Litogeochemická prospekce - primární geochemické aureoly
Definice litogeochemie Litogeochemie vzorkování a analýza podložních hornin, sloužící k definování geochemické distribuce či mechanismů primárního rozptylu ve vztahu k rudním mineralizacím.
Litogeochemické vzorkování ve výchozech povrchových technických dílech (rýhy, šachtice) podzemních dílech (důlní díla, vrty; šachovnicový otluk, zásekové vzorky)
Litogeochemický průzkum Při studiích regionálního rozsahu postačuje jen jeden reprezentativní vzorek z každého odběrového místa. Primární rozptyl je mnohdy velmi citlivý na změny klarkových koncentrací v litologicky různých horninách. Při některých průzkumech je nutné vzorkovat zvětralé horniny; v takových případech je nutné vědět, jakým způsobem může zvětrávání pozměnit primární rozptyl.
Primární geochemické aureoly Oblasti okolo vlastního zrudnění (rudního tělesa), lišící se chemicky od okolních (nezrudnělých) hornin Vznikají víceméně současně se vznikem zrudnění Etapy vývoje primárních geochemických aureol lze dělit na předrudní, rudní a porudní.
Aureoly předrudní etapy vytváří nejčastěji aureoly výnosového typu vede k redistribuci původních obsahů, hlavně alkalických kovů, alkalických zemin a některých stopových prvku (např. B, Ba, Co, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb a Zn). aureoly vzniklé v předrudní etapě jsou poměrně rozsáhlé - přesahují hranice zóny hydrotermálních alterací bočních hornin mají dobře vyvinutou horizontální a slabě vyvinutou vertikální zonalitu vůči okolí nejsou příliš kontrastní.
Rudní etapa navazuje časově i látkově na tvorbu zrudnění a je proto z hlediska prospekčního nejdůležitější. Podle polohy aureoly vůči ložisku rozlišujeme 1. v aureolách ložisek strmě skloněných : nadrudní, svrchně rudní, rudní, spodně rudní a podrudní části 2. v případě ložisek subhorizontalního charakteru: část frontální (čelní), rudní a týlovou V obou případech je rozhodující nejen poloha zkoumané části aureoly vůči ložisku, ale i vůči směru přínosu rudních komponent.
Porudní etapa přetváří a doplňuje již vzniklé primární aureoly. Je spojena s působením mladších porcí hydroterm, charakterizovaných odlišným chemismem, rozdílnými podmínkami teploty a tlaku a často i odlišnými cestami průniku než jaké existovaly v době vzniku zrudnění a jeho primární geochemické aureoly. může podstatně lokálně zvýšit heterogenitu primární aureoly, hlavně výnosem a redistribucí obsahu některých prvků slaběji vázaných.
Primární geochemické aureoly přínosové (obsahy prvku > horní hodnota prahu anomálie) výnosové (obsahy prvku < dolní hodnota prahu anomálie; nejčastější u alk. kovů a kovů alkalických zemin) smíšeného typu (projevy přínosu, výnosu i redistribuce prvků v jednotlivých částech aureoly)
Primární rozptyl Mechanismy primárního rozptylu se vznikaly v horninách obklopujících rudní ložiska během jejich vytváření. Mohly vznikat jak hluboko sahajících prostředích (asociace s magmatickými a hydrotermálními ložisky), stejně jako blízko zemskému povrchu (ložiska vázaná na výlevné horniny a sedimenty). Rozsah primárního rozptylu velmi kolísá od geochemických provincií o velikosti desítek tisíc čtverečných kilometrů k anomáliím v okolorudních horninách do vzdálenosti několika centimetrů od hranice rudního tělesa. Pro průzkumné účely má největší význam rozptyl v rozsahu desítek metrů až desítek kilometrů.
