Хорошо, я имел в виду температуру отвердевания, которая при наличии гистерезиса может отличаться от температуры плавления (не буду давать ссылку на определение, раз так просите). Не иначе, как вы умеете проводить измерения подземных температур до долей градуса. Итак, гидротермальные потоки под огромным давлением, нагретые от магматической камеры до тысяч градусов Цельсия текут и просачиваются по трещинам и при остывании из них осаждаются минералы. В той же Индонезии, кстати, температуры воды 300 градусов и неглубоко можно найти… Смотрите геотермальное поле Лахендок, к примеру.
Видимо, вы геолог? Это вы удачно на хабр зашли, за день повысите квалификацию :)
Надоело догадываться, но, видимо, и воду в недрах вы себе представляете в виде химически чистого H2O при давлении 1 атмосфера?
Классификация и генезис
В зависимости от температур образования принято выделять пневматолитовые (выше 400°С) и собственно гидротермальные месторождения (400 — 50°С).
В соответствии с температурой образования гидротермальные месторождения обычно разделяются на три группы:
1) высокотемпературные (гипотермальные), возникающие в интервале температур 400—300° С;
2) среднетемпературные (мезотермальные), с температурами образования от 300 до 150° С;
3) низкотемпературные (эпитермальные), отвечающие температурам от 150 до 50° С.
То есть вы серьезно ожидаете найти химически чистый вольфрам и химически чистое олово? Увы, так не бывает :) Минералы в виде различных соединений представлены в месторождениях, например, сульфидные это соединения с серой. А многие (золото) так вообще в виде примесей идут. Вот и сравните температуру плавления чистой меди и сульфида меди.
Определение температуры отложения минералов производится косвенными методами путем наблюдения за целым рядом геологических признаков: присутствие в руде самородных металлов, температура плавления которых фиксирует верхний предел температуры их образования;… Милютин А.Г. Геология. Гидротермальные месторождения
Из химии у нас есть Таблица Менделеева — что с чем соседствует смотрите по строкам и столбцам. Нужно золото? Ищем открытые данные по пробам меди, цинка и что еще найдется из соседей. По самому золоту проб обычно сильно меньше, и они или ураганные или ничтожные, так что их анализ имеет смысл делать позже. Пробы по выработанным месторождениям нередко можно найти в открытом доступе. Дальше оцениваем, где были гидротермальные потоки и трещиноватость пород, то есть вероятные зоны и тип содержания (рассеянное/жильное). Температура плавления подскажет, что раньше оседало и как должны быть распределены минералы пространственно друг относительно друга и т.п. По мульти- и гиперспектральных снимкам можно площадной анализ сделать. И вот, уже зная, где и как смотреть, пора на местности разведку начинать.
С учетом, что выход жилы на поверхность может занимать считанные квадратные метры, вы там всю жизнь будете по скалам лазить (посмотрите рельеф вулканических островов Индонезии) и пробы брать в попытках найти золотую жилу. А в итоге получите миллион пустых проб и несколько ураганных, что не дает почти никакой информации. Знаете, если бы можно было ковровым методом, не думая и просто собирая пробы найти любое месторождение — геологи были бы и вовсе не нужны.
Учитывая трудоемкость сбора проб — все средства используют, чтобы минимизировать их сбор. Совсем без проб — конечно, всегда не получится, но это и не требуется. Более того, сам сталкивался с ситуациями, когда проб собрана уйма и скажин набурено множество, а толку нет — не удается найти золото или нефть, хотя они там есть и добываются буквально по соседству. Почему? А вот не смогли правильную модель построить, хотя данных и много.
Все зависит от задачи — нас интересовали гидротермальные месторождения, приуроченные к вулкану, то есть старые извержения и источники тепла. В Индонезии на островах местные жители до сих пор в тазиках ходят и в углублениях золото намывают понемногу, но откуда оно смывалось при их рельефе найти непросто.
Состав поверхности определяется по данным гиперспектрального зондирования. Посмотрите хотя бы презентацию к гиперспектральному спутнику PRISMA — там прямо комбинации каналов в примерах есть для поиска разных минералов. Для спутника Гиперион тоже все есть. И спектральные библиотеки для поиска имеются — от НАСА и другие.
Кимберлитовые трубки, точнее, сопутствующие кольцевые структуру от эндогенных взрывов, также ищут и по региональной гравике и по дроновой гравиметрии. Про молибден не скажу, не сталкивался.
