Методическое руководство по геологической съемке масштаба 1:50000 Ленинград, Недра 1974
В инструкции по геохимическим методам поисков рудных месторождений (1965) охарактеризованы методы анализа проб и условия их применения, а так же обычно применяющиеся в практике поисковых работ способы обработки результатов анализа. После издания Инструкции некоторые из этого круга вопросов были предметом обсуждения или специальных исследований.
Как известно в Советском Союзе для целей геохимических исследований наиболее широко применялся спектральный анализ. В то же время за рубежом (США, Австралия) геохимические поиски ведутся большей частью на основе колориметрических методов анализа или анализа с применением атомно-абсорбционных спектрофотометров. Этими методами с достаточной для поисковых работ точностью определяется содержание небольшого числа элементов, обычно от двух до пяти, что позволяет решать первую задачу узкоспециализированных поисков на определенные виды полезных ископаемых – выявление геохимических аномалий. Столь ограниченное число определяемых элементов не обеспечивает необходимую по нашим требованиям комплексность поисков, а объем получаемой информации недостаточен для оценки выявленных аномалий.
В последние годы в СССР выполнен ряд исследований (В. Г. Хитров, Р.В. Кортман, 1969 г. и др.) по сравнительной оценки различных методов анализа, убедительно показавших, что спектральный анализ по чувствительности и правильности результатов не уступает другим методам и в большинстве случаев позволяет решать задачи геохимических исследований при геологической съемки и поисках. Следовательно, спектральный анализ, главным образом приближенно-количественный, обеспечивающий большею по сравнению с другими методами комплексность поисков и полноту геологической информации, с полным правом остается основой геохимических поисков. Лишь для решения некоторых задач, таких как поиски отдельных специфических полезных ископаемых или выявлении очень слабых аномалий, чувствительность и точность спектрального анализа оказывается недостаточными, и необходимо применять более чувствительные и точные методы. Следует так же подчеркнуть, что все рядовые геохимические пробы, отобранные в исследуемом районе, необходимо анализировать в одной лаборатории, так как сравнения результатов анализа, полученные разными лабораториями, полученных в разных лабораториях, в большинстве случаев неубедительно или даже недопустимо из-за больших различий в величинах систематической ошибки.
Количество элементов, на которые должны анализироваться геохимические пробы, не может быть указано в качестве общей рекомендации, поскольку очевидно, что как количество так и конкретный список интересующих нас элементов могут различаться в разных районах и на разных этапах поисков, так как геологосъемочные и поисковые работы масштаба 1:50000 ставятся обычно в районах, для которых общие черты геологического строения и вероятный комплекс полезных ископаемых более или менее достоверно установлен, при проектировании геохимических поисков можно выбрать элементы представляющие интерес в данном районе.
Для решения задач поисковых съемок масштаба 1:50000 в число подлежащих определению элементов включаются главные компоненты всех вероятных в исследуемом районе полезных ископаемых или те из них, которые отличаются относительно хорошей подвижность. В зоне гипергенеза и на которые применяемый метод анализа обладает достаточной чувствительностью. Для целей детальных поисков на перспективном участке пробы анализируются на главные компоненты выявленного здесь полезного ископаемого и характерные для него элементы примеси.
Обработка результатов проб имеет целью выявление геохимических аномалий и получение данных для их предварительной интерпретации. Интенсивные аномалии выявляться довольно просто путем сравнения одержаний элементов в пробах с их кларками – глобальными или региональными средними содержаниями либо в земной коре, либо в определенных типах горны пород ( в тех случаях, когда геологическое строение района работ достаточно хорошо известно). Наиболее широко этот метод, именуемо методом кларков концентраций, применяется при гидрохимических поисках, когда приходиться иметь дело с относительно небольшим на единицу площади количеством проб, в которых содержания химических элементов соответственно усреднены по сравнению с горными породами. Но для выявления слабых литохимический аномалий этот метод не пригоден. Приходиться прибегать к методам вариационной статистики с целью выявления определения элементов для ограниченных площадей (местный геохимический фон), и здесь возникает ряд затруднений.
