Введение к работе
Актуальность работы. Как показала практика геологоразведочных работ, большое число геологических объектов (в том числе и рудных) часто не выявляется существующими комплексами геофизических исследований. Б связи с этим возрос интерес к поискам нетрадиционных методов, основанных на более совершенных представлениях о строении и свойствах реальных геологических сред и объектов. В этой ситуации представляет несомненный интерес более глубокое изучение почвенного слоя, который является структурным элементом самой верхней части литосферы и отражает особенности более глубоких ее частей. Это изучение должно базироваться на современных представлениях о связях почв с рыхлыми отложениями и коренными породами, физико-химических характеристиках этих связей, а также на аппаратурно-методических возможностях изучения этих характеристик.
Одним из перспективных по своим информационным возможностям физических параметров почв следует считать магнитную восприимчивость вследствие ее высокой чувствительности к воздействию эндогенных и экзогенных факторов. Фактически первыми работами в изучении магнитной восприимчивости почв были исследования А.С.Семенова в 60-х годах, которые получили свое дальнейшее развитие в работах Ю.В.Микляева /1932 г./. Ими были выявлены эффекты выборочного усиления магнитной восприимчивости и их связь с глубоко-залегающими зонами концентраций рудных элементов, что явилось обоснованием и предпосылкой создания метода каштаметрии почв.
Специфические свойства почв - пористость, влаго- и газонасыщенность, слзбая сцементированность и т.д. определяют главнейшее требование к методам их изучения - изучение в условиях естественного залегания. Поэтому основным звеном в разработке метода каштаметрии почв является создание прибора, позволяющего реализовать это требование, поскольку существующие приборы не удовлетворяют ему в полной мере. Технические возможности прибора для измерения магнитной восприимчивости почв в естественном залегании определят и методические приемы работы с ним и, в сущности, возможности метода каппаметрии почв.
Цель работы. Разработка метода изучения магнитной восприимчивости почв в естественном залегании на основе создания соот-
- г -
ветствуищх технических средств (полевого каппаметра), методик измерений" и обработки результатов наблюдений. Выявление некото^ рых связей магнитной восприимчивости почв с геолого-геохимическими особенностями подсткланцих пород, опробование метода при площадных исследованиях и определение его перспектив при .поиска сульфидного медно-колчеданного и медно-полиметаллического оруде нения на примере Карелии.
Задачи работы. 1. Обобщить результаты исследований магнит ной восприимчивости в естественном залегании и выработать техни ческие требования к аппаратуре для измерения магнитной восприим чивости почв, рыхлых отложений и коренных пород в условиях ее тественного залегания.
-
На основе технических требований обосновать основные парамет ры аппаратуры и ее отдельных блоков, разработать структурну схему и создать действующий макет прибора. Разработать техничес кую документацию для промышленного освоения полевого каппаметра
-
Рассмотреть возможные механизмы образования магнитной воспри имчивости почв, характеристики ее пространственного распределе ния и с учетом технических возможностей каппаметра обосноват методику измерений, способы обработки и представления результа тов исследований.
Д. Исследовать связь магнитной восприимчивости почв и вторичны лктогеохимических ореолов.
5. Провести опытные работы на площадях, перспективных на суль фидное оруденение и обосновать эффективность совместного прше нения каппаметрии почв с литогеохимической и магнитной съемкам при поисках сульфидного оруденения.
Научная новизна. 1. Исходя из физико-геологических особен ностей почв как граничного слоя мекду оболочками Земли, обосно ваны и реализованы принципиально новые технические решения, поз волившие разработать высокочувствительную аппаратуру, обеспечи ваодую представительные измерения магнитной восприимчивости условиях естественного залегания. Технические решения защищен авторскими свидетельствами.
2. Разработана методика полевых наблюдений, обработки и пред ставлення результатов, позволяющая реализовать высокие метроло гические характеристики индукционного каппаметра при работах ;
- з -различных масштабах и ландшафтно-геохимических условиях.
-
Предложена и обоснована схема процесса образования повышенной магнитной восприимчивости гумусового горизонта почв и на основе толевых наблюдений в рззличных масштабах доказана пространствен-ю-генетическая связь аномалий магнитной восприимчивости почв и вторичных литогеохимических ореолов широкого круга элементов для яаядшафтно-геологических и почвенных условий Северо-Запада на .тримере Карелии-
-
На перспективных на сульфидное оруденение площадях в Карелии показана эффективность совместного применения каппаметрии почв, магнитной съемки и литогеохимической съемки по вторичным ореолам рассеяния в масштабах 1:5000 - 1:50000, что позволяет повысить эффективность и достоверность поисковых и оценочных работ.
Практическая значимость. В результате выполненных .исследований, вклгочавдих теоретические работы, разработку и организацию промышленного выпуска индукционного каппаметра,обоснование методики наблюдений и опытные полевые работы, получил свое дальнейшее рззвитие метод каппаметрш лочв в естественном залегании.
Разработанный метод опробован в условиях перспективных на сульфидное медно-колчеданное и медно-полиметаллическое оруденение площадей Карелии и показана возможность его комплексирования с литогеохимическими съемками, что позволяет уменьшить объемы геохимического опробования, сохранив достоверность оценки площадей.
Каппаметрия почв совместно с магнитной и литогеохимической съемками расширяет возможность поисковых работ на сульфидное колчеданно-полиметаллическое оруденение различного типа в закрытых районах Северо-Западного региона.
Реализация результатов работы. Разработанная техническая документация на изготовление индукционного каппаметра и действующий макет прибора переданы в АО "Уралчерметавтоматика" (г.Екатеринбург), где организован промышленный выпуск прибора(заводская марка ШК-2).
Подготовлена документация по методике каппаметрии почв, которая предлагается заинтересованным организациям.
Результаты исследований использовались при выполнении двух хоздоговорных работ с Центральной геохимической партией ПГО
"Севзапгеология" в 1980 - 1984 годах.
Апробация работы. Основные материалы диссертации обсуждались на заседаниях геофизической секции Ленинградского отделения Общества естествоиспытателей в 1984 и 1937 годах, докладывались на 4 Межвузовской конференции молодых ученых в 1936 году, и на семинаре кафедры геохимии.Санкт-Петербургского горного института в 1991 году.
Публикации. Материалы диссертации изложены в 5 статьях и защищены двумя авторскими свидетельствами на изобретение.
Структура и объем работы, диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения и содержит 162 страницы, включая 21 рисунков и список литературы из 97 наименований.