P.S. я рассказываю о том, в чем разбираюсь, то есть о применении методов физики-математики-программирования в геологии; вот и вы напишите статью о том, в чем разбираетесь. Скажем, как выглядит антиклиналь на интерферограмме или какова фаза движения поверхности Земли над нефтяным полем по сравнению с движением поверхности под действием грунтовых вод (помнится, вся поверхность Калифорнии движется вверх-вниз с периодом, очевидно, один год и амплитудой 6 см — фантастическое зрелище на анимации, и это все открытые данные).
Знаете, а в астрономии предсказывают следующее сжатие и коллапс вселенной через десятки миллиардов лет. Это не проблемы вселенной и науки о ней, что человеческая жизнь слишком коротка, чтобы нам дождаться и увидеть (или не увидеть).
Про "все плохо" я уж точно не пишу :) Вот, к примеру, я работал над моделью вулкана (ради интереса):
Можно ли просчитать поднятие магмы по камерам и дать прогноз? Да. Готов ли я этим заниматься? Нет, потому что это работа не на несколько недель, а на несколько лет, а этот конкретный вулкан не настолько мне интересен. Меня вообще здесь интересует внутреннее строение вулкана, а не сроки следующего извержения. Ну а пока прогноз не сделан — и точность его оценить не удастся.
И на рассыпных далеко не однозначно все. Скажем, при анализе проб нужно отсечь "ураганные пробы" (слишком высокие значения) — стоит взять значение отсечки чуть выше — ну прямо эльдорадо получается, чуть ниже — экономически нерентабельно :) А если на детальный рельеф наложить — так какая-нибудь ложбинка в самом деле аккумулировать может высокие концентрации, на нескольких квадратных метрах (не интересно, если уж там не горы самородков), а вот если такая же концентрация, наоборот, на горке — то это обещает выход жилы на поверхность (перспективно). Анализ таких данных очень интересен, хотя и нет здесь однозначного правильного ответа.
Геологические карты давно уже строят по данным ДДЗ и потом заверяют и уточняют. Вы как себе вообще представляете полевое обследование каждого квадратного метра планеты? Да и век и более назад крупнейшие залежи железной руды были найдены по данным магнитных аномалий, а вовсе не бурением квадратно-гнездовым способом всей поверхности планеты.
Пассивная съемка и активная (радарная) — принципиально различаются. Для радарной съемки смещения поверхности в единицах фазы волны радара вычисляются, длина волны разных радаров известна. И да, смещение известно с миллиметровой точностью, уважаемый магистр-аспирант-геолог.
А как насчет прогноза погоды — ведь поверхность планеты и атмосфера изучены несравнимо лучше недр и мониторятся непрерывно с высокой детализацией? Или все-таки изучение и прогноз — совсем не одно и то же? А еще бы неплохо помнить, что геологические процессы и предсказываются в геологических масштабах времени, скажем, с точностью от тысяч до миллионов лет.
И еще простой пример приведу — обычные хрусталь или рубиновый стержень в лазере при наличии внутренних напряжений могут взорваться в любой момент и вы этот момент предсказать не сможете. Потому что хаос моделируется только статистически.
Самое удивительное, что дистанционные методы космического мониторинга уже превосходят наземные. Спутниковая интерферометрия позволяет находить смещение земной поверхности порядка миллиметров в момент времени — наземные станции мониторинга с дорогими GPS приемниками и сложнейшей обработкой измерений не обладают такой точностью (усреднение за несколько суток или недель повышает точность, но в принципе лишает возможность увидеть происходящие изменения за это время). Спутниковая альтиметрия измеряет высоту поверхности (в том числе моря) с точностью в миллиметры — даже при наличии волн (используя модели волн). И так далее.
Что касается сейсмики, на мой взгляд, детальная гравиметрия и магнитометрия с дронов ее сильно превосходят по возможностям. Кстати, точность наземных гравитометров позволяет зарегистрировать вертикальные смещения самого инструмента порядка миллиметров — так что наземные исследования очень сложны и требуют идеально выровненной площадки. Вероятно, в течении нескольких лет и данные таких измерений с дронов станут общедоступны.