Методы вариационной статистики, как известно, применимы для изучения совокупности случайных величин, таких как отдельные значения содержаний химических элементов в однородной горной породе. На они неприемлемы в тех случаях, когда интересующие нас величины распределены упорядоченно, как например содержание элементов в рудном теле и его ореоле. Поэтому для статистической обработки результатов анализов необходимо группировать пробы в однородные выборки, состоящие из проб, отобранных в нормальное геохимическом поле, под которым, строго говоря, надо понимать площадь распространения однородной горной породы или соответствующего ей покрова рыхлых образований. Поскольку параметры распределения элементов в нормальном поле неизвестны ( их еше предстоит вычислить), практически невозможно избежать включения в выборку аномальных проб, а включение таких проб делает выборку в какой-то степени неоднородной. Кроме того, в горных породах всегда в той или иной степени проявлена зональность строения или фациальная изменчивость, выражающая в упорядоченности распределения элементов. Т.е. применительно к породам и другим связанным с ними природным средам понятие однородности всегда относительное.
Таким образом, в практике геохимический исследований при статистической обработке результатов анализа проб мы имеет дело с не вполне однородными выборками. Этим, видимо, и объясняется тот факт, что распределение содержании элементов всегда лишь приближенно соответствует или не противоречит одному из математический законов, чаше всего логнормальному или нормальному. Но установленный закон распределения , как было выяснено некоторыми исследователями( В. Н. Казмин, 1966 г.) иногда представляет собой закон распределения случайных ошибок анализа, а не истинных содержании элементов в горной породе или другой природной среде.
Параметры распределения содержании элементов вычисляются по разному при различных законах распределения, то и вычисляемые параметры будут неверны, а это, в свою очередь повлечет за собой ошибки при выявлении слабых аномалий: пропуски аномалий, если параметры( среднее содержание и оценка величины дисперсии) выше реальных и выделение не существующих аномалий, если параметры ниже реальных.
Из вышеизложенного можно сделать логический правильный вывод, что в практике геохимических работ мы всегда имеем дело с неоднородными средами, мы не вправе применять для обработки результатов анализы проб методы вариационной статистики. Однако в течении многих лет эти методы успехом применяются при геохимических поисках, что вполне объяснимо. Принимая поле распространения геологически однородной породы или нескольких близких по составу пород за однородные геологические тела, мы допускаем упрощение до известного уровня, определяющегося некоторой поддающейся оценки степенью приближения распределения содержаний элементов к одному из теоретических законов. Вычисленные для этого поля средние параметры распределения всегда в любой точке его на какую-то величину отличаются от истинных параметров, но тем не менее они представляют собой объективные геохимический характеристики, позволяющие как выявлять сходство или различие сравниваемых геологичех тем, так и выделять геохимические аномалии.
Недостаточная точность определения параметров распределения содержаний элементов в нормальном геохимическом поле ощутимо сказывается в виде малой определенности верхнего уровня нормальных содержаний, который должен бы рассматриваться как нижний уровень аномального значения. В практике поисковых работ эта сомнительная область исключается с помощью известного правила трех стандартных отклонений: за нижний предел аномальных значений принимаются значения, превышающие фон на три стандартных отклонения.
В последнее время предпринимаюсь попытки выявления слабых аномалий, характеризующихся значениями содержаний, близкими к нормальным. Это может быть достигнуто путем применения высокоточных аналитических методов и специальных методов математической обработки результатов анализа. Так, метод скользящего статистического окна позволяет путем определения узколокальных параметров распределения содержаний элементов в кажущемся однородном геохимическом поле выявить детали его строения, его действительную неоднородность. Выявленные таким путем аномалии отражают либо зональность или фациальную изменчивость геологических тел, либо слабые проявления орудинения. Аномалии первого вида полезны как косвенные критерии для суждения о перспективах изучаемой площади на полезные ископаемые. Аномалии второго вида, если их природа может быть установлена с достаточной определенностью, является прямым указанием на имевшие место процессы минерализации и, следовательно возможность наличие не вскрытых эрозией( так называемых слепых) тел полезных ископаемых. Поэтому методика обнаружения слабых геохимических аномалий рассматривается как один из важных аспектов проблемы поисков слепых рудных тел.