Primární rozptyl asociace ložisek kovů surčitými typy magmatických těles v horninách obklopujících rudní ložiska současný se vznikem ložisek v různých hloubkových úrovních (asociace s magmatickými a hydrotermálními ložisky / ložiska vázaná na výlevné horniny a sedimenty)
Rozsah primárního rozptylu anomálie v horninách do vzdálenosti několika centimetrů od hranice rudního tělesa geochemické provincie (desítky tisíc km 2 ) Pro průzkumné účely má největší význam rozptyl v rozsahu desítek metrů až desítek kilometrů
Rozpyl související s magmatickými procesy Mnohá ložiska jsou přímo svázána s určitými typy magmatu; proto jsou geochemické charakteristiky s ložisky souvisejících vyvřelých hornin klíčem k poznání mineralizace. Jedním z nejlépe doložených příkladů je asociace ložisek cínu s určitými typy žulových plutonů. Velký soubor získaných dat indikuje, že cínové provincie se obrážejí v relativně vysoké úrovni koncentrací Sn v příslušných granitických plutonech
ObsahSnve vyvřelých horninách svázaných s ložisky cínu. Kosočtverce označují střední hodnotu, čára rozpětí koncentrací; čísla označují počet vzorků (podle Rose et al., 1979).
Cínonosnost intruze může být jasněji definována pomocí analýzy koncentrátů určitých minerálů žuly, jako např. biotitu (obr. 2). Dalšími prvky, které bývají nabohaceny v žulách svázaných s cínovými ložisky jsou Rb, F, Be, Li a B.
Primární aureoly - podle původu litogeochemické (konstituční - např. různá intruziva) emanační a metasomatické aureoly magmatických hornin emanační aureoly lineamentů a jiných tektonických prvků geochemické anomálie metamorfogenní geochemické anomálie sedimentogenní geochemické anomálie, spojené s ložiskotvornými procesy: - monoascendentního charakteru - polyascendentního charakteru - polygenního charakteru (prostorové překrytí aureol různého původu)
Primární aureoly - podle významu aureola průmyslově významného ložiska aureola kvalitativně či kvantitativně nezajímavé mineralizace aureola způsobená průmyslově nevyužitelnou rudní impregnací horniny aureola prvků, vázaných na akcesorické minerály
Primární geochemické aureoly lineamentů v tektonicky oslabených zónách (Sn-W ložiska, Ra) snadno mobilní prvky
Emanační a metasomatické aureoly intruzivních těles uvnitř intruzivních těles i v horninách exokontaktu výrazná laterální i vertikální zonálnost ukazují na geochemickou mobilitu prvků jsou často přetvářeny mladšími metasomatickými procesy
Emanační a metasomatické aureoly intruzivních těles Jsou mnohdy charakterizovány jistou posloupností procesů (přínos, event. redistribuce), odrazem je vznik typomorfních prvkových asociací: starší draselná feldspatizace (přínos Cs, K, Rb) starší albitizace ( primární aureola Na, Nb, Ta) greisenizace ( přínos F, Li, Sn, W) mladší draselná feldspatizace (přínos Cs, K, Rb) mladší albitizace
Primární geochemické aureoly pegmatitů Primární aureoly jsou nevelkých rozměrů Předpegmatitová etapa metasomatity (amfibolové, diopsidové, biotit-křemenné); málo rozsáhlé slabě kontrastní aureoly Li, Cs, Rb Pegmatitová etapa tvorby aureol začíná v alkalickém prostředí (alk. amfibol, fluorit, Li-Fe-Mg slídy); posléze zvrat do kyselého prostředí hydrolýza, greizenizace, v exokontaktu zóna křemenmuskovit-turmalínová až turmalínová Aureoly mívají anomálně zvýšené koncentrace Ag, As, B, Bi, Cs, Ga, Ge, Hg, Mo, Nb, P, Pb, Rb, Sb, Sn, Ta, Tl, W, Zn Kontrastní univerzální aureoly tvoří Cs, Li a Rb (Li největší, méně široké Cs a Rb)
Primární geochemické aureoly jednotlivých ložiskových typů: W skarny (ložiska W + Mo, Cu, Sn, Zn). GEOCHEMICKÁ INDIKACE: zvýšené W, Cu, Mo, As, Bi a B. Méně běžné anomálie Zn, Pb, Sn, Be a F; ojediněle až 4 g/t Au. Cu skarny (ložiska Cu + Au, Ag, Mo, W, magnetitu) GEOCHEMICKÁ INDIKACE: Mívají zonální geochemické aureoly: od jádra bohatého na Cu + Au +Ag přes vntřní zóny Au - Ag s vysokým poměrem Au : Ag po vnější zónu Pb-Zn-Ag. Geochemické anomálie Co-As-Sb-Bi-Mo-W bývají přítomny v redukovaných Cu skarnech.
