Большая Советская Энциклопедия (ГЕ) - БСЭ БСЭ

  Г. п. проводятся систематическим определением содержаний химических элементов в пределах исследуемого района путём отбора проб по определённой поисковой сетке для последующего анализа их состава. В пробах определяют содержание химических элементов искомого полезного ископаемого — основных ценных компонентов залежи или их спутников. Более прогрессивны Г. п., не требующие отбора проб (воздушные и автомобильные методы) с непрерывной автоматической записью, или пешеходные с отсчётом показаний приборов в точках наблюдений. Такие приборы пока созданы для определения содержаний ограниченного числа химических элементов (например, радиометры, бериллометры).

  Наиболее широко проводятся Г. п. рудных месторождений, важнейшее значение среди них имеет литохимическая съёмка, которая основана на массовом опробовании горных пород и продуктов их выветривания. С помощью этого метода открыты многие месторождения цветных, редких металлов и золота, в том числе находящиеся в скрытом залегании и недоступные для выявления обычными геологическими методами. Гидрохимический метод основан на исследовании состава природных поверхностных и подземных вод путём получения сухого остатка, соосаждения или экстракции рудных элементов с последующим спектральным или химическим анализом. При поисках сульфидных месторождений индикаторами оруденения могут служить пониженные значения pH и высокие содержания в водах сульфат-иона (SO4»). Г. п. месторождений нефти и газа основаны на определения содержаний углеводородных газов в почвенном воздухе или в пробах горных пород (см. Газовая съёмка, Газовый каротаж). Биогеохимический метод основан на исследовании химического состава растений, обычно путём их предварительного озоления и последующего спектрального анализа. Применение гидро- и биогеохимических методов целесообразно в условиях, неблагоприятных для проведения литохимических поисков.

  В результате Г. п. составляются карты и графики содержаний элементов-индикаторов полезных ископаемых, по которым с учётом геологических и др. данных проводится интерпретация выявленных геохимических аномалий; среди них, как правило, только немногие отвечают промышленным месторождениям. Поэтому оценка геохимических аномалий требует тщательного анализа условий рассеяния и концентрации химических элементов на основе теоретических законов геохимии. Возрастающее значение при обработке результатов Г. п. получают математические методы с использованием ЦВМ. Эффективность Г. п. обеспечивается их совместным проведением с геологическими и геофизическими исследованиями, в сочетании с проходкой горных выработок и буровых скважин.

  Теоретические основы Г. п. были заложены в трудах В. И. Вернадского; впервые эти методы получили применение в СССР (Н. И. Сафронов, А. П. Соловов, В. А. Соколов).

  Лит.: Вернадский В. И., Избр. соч., т. 1, М., 1954; Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений, М., 1965: Сафронов Н. И., Основы геохимических методов поисков рудных месторождений, Л., 1967.

Геохимические провинции

Геохими'ческие прови'нции, отдельные области и районы, характеризующиеся специфическим преобладанием одних химических элементов (в изверженных горных породах называется «специализацией» по тому или иному химическому элементу) и недостатком других. Проявляется в отклонении от соотношений средних содержаний химических элементов (см. Кларки) в земной коре: чем больше отклонение, тем контрастнее выражена данная Г. п. и тем сильнее это сказывается на локализации в данной области месторождений определённых типов полезных ископаемых, на особенностях характерных почв, минерализации подземных и поверхностных вод, растительности и животного мира, вызывая иногда специфические заболевания растений и особенно животных (см. Биогеохимические эндемии).

  Изучение Г. п. помогает решению ряда задач региональной геохимии. Зная специфику химического состава преобладающих элементов в данной Г. п., можно более целеустремлённо проектировать в данном районе геохимические поиски месторождений полезных ископаемых. Как правило, чем больше отклонений от «кларка» в сторону превышения, тем вероятнее нахождение месторождений данного элемента при условии, что соотношение других элементов не препятствует его концентрации. Рудоносные комплексы изверженных пород в отличие от нерудоносных характеризуются более неравномерным содержанием рудных элементов.

