ИОННО-СОРБЦИОННЫЙ СПОСОБ ЛИТОХИМИЧЕСКИХ ПОИСКОВ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Российский патент 2023 года по МПК G01V9/00 

Из уровня техники известен ИОННО-ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ЛИТОХИМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ [RU2675774 (C1) – 2018-12-24], который относится к технологическим процессам, к способам литохимических поисков золоторудных месторождений. Проводят отбор проб и физико-химический анализ проб. Для каждого образца с помощью ионоселективных электродов определяют потенциалы pH и Eh. По результатам нормализованного к фону показателя pH/Eh проводится графический анализ, и выделяются золоторудные аномалии. Недостатком данного способа является высокая трудоемкость при подготовке отбора проб при высоких временных затратах.

Также из уровня техники известен СПОСОБ ПОИСКА ЗОЛОТОРУДНЫХ И ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПО РУДНО-ГЕОХИМИЧЕСКИМ АССОЦИАЦИЯМ [RU2767159 (C1) – 2022-03-16], которой относится к области геологии и может быть использован для поиска золоторудных и золотосодержащих месторождений. Вещество: на обследованной площади отбирают пробы по заданной сети, в том числе пробы из первичных ореолов рудных объектов с установленной минерализацией. Образцы проходят лабораторную обработку. Определяют содержание химических элементов, рассчитывают фоновые и аномальные значения элементов и их коэффициенты концентрации (Кк). Пробы, отобранные из объектов с установленной минерализацией, подвергают кластеризации. Группы, полученные в результате кластеризации, ранжируются по сумме значений коэффициентов концентрации (Кк) всех химических элементов. Опорный показатель золоторудно-геохимической ассоциации определяется для каждой группы с высокоаномальными значениями Кс золота как отношение суммы максимальных значений коэффициентов концентрации химических элементов-индикаторов и суммы коэффициентов концентрации химических элементов-индикаторов. с минимальными значениями.

По выделенной эталонной золоторудно-геохимической ассоциации каждой эталонной группы рассчитаны значения показателя каждой золоторудно-геохимической ассоциации Kgs(n) для проб, отобранных из первичных и отдельно из вторичных ореолов. На основании полученных значений при Kgs ≥ 1,5 аномалии Kgs(n) контурируются в соответствующих точках отбора проб. По исследуемой площади с учетом геолого-геофизического материала по совокупным или смежным Kgs(n)аномалиям выделяют разрезы, в которых прогнозные ресурсы золота и сопутствующих элементов как по первичным, так и по вторичным ореолам, коэффициенты корреляции золота с элементами-индикаторами и рассчитаны значения показателей геохимической специализации. По совокупности рассчитанных параметров определяется потенциальная стоимость каждого выбранного участка. Недостатком данного способа также является высокая трудоемкость сбора и анализа проб, необходимых для реализации данного способа, при недостаточной достоверности получаемых результатов.

Наиболее близким по технической сущности является СОРБЦИОННЫЙ СПОСОБ ЛИТОХИМИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ [RU2713177 (C1) – 2020-02-04], включающий отбор проб почв, получение из проб нитратных вытяжек и анализ вытяжек методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС), где отбор проб производят из глубины 5-10 см, нитратные экстракты получают смачиванием фракций проб менее 0,1 мм раствором экстрагента азотной кислоты в соотношении 1 к 100: 100 мл экстрагирующего раствора добавляют к пробе массой 1,0±0,01 г., где готовят экстрагирующий раствор добавлением 250 мл азотной кислоты х.ч. к 4750 мл дистиллированной воды и после их суточного отстаивания проводят ИСП-МС анализ, на котором получают концентрацию рудоносных и петрогенных элементов в каждой пробе, по полученным данным о концентрациях элементов определяют разрезы с однородным геохимическим полем, значения которого принимаются за локальный геохимический фон, и выявляют ионно-сорбционные аномалии, содержащие аномальные концентрации рудных и петрогенных элементов, превышающие значения локального геохимического фона. Техническим результатом является снижение трудоемкости и увеличение скорости (быстроты) анализа, повышение их воспроизводимости и достоверности результатов анализа, а также повышение достоверности прогнозных оценок выявленных аномалий.

Основной технической проблемой прототипа является его не адаптированность к поиску золоторудных месторождений, направленность предлагаемого способа только на поиск полиметаллических месторождений.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом применения ионно-сорбционного способа литохимических поисков золоторудных месторождений является уменьшение трудоемкости проведения анализов поиска золоторудных месторождений.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что ионно-сорбционный способ литохимических поисков золоторудных месторождений, включающий отбор почвенных проб, получение из проб кислотных вытяжек и анализ вытяжек методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, отличающийся тем, что отбор проб выполняют с глубины 20-25 см, кислотные вытяжки получают путем смачивания фракций пробы менее 0,2 мм экстрагирующим раствором в соотношении 5 к 100, в навеску пробы массой 5,0 ± 0,01 г добавляют 100 мл экстрагирующего раствора, который готовят путем добавления 1 части химически чистой азотной кислоты и 3 частей чистой бромистоводородной кислоты к 46 частям дистиллированной воды, a ICP MS анализ проводят после отстаивания в течение не менее 24 часов, по полученным для каждой пробы данным концентраций рудогенных элементов определяют участки с однородным геохимическим полем, в котором значения концентраций элементов принимают за местный геохимический фон, и выявляют ионно-сорбционные аномалии, в которых содержатся аномальные концентрации рудогенных элементов, превышающие значения местного геохимического фона.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана блок-схема реализации предлагаемого способа.

