Биохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых основаны на способности организмов отражать в химическом составе, видовых ассоциациях и морфологии организмов особенности среды обитания.
Данные методы разделяются на:
- собственно биогеохимические, основанные на анализе химического состава организмов и продуктов их жизнедеятельности (растений, торфа, растительного опада и т.д.),
- биологические, использующие приуроченность специфических организмов и их сообществ к участкам среды с определенными особенностями химического состава.
В настоящее время практическое значение имеет только геоботанический метод, использующий в качестве объектов опробования наземные растения и их остатки (торф, лесную подстилку и гумусовый горизонт почв).
Резко проявленные изменения химического состава почв и почвообразующих пород (в частности, появление высоких концентраций рудных элементов) могут вызвать местные изменения биологических особенностей растений, выражающиеся в смене видового состава растительных ассоциаций и появлении специфических растений, являющихся индикаторами на определенные химические элементы; в появлении необычных форм растений, изменении темпов их развития, угнетении растений или, наоборот, их повышенном росте и т. д.
Сущность метода состоит в выявлении вторичных ореолов рассеяния путем анализа особенностей распределения химических элементов — индикаторов оруденения в растениях и их остатках. Над всеми типами месторождений в различных ландшафтно-геохимических условиях наблюдается накопление рудных элементов в растениях. При высоких концентрациях химических элементов в питающей среде большинство (95 %) видов и частей растений, а также их остатков (биообъектов) накапливают элементы.
В поисковых целях используется небольшое число видов растений и их частей, которые накапливают рудные элементы линейно-пропорционально содержанию их в питающей среде. Определяется содержание рудных элементов в пробах растительности после их озоления. В одну пробу отбирается масса растений с площади в несколько квадратных метров. У древесных растений (сосны, лиственницы, осины и др.) опробуется верхний пробковый слой коры, в котором накапливается уран, свинец, цинк, бериллий, фтор, литий, цирконий и ряд других элементов. Биогеохимические поиски золоторудных месторождений эффективны при использовании для опробования коры и листьев березы, хвои и сухих ветвей лиственницы, сосны, а также полынь, саксаул, верблюжья колючка и живой мохо-лишайниковый покров (биогеохимический метод поисков) (рис. 2.5.5).
Рис. 2.5.5. Распределение золота в пробах мха и почв на Олимпиадинском месторождении (по В.А. Загоскину): 1 — элювиально-делювиальные отложения; 2 — рудное тело; 3 — распределение золота в пробах почв; 4 — распределение золота в пробах мха.
При поисках серебряных месторождений целесообразно опробовать ядровую древесину деревьев, а при поисках медноколчеданных и колчеданно-полиметаллических месторождений необходимо учитывать, что наиболее контрастные биогеохимические аномалии образует свинец в коре, хвое лиственниц, листьях березы, брусники. Другие элементы (Zn, Со, Ag, As, и Сu) дают аномалии меньшей контрастности. Для опробования на радий пригодны любые растения. В целом при выборе видов растений с возможными относительно высокими концентрациями элементов-индикаторов рудных тел месторождений они должны быть предварительно сгруппированы по относительному содержанию элементов в различных видах. Предпочтительнее опробовать не живые (зеленые) части многолетних травянистых растений, а их сухие прошлогодние остатки и при этом — нижние части стеблей, а не всю наземную биомассу. Наиболее благоприятным временем отбора надземных частей травянистых растений является осенний и осенне-зимний период после окончания вегетации и созревания семян.
Глубинность биохимического метода поисков выше, чем глубинность других поверхностных геохимических методов. Максимальная мощность рыхлых отложений, ограничивающая возможность метода в степных и пустынных районах, составляет 20 — 50 м, в лесных районах гумидной зоны — 10 —20 м, в районах с многолетней мерзлотой не превышает 3 — 10 м. Его применение оправдано лишь в тех геологических и ландшафтных условиях, когда выявление вторичных литохимических ореолов и потоков рассеяния затруднено. Необходимо также отметить, что сложность интерпретации биогеохимических аномалий, связанная с необходимостью учета биологических, техногенных и антропогенных (выбросы и отходы горных и промышленных предприятий, загрязнение растений при перевозке руд, внесение в почву различных микроэлементных удобрений и др.) факторов на концентрацию металлов в золе растений, заметно снижает достоверность результатов биохимических методов поисков.