Все отражающие поверхности и разломы отображаются на интерферограмме. Любая волна, включая сейсмическую, отражается и затухает в областях разрыва (разломы) и на отражающих поверхностях. При сейсмических событиях двигается вся поверхность планеты из-за соответствующих смещений глубинных слоев, неоднородности движения поверхности связаны со внутренней структурой. Посмотрите данные с высокоточных GPS станций наблюдения или интерферограммы за продолжительный период — вся планета непрерывно движется и изменяется. Вот смотрите карту смещения (в основном вертикального) для этого землетрясения:
То есть возможности изучить строение всей планеты в целом и любого выбранного участка детально, подробно, в 3D и заверить полученные модели — и все это «не сходя с дивана» для вас не кажутся фантастикой? И да, показанная 3D модель построена методом восстановления гравитационной голограммы на поверхности Земли, если описывать метод в терминах радиофизики.
А еще есть специалисты по 3D визуализации, кто красиво отрисовывает в Blender и подобных — скажем, для показа инвесторам. Геологии может и вовсе не быть представлено, а просто красивая интерактивная 3D визуализация для привлечения внимания: When Geology met Blender 3D
Ка вы интересно проигнорировали и 3D моделирование и спутниковую интерферометрию. Землетрясение создает сдвиги и волны, которые мы можем зарегистрировать — как перемещения геологических блоков, и как отражения сейсмических волн от геологических поверхностей. Дальше хаброката прочитайте, там все рассказано. Показанная модель построена мной, равно как я же посчитал смещения — хотя я вовсе не геолог. Пунктиром опытный геолог отметил геологически значимые геологические поверхности — при этом здесь мы их видим и сами, а геолог занимается именно своей работой — геологической их интерпретацией.
И так тоже, хотя поверхностные пробы могут вообще никак не коррелировать с глубинными. Так что по первым — только поверхностные 2D карты делаются. А рудные тела в зависимости от типа трассируются вручную по детальным космическим и ортофотоснимкам и потом заверяются пробами. Или используют композиты каналов снимков для выявления соответствующих зон на них и также заверяют пробами. А еще детальная магнитометрия очень полезна, если она есть. Или хотя бы детальная гравиметрия (гравика), а если и ее нет, то в ход идет улучшение гравики по рельефу и снимкам. Чего только люди не придумали, чтобы золото искать :)
Хорошо, я имел в виду температуру отвердевания, которая при наличии гистерезиса может отличаться от температуры плавления (не буду давать ссылку на определение, раз так просите). Не иначе, как вы умеете проводить измерения подземных температур до долей градуса. Итак, гидротермальные потоки под огромным давлением, нагретые от магматической камеры до тысяч градусов Цельсия текут и просачиваются по трещинам и при остывании из них осаждаются минералы. В той же Индонезии, кстати, температуры воды 300 градусов и неглубоко можно найти… Смотрите геотермальное поле Лахендок, к примеру.
Видимо, вы геолог? Это вы удачно на хабр зашли, за день повысите квалификацию :)
Получается, ничего другого, чем описанные мною выше шаги вы предложить не можете?
Огласите весь список доступных вариантов для дистанционного зондирования, пожалуйста.
Надоело догадываться, но, видимо, и воду в недрах вы себе представляете в виде химически чистого H2O при давлении 1 атмосфера?
Гидротермальные процессы
То есть вы серьезно ожидаете найти химически чистый вольфрам и химически чистое олово? Увы, так не бывает :) Минералы в виде различных соединений представлены в месторождениях, например, сульфидные это соединения с серой. А многие (золото) так вообще в виде примесей идут. Вот и сравните температуру плавления чистой меди и сульфида меди.
"Например, по температуре минералообразования ближе всего к источнику образуются высокотемпературные месторождения (W, Mo,Sn), затем — среднетемпературные (Cu, Co, Ni) и на максимальном удалении — низкотемпературные (Ag, Au, Sb, Hg)."
© ФГКУ "РОСГЕОЛЭКСПЕРТИЗА". ЛЕКЦИЯ 12. Гидротермальные месторождения
P.S. Книжки почитайте, прежде чем в таком тоне разговаривать.