На фигуре 1 обозначено: 1 – отбор почвенных проб, 2 - получение из проб кислотных вытяжек, 3 - анализ вытяжек методом масс-спектрометрии, с индуктивно-связанной плазмой (ICP MS), 4 – подготовка гнезд для пробоотбора, 5 – навеска пробы, 6 – подготовка экстрагирующего раствора, 7 – добавление экстрагирующего раствора, 8 – смачивание фракций пробы, 9 – отстаивание проб.

Осуществление изобретения

Ионно-сорбционный способ литохимических поисков золоторудных месторождений, осуществлен в три этапа (фиг. 1). На первом этапе проведен отбор почвенных проб 1, на втором этапе получены пробы кислотных вытяжек 2, на третьем этапе проведен анализ вытяжек методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP MS) 3. При этом на первом этапе отбора почвенных проб 1, выполнена подготовка гнезд для пробоотбора 4, глубиной 20-25 см.

На втором этапе (получения из проб кислотных вытяжек 2) осуществляют навеску пробы 5, массой 5,0 ± 0,01 г.; подготовку экстрагирующего раствора 6, путем добавления 1 части (100 мл) химически чистой азотной кислоты и 3 частей (300 мл) чистой бромистоводородной кислоты к 46 частям (4600 мл) дистиллированной воды. Полученный таким образом экстрагирующий раствор 7 добавляют в объеме 100 мл. Смачивание фракций пробы 8 менее 0,2 мм осуществляют экстрагирующим раствором в соотношении 5 к 100. Отстаивание проб 9 перед анализом осуществляют на протяжении не менее 24 часов.

На третьем этапе (анализ вытяжек методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP MS) 3), по полученным для каждой пробы данным концентраций золота определяют участки с однородным геохимическим полем, в котором значения концентраций элементов принимают за местный геохимический фон, и выявляют ионно-сорбционные аномалии, в которых содержатся аномальные концентрации золота, превышающие значения местного геохимического фона.

Изобретение используют следующим образом.

В исследуемом районе создается сеть подготовка гнезд для пробоотбора 4, глубиной 20-25 см из которых проводится отбор почвенных проб 1. Далее проводится этап получения из проб кислотных вытяжек 2, заключающийся в навеске проб 5, подготовке экстрагирующего раствора 6, добавлении экстрагирующего раствора 7, смачивании фракций пробы 8, и отстаивании проб 9 перед анализом.

На третьем этапе (анализ вытяжек методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP MS) 3), по полученным для каждой пробы данным концентраций золота определяют участки с однородным геохимическим полем, в котором значения концентраций элементов принимают за местный геохимический фон, выявляют ионно-сорбционные аномалии, в которых содержатся аномальные концентрации золота, превышающие значения местного геохимического фона, на основании данного анализа делается вывод о перспективности начала промышленной добычи.

Технический результат – уменьшение трудоемкости проведения анализов при поисках золоторудных месторождений, достигается за счет того, что заявленный способ обеспечивает повышенную воспроизводимость и релевантность результатов анализа при повышении достоверности прогнозных оценок выявления золоторудных месторождений.

Обоснование указанных границ диапазона:

- отбор выполняют с глубины не менее 20 см потому, что в верхней части почвенного горизонта содержания элементов подвержены сильным вариациям вследствие природных и техногенных процессов;

- отбор выполняют с глубины не более 25 см потому, что при большей глубине резко возрастут трудозатраты;

- смачивание фракций пробы менее 0,2 мм потому, что в этой фракции сконцентрированы все сорбированные почвой металлы, включая золото;

- соотношение экстрагирующего раствора к навеске 100 к 5 обосновывается тем, что меньшая пропорция приведет к невозможности отбора аликвоты вытяжки для анализа без ее фильтрования и росту трудозатрат, большая пропорция приведет к снижению концентраций металлов в вытяжке и снижению порога их обнаружения;

- навеска пробы 5,0+/-0,01 обосновывается тем, что меньшая навеска приведет к тому, что снизится представительность пробы, большая навеска приведет к тому, что неоправданно увеличится расход реагентов и время взвешивания.

Экстрагирующий раствор состоит из 1 части химически чистой азотной кислоты и 3 частей чистой бромистоводородной кислоты к 46 частей дистиллированной воды потому, что именно данные пропорции обеспечивают максимальное извлечение подвижных форм золота в раствор. Их изменение приведет к падению уровня полезного сигнала или снижению селективности метода.

