CC BY
19
ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
О ГЕОХИМИЧЕСКИХ КРИТЕРИЯХ ПОИСКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГИПСА В ПЕРМСКОМ КРАЕ Даровских Н.А.1, Сунцев А.С.2
'Даровских Николай Алексеевич - кандидат геолого-минералогических наук, эксперт, Волго-Уральский филиал Федеральное бюджетное учреждение Государственная комиссия по запасам; 2Сунцев Анатолий Сергеевич — доцент, кафедра поисков и разведки полезных ископаемых, Пермский государственный национальный исследовательский университет,
г. Пермь
Аннотация: рассмотрена применимость геохимических критериев для поисков месторождений гипса в сульфатных отложениях.
Ключевые слова: геохимические критерии, формулы геохимических спектров сульфатных пород, пермские отложения, Пермский край.
Поведение химических элементов определяется внешними и внутренними факторами миграции [3]. Из внутренних факторов миграции основными являются: валентность элемента, размеры атомов и ионов, электроотрицательность, ионный потенциал, ионная плотность, энергетический пай иона в кристаллической решетке; из внешних факторов - климат, тектоника, литология, гидродинамика на путях миграции, строение и особенности бассейнов осадконакопления.
Формула геохимического спектра сульфатных отложений (гипсово-ангидритовых толщ) может быть представлена дробью, в числителе которой находятся химические элементы, склонные к концентрации ^г, Си, Ва), а в знаменателе находящиеся в рассеянии (Т^. К числителю следует добавить и кальций - один из самых распространенных элементов земной коры, входящий в состав гипса и ангидрита. Полная формула сульфатных отложений тогда будет выглядеть так: Са, Sг, Ва, Си / Т [1]. В формуле все элементы числителя являются хорошими (Са и Sг) или довольно хорошими (Ва и Си) водными мигрантами. Это говорит о возможности использования при поисках месторождений гипса и ангидрита гидрогеохимических методов.
Для выяснения применимости геохимических критериев для поисков проявлений гипса проведен геохимический анализ литологического разреза пермских отложений в районе развития основных месторождений поделочного гипса в Ординском районе Пермского края [1,2].
Верхнесоликамские отложения представлены алевролитами и включают прослои карбонатных пород. Для них характерен геохимический спектр: Fe, Си, Со, №, Ва, V, Сг, Мп, Мо, Оа, 7п.
В нижнесоликамских гипсово-карбонатных песчаниках, включающих прослои гипса и доломита, к вышеперечисленным элементам добавляются Sг, Zn, РЬ, Sc и Ве.
Соликамские отложения в разной степени обводнены. Воды имеют разный химический состав, являются пресными и солоноватыми, слабо кислыми (рН = 4-5), кислородными ^ + 0,15-0,4в). Существующий спектр элементов соответствует геохимическим барьерам классов D, Н, О, Е и А [4]. В таких условиях миграция металлов возможна в виде комплексов с органическим веществом и в виде бикарбонатов.
Гипсы лунежской пачки иренского горизонта имеют спектр: Са, Sг, Си, Ва. Он соответствует геохимическим барьерам классов Н, D, F и О. В настоящее время породы являются преимущественно безводными, но в процессе гидратации ангидритов наиболее вероятными могли быть воды кислородные кислые и слабокислые, а также глеевые классов от кислых до щелочных.
Ангидриты лунежской пачки включают прослои песчаников и доломитов. Породы имеют спектр химических элементов: Са, Sг, Си, Ва. Ангидриты обводнены. Воды лунежского водоносного горизонта являются трещинно-карстовыми, сульфатно-кальциевыми, солоноватыми, кислородными, слабо глеевыми (^ +0,15-0,2в), слабо кислыми (рН = 5-6). Химическому спектру отложений и параметрам вод соответствуют геохимические барьеры классов Н, D, F и О. Воды, подступающие к барьерам, могли быть глеевыми и кислородными.
Металлы в таких условиях могут мигрировать в нижние слои в виде комплексов, содержащих органический материал.
Среди серых ангидритов, в верхней части слоя, локально залегают голубые ангидриты. Голубые ангидриты подстилаются маломощными (3 м) прослоями доломитов, которые можно рассматривать в качестве местного водоупора. Ангидриты голубые имеют спектр химических элементов: Са, Sr, Си. В ангидритах циркулируют воды лунежского водоносного горизонта. Существующим условиям среды соответствует геохимический барьер класса F с водами кислородными сильно кислыми, нейтральными и слабощелочными или водами глеевыми сильно кислыми.
Тюйская пачка является водоупором для лунежского водоносного горизонта и сложена доломитами и мергелями с прослоями ангидритов и линзами магнезитов. Доломиты сильно кавернозны и включают глинистый минерал - палыгорскит. Внешний облик доломитов свидетельствует о наличии глеевой обстановки. Доломиты имеют спектр химических элементов: Са, Ее, А1, №, К, Со, Ва, N1, 7г, Sc, Си, F, Мп, Сг, Т^ Ве, Ga. Ему соответствуют геохимические барьеры классов D, F и Н. Из вод, подступающих к барьеру, наиболее вероятны - глеевые сильно кислые, кислые и слабо кислые; в меньшей степени - кислородные сильно кислые, кислые и слабо кислые.
Мергели включают пирит, прожилки белого селенита. Черный цвет породы и пирит предполагают наличие восстановительной обстановки. Химический спектр элементов представлен Са, Mg, Ее, К, Со, Ва, №, Sc, Си, F, Мп, Ве, ТС, Сг, Ga, Sr. Спектру соответствуют геохимические барьеры классов D, F, Н, G и В. Подступающие к барьерам воды могли быть кислородными и глеевыми, сильно кислыми, кислыми, слабо кислыми, нейтральными и слабо щелочными.
Таким образом, геохимические спектры разреза, типичного для месторождений поделочного гипса, отражают литологический состав пород. Химический спектр элементов, характерный сульфатным отложениям (Са, Sr, Ва, Си), можно отнести к геохимическому фактору и использовать при гидрогеохимических поисках месторождений поделочного гипса.
Оценивая в целом геохимические предпосылки при поисках месторождений поделочного гипса, приходим к выводу, что пестрота распределения химических элементов по составу пород, наложение парагенезисов, отсутствие ореолов рассеяния такого элемента широкого распределения, как кальций, снижают возможности применения геохимических методов в качестве самостоятельных. Однако применение гидрогеохимического метода возможно в качестве дополнительного поискового метода, а также для изучения ореолов рассеяния малых элементов с целью стратификации отложений.
Список литературы
1. Даровских Н.А. Геология и прогнозирование месторождений поделочного гипса на примере Пермской области: автореф. дис. ... канд. геол.-мин. наук. Пермь, 1999. 19 с.
2. Даровских Н.А., Сунцев А.С. Особенности строения гипсовой залежи южного участка Ергачинского месторождения // Вестник Пермского университета, 2013. Геология. Вып. 1(18). С. 66-71.
3. Кропачев А.М. Факторы миграции и осаждения малых (акцессорных) элементов в зоне гипергенеза // Изд. Пермского ун-та, 1973. 155 с.