Из химии у нас есть Таблица Менделеева — что с чем соседствует смотрите по строкам и столбцам. Нужно золото? Ищем открытые данные по пробам меди, цинка и что еще найдется из соседей. По самому золоту проб обычно сильно меньше, и они или ураганные или ничтожные, так что их анализ имеет смысл делать позже. Пробы по выработанным месторождениям нередко можно найти в открытом доступе. Дальше оцениваем, где были гидротермальные потоки и трещиноватость пород, то есть вероятные зоны и тип содержания (рассеянное/жильное). Температура плавления подскажет, что раньше оседало и как должны быть распределены минералы пространственно друг относительно друга и т.п. По мульти- и гиперспектральных снимкам можно площадной анализ сделать. И вот, уже зная, где и как смотреть, пора на местности разведку начинать.
С учетом, что выход жилы на поверхность может занимать считанные квадратные метры, вы там всю жизнь будете по скалам лазить (посмотрите рельеф вулканических островов Индонезии) и пробы брать в попытках найти золотую жилу. А в итоге получите миллион пустых проб и несколько ураганных, что не дает почти никакой информации. Знаете, если бы можно было ковровым методом, не думая и просто собирая пробы найти любое месторождение — геологи были бы и вовсе не нужны.
Учитывая трудоемкость сбора проб — все средства используют, чтобы минимизировать их сбор. Совсем без проб — конечно, всегда не получится, но это и не требуется. Более того, сам сталкивался с ситуациями, когда проб собрана уйма и скажин набурено множество, а толку нет — не удается найти золото или нефть, хотя они там есть и добываются буквально по соседству. Почему? А вот не смогли правильную модель построить, хотя данных и много.
Все зависит от задачи — нас интересовали гидротермальные месторождения, приуроченные к вулкану, то есть старые извержения и источники тепла. В Индонезии на островах местные жители до сих пор в тазиках ходят и в углублениях золото намывают понемногу, но откуда оно смывалось при их рельефе найти непросто.
Состав поверхности определяется по данным гиперспектрального зондирования. Посмотрите хотя бы презентацию к гиперспектральному спутнику PRISMA — там прямо комбинации каналов в примерах есть для поиска разных минералов. Для спутника Гиперион тоже все есть. И спектральные библиотеки для поиска имеются — от НАСА и другие.
Кимберлитовые трубки, точнее, сопутствующие кольцевые структуру от эндогенных взрывов, также ищут и по региональной гравике и по дроновой гравиметрии. Про молибден не скажу, не сталкивался.
P.S. я рассказываю о том, в чем разбираюсь, то есть о применении методов физики-математики-программирования в геологии; вот и вы напишите статью о том, в чем разбираетесь. Скажем, как выглядит антиклиналь на интерферограмме или какова фаза движения поверхности Земли над нефтяным полем по сравнению с движением поверхности под действием грунтовых вод (помнится, вся поверхность Калифорнии движется вверх-вниз с периодом, очевидно, один год и амплитудой 6 см — фантастическое зрелище на анимации, и это все открытые данные).
Знаете, а в астрономии предсказывают следующее сжатие и коллапс вселенной через десятки миллиардов лет. Это не проблемы вселенной и науки о ней, что человеческая жизнь слишком коротка, чтобы нам дождаться и увидеть (или не увидеть).
Про "все плохо" я уж точно не пишу :) Вот, к примеру, я работал над моделью вулкана (ради интереса):
Можно ли просчитать поднятие магмы по камерам и дать прогноз? Да. Готов ли я этим заниматься? Нет, потому что это работа не на несколько недель, а на несколько лет, а этот конкретный вулкан не настолько мне интересен. Меня вообще здесь интересует внутреннее строение вулкана, а не сроки следующего извержения. Ну а пока прогноз не сделан — и точность его оценить не удастся.
И на рассыпных далеко не однозначно все. Скажем, при анализе проб нужно отсечь "ураганные пробы" (слишком высокие значения) — стоит взять значение отсечки чуть выше — ну прямо эльдорадо получается, чуть ниже — экономически нерентабельно :) А если на детальный рельеф наложить — так какая-нибудь ложбинка в самом деле аккумулировать может высокие концентрации, на нескольких квадратных метрах (не интересно, если уж там не горы самородков), а вот если такая же концентрация, наоборот, на горке — то это обещает выход жилы на поверхность (перспективно). Анализ таких данных очень интересен, хотя и нет здесь однозначного правильного ответа.
Геологические карты давно уже строят по данным ДДЗ и потом заверяют и уточняют. Вы как себе вообще представляете полевое обследование каждого квадратного метра планеты? Да и век и более назад крупнейшие залежи железной руды были найдены по данным магнитных аномалий, а вовсе не бурением квадратно-гнездовым способом всей поверхности планеты.
