Геохимия месторождений полезных ископаемых - геохимический ландшафт

А. Е. Ферсман неоднократно подчеркивал, что учение о полезных ископаемых не может оставаться в циклах чисто геологических наук, оно должно быть связано с геохимией. Ученый дал образцы геохимического анализа отдельных месторождений, особенно связанных с пегматитами, щелочными породами, некоторыми гипергенными процессами. Все же в первой половине XX столетия при изучении месторождений полезных ископаемых геохимия использовалась слабо. Геохимический подход был характерен преимущественно для трудов самого А. Е. Ферсмана и его непосредственных учеников — Д. И. Щербакова, А. А. Саукова и др. Коренные изменения произошли в последние десятилетия, когда геохимические понятия и методы стали глубоко внедряться в науку о рудных месторождениях, причем детальное изучение месторождений обогатило и саму геохимию. Так возникло понятие о геохимических барьерах, которое в настоящее время широко используется при изучении экзогенных и эндогенных месторождений, при геохимическом анализе других природных и техногенных систем.

Современные учебные руководства и монографии, посвященные месторождениям полезных ископаемых, содержат много геохимических данных. Их авторы широко используют сведения о кларках элементов, об элементах- примесях в рудах, с геохимических позиций трактуют процессы рудообразования. Появилось немало трудов по геохимии отдельных типов месторождений, имеется опыт определения понятия «геохимия месторождений». Все это позволяет говорить об оформлении самостоятельного раздела науки или даже особого научного направления — геохимии рудных месторождений. Оно развивается в рамках как геохимии, так и науки о рудных месторождениях. Под геохимией рудного месторождения понимается история концентрации и рассеяния химических элементов в пространстве его рудного поля.

При геохимическом изучении месторождений главное внимание уделяется неминеральным формам нахождения элементов — изоморфным примесям, сорбированным элементам, органо-минеральным соединениям и т. д. Неминеральная форма особенно характерна для ореолов рассеяния, для некоторых месторождений редких элементов (германий в углях и др.).

Одну из важнейших задач геохимии месторождений составляет выявление парагенной ассоциации элементов в минералах и рудах. Конечно, далеко не все парагенные ассоциации представляют практический интерес, но они все должны быть установлены, чтобы исключить пропуск промышленно важных элементов, обеспечить комплексное использование минерального сырья, на что особое внимание обращал А. Е. Ферсман.

При изучении современных геохимических обстановок важное значение приобрели гидрогеохимические исследования, которые проводятся сопряженно с минералого-геохимическими. Изучение современной геохимической обстановки включает и анализ газов. Такие исследования, с одной стороны, помогают решать генетические вопросы, а с другой — внедрять в практику эффективные газовые методы поисков руд.

Многие месторождения содержат органические вещества, сульфиды и другие соединения — источник энергии для микроорганизмов. Поэтому воды месторождений часто являются ареной их деятельности. Это в значительной степени относится к процессам окисления сульфидов, образованию серных руд, осаждению сульфидов на восстановительном барьере и т. д. В связи с этим изучение современной геохимической обстановки месторождений включает анализ органического вещества и микробиологические исследования.

Изучение минеральных ассоциаций в породах и рудах, газожидких включений в минералах, химического состава пород и руд позволяет восстановить и былые геохимические обстановки месторождений. Обычно они образуют закономерный ряд в породах — геохимическую зональность, которая характеризуется по смене парагенных ассоциаций элементов. Особенно детально изучена геохимическая зональность эндогенных месторождений. Обширна информация и по зональности первичных геохимических ореолов, изучение которых позволяет оценивать перспективность оруденения на глубину (С. В. Григорян, Л. Н. Овчинников, Э. Н. Баранов и др.).

При геохимическом изучении месторождений также выявляются геохимические барьеры, которые представляют собой самостоятельный объект исследования.

На площади рудного поля изучается геохимический ландшафт — его почвы, коры выветривания, континентальные отложения, растения, воды, атмосферы, что позволяет выяснить генезис вторичных ореолов рассеяния — прямых поисковых признаков руд.

В результате отработки месторождений создаются искусственные геохимические обстановки, изучение которых позволяет организовать оптимальный геохимический режим отработки, в том числе подземное выщелачивание, обеспечить охрану природы и здоровья людей (исключение из водоснабжения вод с повышенным содержанием металлов, недопущение загрязнения атмосферы в результате распыления отвалов и руды и т. д.).

Разнообразие месторождений в геохимическом отношении поставило задачу их классификации. В. В. Иванову принадлежит геолого-геохимическая систематика эндогенных месторождений. В ее основу положены парагенные ассоциации элементов, направление тектонических движений, вероятный тип земной коры (континентальный, океанический и др.). Этот автор выделил пять групп месторождений: литофильную, литофильно-халькофильную, халькофильную, сидерофильную и щелочно-литофильную. Статистическая обработка большого количества данных позволила установить средние содержания рудных элементов в месторождениях отдельных групп, а также средние содержания элементов-примесей в минералах.

Сходные принципы геохимической систематики рудных месторождений используются в трудах Д. В. Рундквиста и И. А. Неженского и других авторов. При геохимической систематике экзогенных месторождений используется понятие о геохимических барьерах.

К содержанию книги: Биография и книги Ферсмана