяка полевого, C - среднее содержание платины в золе растений, равное n•10^-8% (по Ткаличу) /4/. Значение кларков концентраций наносят на карту исследуемой площади и строят карты изоконцентраций. По аномальным значениям платины делают заключение о наличие платинового оруденения.

Пример 1.

Способ опробован на Ныртинском меднорудном полигоне Республики Татарстан. Был выбран участок, на котором буровыми работами выявлено платиновое оруденение.

По четырем параллельным профилям опытного участка (длина профилей 8000 м), вкрест простирания, вскрытого на глубине оруденения, была проведена (почвенно-флористическая) биогеохимическая съемка. Расстояние между профилями 100 м, между точками отбора проб 20 м (фиг. 1). Опробование по профилям проведено с северо-запада на юго-восток. На каждом профиле в одной точке отбирают 4 пробы: проба почвы и 3 биогеохимические пробы - зерновка пшеницы и бодяк полевой (надземная и корневая части). Вес сырой части 500-600 г, золы 5-8 г. Пробы помещали в хлопчатобумажные мешки, корневая часть отдельно от надземной; высушивали до воздушно-сухого состояния. Затем пробы незначительно измельчают, подвергают предварительному озолению (обугливанию) путем быстрого сжигания и доозоляют в муфельных печах в фарфоровых тиглях при температуре 500^oC в течение 2-3 часов. Эмиссионным спектральным анализом на дифракционном спектрофотометре ДФС-8 определяют 32 химических элемента, а также платину, палладий и золото во всех изучаемых биообъектах и в пробах почв.

Результаты опробования.

1. Пробы почв.

Проанализировано 144 пробы почв. Платина, палладий и золото в пробах не обнаружены. Среднее содержание элементов-индикаторов благороднометального оруденения близки их кларковым содержаниям в земной коре, либо ниже этих значений.

2. Пробы зерновки пшеницы.

Отобраны и проанализированы 69 проб золы зерновки пшеницы. Пшеница выбрана в качестве биообъекта в связи с тем, что из всех произрастающих злаков на полигоне лишь по пшенице имеется информация о том, что на площадях с оруденением золота на глубине зерновка пшеницы является концентратором золота. /3/.

В 7-и пробах выявлено повышенное содержание платины, в 10 пробах - золота. Прямой корреляции между содержанием золота и платины не отмечается (фиг. 2).

3. Пробыв бодяка полевого.

Отобрано и проанализировано 143 пробы золы бодяка полевого, его корневой и надземной частей.

Из 143 проб золы надземной части бодяка полевого в 57 пробах выявлено повышенное содержание платины (от 1,5 до 5,0 г/т). Как видно из фиг. 3, наибольшее количество проб с аномальными значениями платины отмечается по профилю II в центральной и южной частях опытного участка, которые прослеживаются на профиль III и оконтуривают район скважин 17, 15 и 2a (фиг. 3, 4). Буровыми работами в этих скважинах на глубине 9 и 12 м обнаружено повышенное содержание платины (0,5 г/т) в коренных карбонатных породах.

Из 143 проб золы корней бодяка полевого только 8 проб показали повышенное содержание платины; это показывает, что накопление платины происходит в надземной части бодяка полевого, а не в корневой (фиг. 3, 4) его части.

Пример 2.

На площади всего Ныртинского полигона была проведена биогеохимическая съемка (фиг. 1) по остальным 16 профилям по сетке 100 х 20 с отбором 1143 проб бодяка полевого (надземной и корневой частей). Озоление проб и их последующий анализ проводился по примеру 1.

Из этого количества проб в 5-и пробах обнаружен палладий в корневой части; в 151 пробе платина в надземной части. В целом, для элементов-индикаторов платинового оруденения (Co, Cu, Ni, Zn, Pb, Ag, Au) характерны фоновые содержания, реже - значения на порядок превышающие их. Выявленные максимальные содержания этих элементов встречаются на площади полигона довольно редко, отрисовываясь на общем фоне контрастными аномалиями, причем главным образом, в западной части Ныртинского полигона - зоне развития отвалов медных руд.

