Введение к работе
Актуальность проблемы. Диссертационная работа направлена на развитие геоэлектрохимических методов поисков глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых, связанных с использованием недавно установленного природного явления дальней " струйной" миграции подвижных форм элементов.
Явление " струйных " ореолов рассеяния характеризует специфический процесс близвертикального массопереноса в верхней части земной коры и имеет важное практическое значение для поисков глубокозалегающих рудных, а также нефтегазовых месторождений.
Ранее был разработан ряд геоэлектрохимических методов, каждый из которых направлен на выделение и регистрацию определенных форм нахождения элементов в породах - электроподвижных- ионов в методе частичного извлечения металлов ( ЧИМ ), -ферри-марганцевых компонентов в термомагнитном геохимическом методе ( ТМГМ ), -фульватов и гуматов металлов в методе поисков по формам нахождения металлоорганических форм (МПФ).
Метод МДИ разработан в ВИРГе в 1980г ( Духанин А. С, Алексеев С.Г, и др.). Сущность метода заключается в установлении в почвенном горизонте пористого сосуда с раствором электролита ( элементоприемника-ЭлПР ). Накопление наиболее слабозакрепленных форм элементов из почвы в электролите происходит под влиянием процессов диффузии и диализа.
Цель работы. Целью диссертационной работы является усовершенствование МДИ с использованием данных моделирования процессов накопления химических элементов в элементоприемнике.
Задачи исследований: 1. Анализ особенностей и места метода диффузионного извлечения элементов в ряду других геоэлектрохимических методов. 2. Изучение процессов накопления металлов в ЭлПР, находящемся в пористой влагонасыщенной среде. 3. Разработка приемов по совершенствованию методики МДИ.
Исходные материалы: Исходными материалами являются результаты теоретических и экспериментальных геоэлектрохимических исследований, полученные с участием или лично автором на кафедре геофизических и геохимических методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых СПбГГИ, а также результаты полевых исследований, выполненных совместно с Санкт-Петербургской
4 комплексной геологической экспедицией. Частично использованы литературные данные.
Методы исследований: 1. Анализ литературных данных по применимости геоэлектрохимических методов. 2. Физико-химическое лабораторное моделирование действия элементоприемника МДИ в пористых водонасыщенных средах. 3. Физико-математическое численное моделирование процессов накопления металлов в элементоприемнике . 4. Анализ результатов моделирования и выработка рекомендаций по совершенствованию МДИ. 5. Полевое опробование МДИ на различных объектах Ленинградской области.
Научная новизна работы: Автор впервые выполнил физико-химическое лабораторное моделирование процессов в элементоприемнике, находящегося в пористой водонасьпценнои среде, а не в растворе, как было сделано раньше
Полученные результаты лабораторного моделирования сопоставлены с физико-математическим моделированием временной зависимости накопления металлов в элементоприемнике. Получена удовлетворительная сходимость тех и других результатов.
Автором предложены новые методические приемы проведения полевых работ и обработки данных МДИ, в том числе способ учета влияния неоднородности поверхностных отложений, способ нормировки концентрации микрокомпонентов по концентрации коррелированных с ними макрокомпонентов и алгоритм " сглаживания " первичных полевых данных.
Практическая ценность работы: Обоснованная в работе правомерность использования предложенной физико-математической модели действия элементоприемника позволяет ее использовать для оценки влияния различных параметров вмещающих пород ( пористости, коэффициента диффузии, концентрации металлов в подвижных и слабозакрепленных формах и др. ) на вид кривых накопления металлов в ЭлПР и на выбор оптимальных условий измерения.
Предложенные приемы совершенствования методики МДИ позволяют в ряде случаев более надежно выделить аномальные объекты.
Полученные данные полевых исследований МДИ в Ленинградской области позволили в комплексе с другими геофизическими методами уточнить положение и природу аномальных зон.
Результаты исследований переданы Санкт-Петербургской комплексной геологической экспедиции. Метод диффузионного извлечения элементов
включен в комплекс геофизических исследований при решении геологопоисковых задач.
Достоверность. Достоверность и обоснованность результатов обеспечена корректным применением математического аппарата при решении аналитических и численных задач физико-математического моделирования, достаточным объемом исследований при лабораторном физико-химическом моделировании с использованием современных методов анализа, удовлетворительном соответствии данных теоретических расчетов . и экспериментальных: лабораторных,. : исследований, согласованными результатами полевых исследований с использованием МДИ и других геофизических методов..
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и рассмотрены на семинарах кафедры ГФХМР СПбГГИ, на научных конференциях молодых ученых "Полезные ископаемые России и их освоение" ( Санкт-Петербург, 1996 ), в геофизической партии Санкт-Петербургской комплексной геологической экспедиции.
Публикации. По теме исследований опубликованы 2 работы.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, изложенных на 123 страницах. Внутритекстовые приложения включают 59 рисунков и 8 таблиц. Список литературы содержит 61 наименований.