Пассивная съемка и активная (радарная) — принципиально различаются. Для радарной съемки смещения поверхности в единицах фазы волны радара вычисляются, длина волны разных радаров известна. И да, смещение известно с миллиметровой точностью, уважаемый магистр-аспирант-геолог.
А как насчет прогноза погоды — ведь поверхность планеты и атмосфера изучены несравнимо лучше недр и мониторятся непрерывно с высокой детализацией? Или все-таки изучение и прогноз — совсем не одно и то же? А еще бы неплохо помнить, что геологические процессы и предсказываются в геологических масштабах времени, скажем, с точностью от тысяч до миллионов лет.
И еще простой пример приведу — обычные хрусталь или рубиновый стержень в лазере при наличии внутренних напряжений могут взорваться в любой момент и вы этот момент предсказать не сможете. Потому что хаос моделируется только статистически.
Самое удивительное, что дистанционные методы космического мониторинга уже превосходят наземные. Спутниковая интерферометрия позволяет находить смещение земной поверхности порядка миллиметров в момент времени — наземные станции мониторинга с дорогими GPS приемниками и сложнейшей обработкой измерений не обладают такой точностью (усреднение за несколько суток или недель повышает точность, но в принципе лишает возможность увидеть происходящие изменения за это время). Спутниковая альтиметрия измеряет высоту поверхности (в том числе моря) с точностью в миллиметры — даже при наличии волн (используя модели волн). И так далее.
Что касается сейсмики, на мой взгляд, детальная гравиметрия и магнитометрия с дронов ее сильно превосходят по возможностям. Кстати, точность наземных гравитометров позволяет зарегистрировать вертикальные смещения самого инструмента порядка миллиметров — так что наземные исследования очень сложны и требуют идеально выровненной площадки. Вероятно, в течении нескольких лет и данные таких измерений с дронов станут общедоступны.
Все отражающие поверхности и разломы отображаются на интерферограмме. Любая волна, включая сейсмическую, отражается и затухает в областях разрыва (разломы) и на отражающих поверхностях. При сейсмических событиях двигается вся поверхность планеты из-за соответствующих смещений глубинных слоев, неоднородности движения поверхности связаны со внутренней структурой. Посмотрите данные с высокоточных GPS станций наблюдения или интерферограммы за продолжительный период — вся планета непрерывно движется и изменяется. Вот смотрите карту смещения (в основном вертикального) для этого землетрясения:
То есть возможности изучить строение всей планеты в целом и любого выбранного участка детально, подробно, в 3D и заверить полученные модели — и все это «не сходя с дивана» для вас не кажутся фантастикой? И да, показанная 3D модель построена методом восстановления гравитационной голограммы на поверхности Земли, если описывать метод в терминах радиофизики.
А еще есть специалисты по 3D визуализации, кто красиво отрисовывает в Blender и подобных — скажем, для показа инвесторам. Геологии может и вовсе не быть представлено, а просто красивая интерактивная 3D визуализация для привлечения внимания:
When Geology met Blender 3D
Ка вы интересно проигнорировали и 3D моделирование и спутниковую интерферометрию. Землетрясение создает сдвиги и волны, которые мы можем зарегистрировать — как перемещения геологических блоков, и как отражения сейсмических волн от геологических поверхностей. Дальше хаброката прочитайте, там все рассказано. Показанная модель построена мной, равно как я же посчитал смещения — хотя я вовсе не геолог. Пунктиром опытный геолог отметил геологически значимые геологические поверхности — при этом здесь мы их видим и сами, а геолог занимается именно своей работой — геологической их интерпретацией.
И так тоже, хотя поверхностные пробы могут вообще никак не коррелировать с глубинными. Так что по первым — только поверхностные 2D карты делаются. А рудные тела в зависимости от типа трассируются вручную по детальным космическим и ортофотоснимкам и потом заверяются пробами. Или используют композиты каналов снимков для выявления соответствующих зон на них и также заверяют пробами. А еще детальная магнитометрия очень полезна, если она есть. Или хотя бы детальная гравиметрия (гравика), а если и ее нет, то в ход идет улучшение гравики по рельефу и снимкам. Чего только люди не придумали, чтобы золото искать :)