Биогеохимическая карта - изоконцентрат платины, построенная по определениям ее в золе надземной части бодяка полевого показывает, что практически все скважины, пробуренные на Ныртинском участке, в которых выявлено платиновое оруденение, контролируются биогеохимическими аномалиями, выявленными при опробовании бодяка полевого.

Пример 3.

Пробы корки стволов березы и сосны (по прототипу).

Из фиг. 1 видно, что на площади Ныртинского полигона лесопосадки имеют ограниченное распространение. Было проанализировано 76 проб корки стволов березы и сосны, расположенных в 2-х лесопосадках, профиль VIII и XX (фиг. 5, 6). Аномальные содержания платины в золе корки стволов березы и сосны отмечаются лишь в южной части полигона в биообъектах, произрастающих в начале лесопосадок. По профилю XX высокие значения платины отмечаются в районе скважины N 9, в которой в разрезе верхнепермских отложений обнаружены высокие содержания (3,3 г/т) платины на нескольких гипсометрических горизонтах. Высокие содержания платины в золе корки берез и сосны из лесопосадок контролируются геохимическими аномалиями свинца, выявленными в ходе проведения площадной литогеохимической съемки полигона, а также биогеохимическими аномалиями платины по золе надземной части бодяка полевого.

Из представленных данных следует, что из всех опробованных известных ранее и заявляемого биообъектов - бодяк полевой (его надземная часть) является хорошим концентратором платины, он обладает глубокопроникающей корневой системой (5-20 м), который широко распространен на территории Республики Татарстан и Вятско-Камской полосе, что выделяет бодяк полевой в разряд биообъектов, пригодных для биогеохимического опробования на выявление рудных тел с платиновой специализацией.

Кроме того, выявленные биогеохимические аномалии точно оконтуривают зоны платинового оруденения, установленные ранее данными бурения на глубине 8-9 м и 15-17 м, подтверждая тем самым, что накопление платины в надземной части бодяка полевого происходит их этих корнеобитаемых горизонтов.

Изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в поисковой геохимии при биогеохимических поисках месторождений полезных ископаемых;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке примеров.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Использование заявляемого изобретения позволит снизить экономические затраты при проведении поиска благороднометальных руд на глубине по сравнению с дорогостоящими буровыми работами за счет постановки опережающих биогеохимических поисков с помощью выявленного нового биообъекта - бодяка полевого (Cirsium arvence).

Источники информации
1. Дипп С.Е. Biogeochemistry as an aid to exploratijn for gold, platinum and palladium in the Northenrn forests of Saskatehewan, Canada//J. Geochem. Expl. 1986. - Vol. 25 - N 1. - p. 21-40.

2. Ковалевский А.Л. Литобиогеохимические поиски платиноидов. //Отечественная геология. - 1993. - N 8. - с. 27-35 (прототип).

3. Valento V. , Minski M.J. Peterson P.V.//J. Geochem. Explor. 1986. - Vol. 26 - N 3. - p. 249-258.

4. Ткалич С. Н. Фитогеохимический метод поисков месторождения полезных ископаемых. - Л.: Недра. - 1970. - с. 176.

Использование: при биогеохимических поисках месторождений, геологической съемке и оконтуривании ореолов рассеяния платины. Сущность: отбирают пробы растительности доминирующего вида, в качестве которого используют надземную часть растения бодяка полевого (Cirsium arvence). Проводят их озоление, анализируют определяют аномальные значения концентраций платины. Строят карты и судят по ним о наличии рудных тел. Технический результат: повышение достоверности обнаружения и точности оконтуривания платинового оруденения. 6 ил.

Способ биогеохимических поисков месторождений платины, включающий отбор проб растительности доминирующего вида, их озоление, последующий анализ, определение аномальных значений концентраций платины с построением карт и суждение по ним о наличии рудных тел, отличающийся тем, что в качестве объекта доминирующего вида используют надземную часть растения бодяка полевого (Cirsium arvence).