  В. В. Щербина.

Геохимические процессы

Геохими'ческие проце'ссы, процессы изменения химического состава горных пород и минералов, а также расплавов и растворов, из которых они образовались. В результате Г. п. происходит миграция химических элементов (удаление одних, привнос и концентрация других), изменение их валентных состояний и т.д.

  Г. п. могут быть подразделены на следующие группы: геологической предыстории, эндогенные, экзогенные и метаморфогенные. Г. п. геологической предыстории охватывают процессы, связанные с образованием Земли как небесного тела. Эндогенные Г. п. начинаются с выплавления магмы из верхней мантии, её дегазации и дифференциации. Характер и степень дифференциации магмы обусловлены совокупностью ряда физико-химических процессов (падение температуры, выделение летучих, ассимиляция, кристаллизационная и гравитационная дифференциация и др.), вследствие которых из магмы возникают породы, разные по химическому составу, структуре и с различными количественными соотношениями одних и тех же минералов. При охлаждении основной и ультраосновной магм из расплава в твёрдые фазы в первую очередь переходят преимущественно соединения железа, магния, кальция, хрома, титана, а также платина и элементы её группы. Продуктами первой стадии кристаллизации являются ультраосновные и основные горные породы (дуниты, перидотиты, габбро, пироксениты и др.) и связанные с ними рудные минералы: магнетит, хромит, титано-магнетит и др., образующие иногда промышленные месторождения. В результате выделения из магмы указанных элементов она становится более кислой и по своему составу приближается к диоритовой магме. В ходе дальнейшей кристаллизации магма обогащается кремнием, алюминием, щелочными металлами, летучими элементами и по своему составу приближается к гранитной магме. Кристаллизация последней даёт граниты и остаточный пегматитовый расплав, при застывании которого образуются пегматитовые жилы (см. Пегматиты), часто обогащенные минералами редких элементов. Взаимодействие летучих с уже закристаллизовавшейся горной породой приводит к процессам автометаморфизма. Повышенные количества щелочных металлов в остаточном расплаве вызывают явления щелочного метасоматоза, часто с привносом редких элементов, и превращения гранодиоритов и гранитов в щелочные граниты, сиениты и нефелиновые сиениты. При участии паров, газов и горячих растворов, выделившихся из магмы (постмагматических), происходят процессы скарнообразования (см. Скарны), грейзенизации, пропилитизации, березитизации (см. Березит), серпентинизации, лиственитизации и образования гидротермальных месторождений меди, свинца, серебра, цинка, олова, вольфрама, золота и др. Под воздействием растворов различного состава происходят следующие виды метасоматоза: щелочной, кальциевый, магнезиально-железисто-силикатный, хлор-фтор-борный, карбонатный и пр.

  Экзогенные Г. п. охватывают все виды выветривания горных пород и слагающих их минералов (разложение, окисление, гидратация, карбонатизация и пр.), протекающие во влажном климате с участием почвенных кислот, а в сухом (аридном) климате в щелочной среде при резком преобладании окислительных реакций. Продукты выветривания переносятся преимущественно водными потоками в океаны, моря и континентальные водоёмы (озёра) в виде механической взвеси, истинных и коллоидных растворов. Состав растворов претерпевает изменения под влиянием поглотительной способности почв и сорбции элементов глинами; большую роль при этом играют микроорганизмы. В морских водоёмах происходит химическая дифференциация элементов: у берегов отлагаются руды алюминия — бокситы, далее руды железа, марганца, фосфориты и за ними известняки и доломиты. Образовавшиеся осадки в результате воздействия процессов коагуляции, дегидратации и т.д. превращаются на стадии раннего диагенеза в горную породу, а под влиянием перераспределения веществ без привноса извне на стадии позднего диагенеза происходит образование конкреций и т.д. (см. Диагенез).

  Дальнейшее химическое изменение осадочных пород происходит под влиянием привноса вещества извне, а также роста температур и давлений при погружении пород на значительные глубины (см. Эпигенез).