Геохимическая карта.

Геохими'ческие по'иски полезных ископаемых, методы, основанные на исследовании закономерностей распределения химических элементов в литосфере, гидросфере, атмосфере и биосфере с целью обнаружения месторождений полезных ископаемых. Соответственно характеру вещества, исследуемому в геологопоисковых целях, различают литохимические, гидрохимические, атмохимические (газовые) и биогеохимические методы.

  Местное среднее содержание химических элементов в горных породах, почвах, природных водах, в приземной атмосфере и растениях в удалении от месторождений характеризует т. н. геохимический фон (С_ф), близкий к цифрам кларков элементов. Вблизи залежей полезных ископаемых содержания химических элементов закономерно изменяются, образуя геохимические аномалии — признаки возможного нахождения промышленных месторождений. Эти аномалии представляют собой первичные и вторичные ореолы и потоки рассеяния вещества полезного ископаемого (см. Ореолы рассеяния), возникающие в процессе образования месторождений или в результате последующей миграции химических элементов. Геохимические ореолы месторождений значительно превышают размеры залежей и нередко приурочены к покрывающим породам, т. е. расположены вблизи поверхности, что облегчает их обнаружение и в благоприятных условиях определяет высокую эффективность Г. п. В отличие от промышленного содержания полезных компонентов в залежах, содержание тех же химических элементов в аномалиях часто лишь ничтожно отличается от местного фона, что требует для их обнаружения высокочувствительных методов. Например, при Г. п. месторождений ртути анализ горных пород ведётся с чувствительностью 1·10^—8% Hg, золота 1·10^—8% Au, что соответственно в 10 млн. и в 3 тыс. раз меньше промышленного содержания этих металлов. Критерием для выделения аномалий служит содержание химического элемента, зависящее от нормального или логнормального закона распределения фоновых содержаний.

  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.

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.

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.