Au skarny GEOCHEMICKÁ INDIKACE: anomálie Au, As, Bi, Co, Cu; zonálnost poměru Cu/Au. Vápenaté Au skarny mívají nižší poměry Zn/Au, Cu/Au a Ag/Au než skarny jiných tříd. S těmito skarny geneticky spojené intruze mohou být (ve srovnání s intruzemi svázanými s jinými typy skarnů) obohaceny Cr, Sc a V, a ochuzeny o litofilní inkompatibilní prvky (Rb, Zr, Ce, Nb a La).
Masivní sulfidické rudy Zn-Cu-Pb (typ Kieslager) GEOCHEMICKÁ INDIKACE:Cu, Zn, Ag, Co/Ni>1; Mn aureoly, nabohacení Mg. "Klasická" žilná ložiska U (Příbram ložiska U + Bi, Co, Ni, As, Ag, Cu, Mo) GEOCHEMICKÁ INDIKACE:Uran +- některý, event. všechny prvky ze skupiny Ni, Co, Cu, Mo, Bi, As a Ag. Vhodná spíše atmogeochemická prospekce
Křemenné Au- žíly GEOCHEMICKÁ INDIKACE: Zvýšené obsahy Au, Ag, As, Sb, K, Li, Bi, W, Te a B ± (Cd, Cu, Pb, Zn a Hg) v horninách a půdě,, Au ve říčních sedimentech.
ŽÍLY PĚTIPRVKOVÉ ASOCIACE Ag-Ni- Co-As+/-(Bi, U) - typ Jáchymov GEOCHEMICKÁ INDIKACE: Vzácná asociace anomálních obsahů Ag, doprovázených Ni, Co, Bi, U a As v horninových vzorcích je dobrým diagnostickým znakem.
ROZPTÝLENÉ Au-Ag (v karbonátech typ Carlin) GEOCHEMICKÁ INDIKACE: Dvě geochemické asociace - Au+As+Hg+W nebo Mo a As+Hg+ Sb+Tl nebo Fe. V některých ložiscích je důležitým příznakem přítomnost amoniaku. Poměr Au:Ag 10:1 a vyšší. Anomální hodnoty v horninách: As (100-1000 ppm); Sb (10-50 ppm); Hg (1-30 ppm).
Skarnová ložiska Fe (magnetitové skarny) GEOCHEMICKÁ INDIKACE: Vápenaté Fe skarny: obohaceny Fe, Cu, Co, Au, Ni, As, Cr. Obsahy Cu a Au jsou nízké (<0.2% Cu a 0.5 g/t Au). Hořečnaté Fe skarny: obohaceny Fe, Cu, Zn, B.
Pb-Zn skarny GEOCHEMICKÁ INDIKACE: geochemické anomálie Pb, Zn, Ag, Cu, Mn, As, Bi, W, F, Sn, Mo, Co, Sb, Cd a Au. POLYMETALICKÉ ŽÍLY Ag-Pb-Zn+/-Au GEOCHEMICKÁ INDIKACE: Zvýšené obsahy Zn, Pb, Ag, Mn, Cu, Ba a As. Žíly mohou být obklopeny aureolami arzenu, mědi, stříbra, rtuti způsobené primárním rozptylem prvků do okolních hornin a širších alteračních zón.
Fe-ložiska typu ALGOMA (též Krivoj Rog, BIF) GEOCHEMICKÁ INDIKACE: Zvýšené hodnoty obsahu Fe a Mn; občas zvýšené koncentrace Ni, Au, Ag, Cu, Zn Pb, Sn, W, REE a dalších stopových prvků. Sedimentární ložiska Cu-Co typu BLACKBIRD GEOCHEMICKÁ INDIKACE: Obohacení Fe, As, B, Co. Cu, Au, Ag a Mn; možné ochuzení o Ca a Na. Ložisko Sheep Creek má také vysoké obsahy Ba.
KYPERSKÉ MASIVNÍ SULFIDICKÉ RUDY Cu (Zn) GEOCHEMICKÁ INDIKACE: Cu, Zn; běžné ochuzení o Ca a Na; méně běžně lokální mírné nabohacení sodíkem; možné lokální obohacení draslíkem; výrazné obohacení podložní zóny železem a manganem. Parageneze rudních minerálů: - chalkozín, ryzí měď - pyrit, pyrhotin - sfalerit, galenit - magnetit