Практическая геохимия

Роль геохимии исключительно многообразна, но наиболее важны три вопроса: а) поиски месторождений П.И.; б) выявление новых видов минсырья; в) решение практических вопросов сельского хозяйства и здравоохранения.

12.1. Роль геохимии в познании вопросов генезиса и поисков месторождений П.И.

При поисках М.П.И. используются различные методы: геологические, минералогические, геохимические, петрографические и др. Роль генетических вопросов исключительно велика, а следовательно исключительно велика роль геохимии во всех этих вопросах. Иногда роль геохимии занижается и отдается предпочтение геологическим и минералогическим аспектам. А между тем 3 (три) основных вопроса постоянно перед глазами любого исследователя М.П.И.: а) откуда и под влиянием каких причин химические «Э» вступают в рудные процессы; б) в каких основных формах мигрируют «Э»; в) какие причины ведут к концентрации «Э».

12.1.1. Месторождения П.И. после образования не остаются постоянными. Они изменяются, образуются ореолы рассеяния «Э». Поэтому надо пытаться изучить процессы изменения вещественного состава руд в виде залежей, месторождений и особенно процессы гипергенеза. Ореолы рассеяния – важнейший источник информации поискового характера.

12.1.2. Лабораторные методы исследования – ключ к пониманию процессов концентрации и рассеяния «Э». Химический состав пород, руд, их баланс, подсчет кларков «Э» и т.д.

Например, хорошо известно, что в гидротермальных месторождениях высоки кларки халькофильных «Э» и низки кларки сидерофильных «Э»; для осадочных руд, наоборот, высоки кларки сидерофильных «Э» (Fe, Mn, Сr) и пониженные халькофильных «Э» (Zn, Hg, а также Na, K, Si и др.).

12.1.3. Очень важный момент: существует связь месторождений П.И. с типами интрузий: а) с ультраосновными и основными типами Г.П. связаны месторождения группы платины, хрома, титана, меди и никеля, алмазов, корунда, талька и др.; б) с гранитами связаны М.П.И. – олова, вольфрама, молибдена и др., редких «Э». Особо богаты редкими «Э» ПЕГМАТИТЫ. – в) с щелочными породами связаны месторождения фосфора, циркония, ниобия и других «Э».

12.1.4. Существуют представления (Н.И. Гинзбург) в соответствии с которыми если материнская магма обогащена определенными «Э», то и все пегматитовые тела (продукция конечной стадии кристаллизации) так же будут обогащены этими «Э». «Э» повышенной концентрации не только образуют самостоятельные минералы, но и входят в качестве изоморфной примеси в состав других минералов.

12.1.5. Важнейший геохимический метод практического значения – составление геохимических карт и профилей с показом кларков химических «Э».

12.1.6. Важное значение имеют методы, основанные на изучении явлений миграции «Э» в зоне гипергенеза. «Э» мигрируют в трех формах: а) твердой; б) жидкой и в) газообразной. Образуются ореолы рассеяния («ОР»): от максимальных значений содержание «Э» вблизи рудного тела с убыванием по мере удаления от него. Выделяются ореолы (ОР) различного типа – механические, водные, газовые. Механические ОР – для платины, касситерита, вольфрамита, киновари и др. (концентрации определяются шлиховым методом) (аналогичны приемы и для обломочно-речного и валунно-ледникового методов).

Водные «ОР» - принципиально то же самое - улавливание повышенных концентраций «Э», но непосредственно в воде. Например, воды сульфидных месторождений специфичны: они в зоне окисления содержат большое количество ионов SO₄, Zn, Cu, Fe и др. Водные ореолы рассеяния широко используются при поисках нефти и газа. Анализируются содержания микроэлементов (сидерофильной и халькофильной группы органических кислот углеводородов (чаще всего ароматических)) содержащиеся в водах метана и его гомологов и т.д.

Глубинные месторождения ПИ могут проявляться на дневной поверхности в виде аномалий в распределении «Э». В последние годы стали сравнительно чаще использоваться наземные геохимические съемки, своего рода фиксация следов углеводородного «дыхания» недр на дневной поверхности (в природных сорбентах – илах, снеге, растительности и т.д.).

Вся дневная поверхность нашей страны некоторыми учеными разделена на провинции (А.И. Перельман, Ю.В. Шаркова и др.). В основу деления положены такие параметры как щелочно-кислотные и окислительно-восстановительные особенности почв и вод, а в пределах провинций разделение велось по рельефу.

Газовые «ОР» изучаются применительно к поискам нефти, газа, радиоактивных руд (В.А. Соколов и др.). Известны такие методы как: а) газовый; б) битумный (люминисцентный, экстракционный); в) бактериологический; г) газовый каротаж; д) битумный каротаж (два последних по глинистому раствору, шламу, керну); е) эманационная съемка для радиоактивных «Э».

12.1.7. Биогеохимические методы поисков МПМ хотя широко не используются, но известны давно. Характер растительности меняется при поступлении в почву и воздух различных «Э». Известны, например, цветы (галмейская фиалка) растущие на почвах обогащенных Zn, салянка (почва обогащена NaCl) и т.д.

12.1.8. Роль геохимии в выявлении новых видов минерального сырья.

Многие «Э» и, в первую очередь, редкие и рассеянные совсем не образуют в Земной коре самостоятельных минералов (или образуют очень редко). Их находят попутно: рений находят в молибденовых месторождениях; гафний в циркониевых, кадмий и индий в полиметаллических рудах, германий в золе каменного угля и т.д. Именно эти ассоциации и позволяют геологам и геохимикам прогнозировать целые провинции редких и рассеянных «Э» и направлять их поиски в конкретные геолого-геохимические условия.

Теоретически неисчерпаемым источником получения различных «Э» являются обычные горные породы, содержащие их в форме крайнего рассеяния.

12.1.9. Геохимия в сельском хозяйстве и здравоохранении.

Главное – обоснование ресурсов и направления поисков того комплекса «Э» без которого не могут развиваться растения. Это не только такие широко распространенные «Э» как С, О₂, N, H, S, P, K, Fe, но и различные «микро Э» - J, B, Mn, Zn, Cu, и др. Отсюда задача геохимии: познание закономерностей распространения концентраций «Э» в ГП, почвах, водах, форм их миграции в биосфере. Это в свою очередь требует развития аналитической службы страны: ведь нужно для сельского хозяйства и особенно здравоохранения изучать концентрации не в кг, г, мг, а в сотых, тысячных и даже миллионных долях %. Обычные методы минералогии, петрографии уже не удовлетворяют, нужно совершенствовать такие методы как спектральный, полярографический, люминесцентный, массспектрометрический и др. Сейчас многие из этих методов, даже уже оправдавших себя на практике несколько забыты, а точнее ощущается недостаток финансирования этих важных научно-прикладных направлений. Но можно не сомневаться, что уже в самые ближайшие годы XXI века придется очень активно работать над этими проблемами. Человечество не сможет обойтись без результатов применения самых новейших (нанотехнологий в том числе) методов, способов и приемов в такой важнейшей науке современного естествознания как геохимия.