Современное состояние проблемы полиэлементных геохимических карт

Впервые полиэлементные геохимические карты (ПГК) составлены В. Н. Казминым с соавторами в 1964 г. при проведении поисково-съемочных работ масштаба 1 : 50 000 в одном из районов Северного Прибалхашья. В дальнейшем по методике В. Н. Казмина и И.В. Орлова была составлена серия полиэлементных карт для различных районов Центрального Казахстана и показана высокая эффективность предлагаемой методики для поисков эндогенных рудных месторождений. В эти же годы детальное геохимическое картирование было проведено на Дальнем Востоке Ю.Н. Капковым и др. В конце 60-х годов по методике С.В. Григоряна были составлены геохимические карты, на которых показаны полиэлементные, так называемые мультипликативные и аддитивные первичные ореолы; эти карты были ориентированы на поиски глубокозалегающих рудных месторождений по слабо выраженным геохимическим аномалиям.

Интенсивные исследования проводились группой геологов ВСЕГЕИ, которыми разработана методика составления радио-геохимических карт. В последние годы во ВСЕГЕИ составлены полиэлементные геохимические карты Северного Приладожья, Карело-Кольского региона и проводятся работы по составлению мелкомасштабных карт для некоторых районов Средней Азии, Дальнего Востока и Северо-Востока России.

В 1970—1975 гг. Г. Т. Скубловым при участии М.Д. Белонина, Б.Г. Ванштейна, Н.Б. Малышевой и В.И. Мишина разработана методика построения ПГК, базирующаяся на использовании современных математических методов и ЭВМ. Апробация методики проведена на примере Чу-Илийского района (Южный Казахстан), для которого составлена геохимическая карта масштаба 1:200 000.

Перечисленные выше методики существенно отличаются одна от другой как по целям и задачам исследований, так и по принципам составления геохимических карт. В ряде случаев они рекомендуются для определенных масштабов исследований. Методики существенно различаются по предлагаемым геохимическим параметрам полиэлементных геохимических ассоциаций (ПГА) и по степени детальности использования геологической основы.

В настоящее время существуют три принципиально различных подхода к составлению полиэлементных карт.

1. В соответствии с методикой В.Н. Казмина и И.В. Орлова для всех литолого-возрастных комплексов горных пород с учетом законов распределения рассчитываются средние значения, стандартные отклонения или множители и нижние аномальные концентрации химических элементов. Далее для изучаемых элементов строятся моноэлементные геохимические карты, на которых находят отражение геохимические аномалии различных порядков. Затем путем совмещения моноэлементных карт строится полиэлементная карта, на которой ПГА показывается символами химических элементов, степень аномальности — размером знака и интенсивностью цветовой закраски, а цветом отображаются литолого-возрастные комплексы пород.

2. Методика С. В. Григоряна, обычно используемая для решения задач поисковой и разведочной геохимии, предусматривает картирование слабых геохимических аномалий. Для этого выделяются группы элементов-спутников и элементов-антагонистов, имеющих соответственно положительные и отрицательные корреляционные связи между собой. Далее рассчитываются геохимические параметры путем суммирования или перемножения содержаний коррелирующих элементов; выделяемые при этом геохимические аномалии называются соответственно аддитивными и мультипликативными. Например, при поисках редкометальных и полиметаллических месторождений можно использовать параметр P= (PbхZnхAg)/(WхMoхSn). Этот параметр является характеристикой степени эродированности рудных тел и может быть использован как показатель геохимической зональности.

3. При составлении обзорных и мелкомасштабных геохимических карт по методике А.А. Смыслова и др. основное внимание уделяется изучению геохимических особенностей геологических тел или комплексов пород, обнажающихся в пределах крупных блоков земной коры. Для всех выборок, характеризующих изучаемые геологические тела, определяются коэффициенты концентрации химических элементов (отношение содержания элемента к кларку), а затем для различных групп элементов (литофильные, халькофильные, сидерофильные, фемафильные) рассчитываются геохимические параметры, отвечающие усредненному значению коэффициента концентрации. Ведущие полиэлементные ассоциации с наиболее высокими значениями геохимических параметров определенным цветом закрашиваются на карте. В методике Ю.Н. Капкова и др. также предусматривается расчет коэффициентов концентрации.

Несмотря на некоторые принципиальные различия, перечисленные методики позволяют существенно повысить качество и эффективность геологических исследований. Это подтверждается многочисленными примерами их использования в практике геологосъемочных, поисковых и разведочных работ. Вместе с тем они не лишены и некоторых недостатков, которые указывают на необходимость дальнейшего совершенствования методов геохимического картирования.

Сравнительный анализ предложенных методик показывает, что некоторые из них в достаточной степени учитывают особенности геологического строения территории, в то время как другие не в полной мере используют геологические данные. Как правило, рассматриваемые методики ориентированы на составление различных по масштабу ПГК: обзорные и мелкомасштабные, средне- и крупномасштабные, крупномасштабные и детальные. Практически все методики в недостаточной степени отображают сущность процессов геохимической миграции элементов. На картах, составленных по методике А.А. Смыслова, наиболее полно отражается геохимическая специализация геологических образований. Учитывая жесткую привязанность геохимических границ к контурам геологических тел, представляется целесообразным рассматриваемые карты считать картами геохимической специализации.

Различие подходов обнаруживается в выборе геохимических параметров, показываемых на геохимических картах. Так, например но методике, предложенной В.Н. Казминым и И.В. Орловым, полностью исключаются из рассмотрения фоновые содержания химических элементов; методика С.В. Григоряна частично устраняет этот недостаток, и только в методике, созданной под руководством А.А. Смыслова, учтен полный спектр содержаний химических элементов. Неоднородность распределения различных элементов, устанавливаемая по значениям дисперсий я коэффициентам вариации, учитывается только первой из них. Практически во всех методиках не уделяется достаточного внимания структурам корреляционных связей между элементами. В некоторых из них как бы постулируются ассоциации химических элементов, не отражающие всю сложность природных процессов, или выбираются группы элементов, отражающие только самые общие корреляционные связи, или допускается возможность появления бесконечно большого количества полиэлементных ассоциаций.

Рассматриваемые методики в недостаточной степени учитывают специфику миграции и перераспределения химических элементов при гидротермально-метасоматических процессах. А последние, как известно, являются связующим звеном между магматическими, осадочными и метаморфическими процессами, с одной стороны, и рудными — с другой. Все это объясняет стремление геологов разрабатывать такие подходы к составлению полиэлементных геохимических карт, которые учитывали бы всю сложность и многообразие природных процессов и позволяли бы отображать их на картах.