Пример достижения технического результата

Метод успешно апробирован на площади Нежданинского золоторудного месторождения (Южное Верхоянье). Пробы были отобраны по профилю, проходящему на фланге месторождения над известным рудным телом с выходом на геохимический фон. Обработку и анализ отобранного материала выполняли в полном соответствии с разработанной ионно-сорбционной методикой.

Отквартованные дубликаты проб были также проанализированы традиционными при геохимических поисках способами, а именно:

– количественным ICP-AES-анализом на основные элементы.

– количественным анализом золота методом пробирной плавки.

Сопоставление полученных результатов показало следующее. Всеми методами выявлены две вторичных геохимических аномалии золота и его элементов-спутников. Наиболее интенсивная – над известным скрытым золоторудным телом, менее интенсивная – над предполагаемым рудным телом. Коэффициенты корреляции между содержаниями Ag, Cu, Pb, Zn, Mo в почвах и в вытяжках превышают критический на 95% уровне значимости (0.48), а для главных элементов (Au, As, Sb) превышают 0.9. Таким образом, ионно-сорбционная методика открывает все присутствующие в почвах элементы-индикаторы золотого оруденения практически со 100% вероятностью и по точности не уступает методам количественного химического анализа.

При этом ионно-сорбционная методика характеризуется следующими преимуществами:

- более высокая интенсивность и более широкая протяженность выявленных геохимических аномалий;

- одновременный анализ золота и элементов-спутников из одной представительной навески;

- снижение влияния алюмосиликатной матрицы, соответственно – повышение чувствительности и точности анализа;

- расширение спектра анализируемых элементов-индикаторов за счет важнейших спутников золота – Bi, Te, Tl, что при использовании мультипликативных показателей резко повышает вероятность выявления слабых геохимических аномалий;

- анализируются только подвижные формы металлов, что дает возможность выявления наложенных геохимических ореолов над глубокозалегающими золоторудными залежами.

Дополнительно был выполнен анализ дубликатов проб с сохранением всех условий приготовления кислотных вытяжек, но с изменением состава экстрагирующего раствора:

– без бромистоводородной кислоты. Результат отрицательный (золото в вытяжках не обнаружено).

– с использованием соляной кислоты вместо бромистоводородной. Результат отрицательный (золото в вытяжках не обнаружено).

Таким образом достигается заявленный технический результат – уменьшение трудоемкости проведения анализов поиска золоторудных месторождений, за счет увеличения точности и чувствительности анализа, расширения спектра анализируемых элементов, возможности выявления слабых наложенных надрудных ореолов, а также снижения трудоемкости процесса. Расчётные оценки (подтвержденные экспериментальными данными) показали, что при выполнении анализа одинаковым количеством человек, время проведения анализа одной пробы с требуемой точностью сокращается от 15 до 20%.

Изобретение относится к области геохимических поисков рудных месторождений. Предложен ионно-сорбционный способ литохимических поисков золоторудных месторождений, включающий отбор почвенных проб, получение из проб кислотных вытяжек и анализ вытяжек методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Причем отбор проб выполняют с глубины 20-25 см, кислотные вытяжки получают путем смачивания фракций пробы менее 0,2 мм экстрагирующим раствором в соотношении 5 к 100. В навеску пробы массой 5,0 ± 0,01 г добавляют 100 мл экстрагирующего раствора, который готовят путем добавления 1 части химически чистой азотной кислоты и 3 частей чистой бромистоводородной кислоты к 46 частям дистиллированной воды, a ICP MS анализ проводят после отстаивания в течение не менее 24 часов. По полученным для каждой пробы данным концентраций рудогенных элементов определяют участки с однородным геохимическим полем, в котором значения концентраций элементов принимают за местный геохимический фон, и выявляют ионно-сорбционные аномалии, в которых содержатся аномальные концентрации рудогенных элементов, превышающие значения местного геохимического фона. Технический результат – уменьшение трудоемкости проведения анализов при поисках золоторудных месторождений, достигается за счет того, что заявленный способ обеспечивает повышенную воспроизводимость и релевантность результатов анализа при повышении достоверности прогнозных оценок выявления золоторудных месторождений. 1 ил.

Ионно-сорбционный способ литохимических поисков золоторудных месторождений, включающий отбор почвенных проб, получение из проб кислотных вытяжек и анализ вытяжек методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, отличающийся тем, что отбор проб выполняют с глубины 20-25 см, кислотные вытяжки получают путем смачивания фракций пробы менее 0,2 мм экстрагирующим раствором в соотношении 5 к 100, в навеску пробы массой 5,0 ± 0,01 г добавляют 100 мл экстрагирующего раствора, который готовят путем добавления 1 части химически чистой азотной кислоты и 3 частей чистой бромистоводородной кислоты к 46 частям дистиллированной воды, a ICP MS анализ проводят после отстаивания в течение не менее 24 часов, по полученным для каждой пробы данным концентраций рудогенных элементов определяют участки с однородным геохимическим полем, в котором значения концентраций элементов принимают за местный геохимический фон, и выявляют ионно-сорбционные аномалии, в которых содержатся аномальные концентрации рудогенных элементов, превышающие значения местного геохимического фона.