Способ геохимических поисков месторождений олова и вольфрама

 

М;ВСЕ Ы.:.:,". ":

t д ИАТЕИВ.

ТЕХКИЧЕг.; .:. (72) Авторы извбретения

В. А. Павлов и II. Г. Руб

БИБЛИЭТЕУ

Институ 1 (7l ) Заявитель т геологии рудных месторождении, минералогии и геохимии АН СССР (54) СПОСОБ ГЕОХИМИЧЕСКИХ ПОИСКОВ ИЕСТОРОЖДЕНИЙ

ОЛОВА И ВОЛЬФРАИА

Изобретение относится к способам геохимических поисков месторождений олова и вольфрама.

Известен способ поисков редкометалльных, оловянных и вольфрамовых месторождений, использующий характер кристаллографических форм зерен акцессорного циркона в гранитоидах, Способ основан на отборе проб гранит тоидов, выделении из них акцессорных цирконов и определении относительной степени развития в их зернах граней (131) и (331), которая используется для выявления гранитоидов, сопровождающихся вольфрамовым и редкометалльным, в том числе оловянным оруднением.

Данный метод поисков имеет ограниченное применение, поскольку он может быть использован только для гра-, нитоидов, содержащих кристаллографически ограненные зерна акцессорного циркона в количествах, которые допускают возможность применения статистической оценки степени развития граней каждого вида. Вместе с тем, выявление предпочтительного развития граней. (131) или (331) .в зернах акцессорного циркона позволяет разделить несущие их гранитоиды лишь по степени кремнекислотности и агпаитности. Подобное разделение явно недостаточно для поисковых целей, так как нередно идентичные по петрохимическому составу гранитоиды существенно различаются по степени рудоносности.

Наиболее близким из известных способов поисков месторождений олова и вольфрама к предлагаемому является метод, используюций в качестве показателя рудоносности гранитоидов. относительные содержания в их акцессорных цирконах и апатитах рудных элементов, в том числе олова и вольфрама. Способ предполагает отбор проб гранитоидов, выделение из них цирконов и апатитов и определение содержаний в этих акцессорных минералах олова и вольфрама. Полученные значения содержаний указанных элементов сравниваются со средними содержаниями их в цирконах и апатитах и на этом основании судят о рудоносности несущих данные акцессорные минералы гранитоидов Р 3.

Недостатком такого подхода к поискам, ограничивающим его самостоятельность, является то, что он поз- >0 воляет судить лишь об относительной степени обогащенности исходного гранитоидного расплава рудными элементами и не учитывает такой важный для рудообразования фактор как степень насыщенности расплава летучими компонентами. Это обстоятельство ограничивает практическое значение метода, делает его мало эффективным и вызывает необходимость привлечения при интерпретации полученных результатов дополнительных данных.

Цель изобретения — повышение эффективности поисковых работ на олово и вольфрам в районах развития гранитоидов путем использования комплекса геохимических особенностей входящих в их состав акцессорных минералов и биотитов. Предлагаемы способ, помимо уровней содержания в цирконах и апатитах олова и вольфрама, использует величины концентраций этих элементов в дополнительпо выделенных из тех же проб биотитах, 35 а также величины содержании в апатитах и биотитах фтора.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе геохимических поисков месторождений, вклю40 чающем отбор проб гранитоидов, выделении из них цирконов и апатитов, дополнительно из тех же проб выделяют биотиты и производят определение в выделенных минералах содержаний олова и вольфрама, а в биотитах и

45 апатитах дополнительно фтора, и по полученным концентрациям судят о наличии соответствующей минерализации.

При содержании олова в цирконах свыше 1-10 (здесь и далее количест- 50 венные значения выражены в весовых процентах, в апатитах свыше 7,5l0 %, в биотитах свыше 1.10 / и при содержаниях фтора в апатитах более 1 делают заключение о мине- ы рализации олова.

При содержании вольфрама в цирконах свыше 2,7 .10, в апатитах свы() 894659 ф ше 2,5.10 %, в биотитах свыше

5 ° 10 " . и при содержании фтора в апатитах и биотитах более 1 делают заключение о наличии минерализации вольфрама.

Для осуществления предлагаемого метода поисков олова и вольфрама из гранитоидов, развитых на исследуемой территории, отбираются пробы,, из которых выделяются мономинеральные фракции циркона, апатита и биотита. Число проб определяется размерами изучаемых гранитоидных тел.

Способ определения содержаний рудных элементов и фтора в выделенных мономинеральных фракциях выбирается в зависимости от объема каждой из них. По полученным таким образом данным делается заключение о возможности обнаружения в пространственной связи с тем или иным конкретным интрузивиым массивом гранитоидов оловянного или вольфрамового оруднения.

Выбор в качестве поисковых индикаторов трех указанных минералов обусловлен тем, что циркон, апатит и биотит в тех или иных количествах присутствуют в составе практически всех разновидностей магматических гранитоидов и наряду с собствен-. ными минералами олова и вольфрама— кассимеритом, вольфрамитом, шеелитом и другими — являются главными концентраторами этих элементов— примесей в гранитоидах. В состав биотита и апатита, кроме того, обычно входят главный летучий компонент рудообразующих флюидов — фтор, уровень содержания которого в данных минералах прямо связан с количеством его в исходном гранитоидном расплаве.

Результаты изучения гранитоидов в ряде олово- и вольфраморудных районов Советского Союза (Дальний

Восток, Средняя Азия, Центральный

Казахстан, Приладожье и др.), отчетливо показывают, что акцессорные цирконы и апатиты гранитоидов, которые сопровождаются оловянным или вольфрамовым оруднением, обогащены соответствующим рудным элементом.

В олово- .или вольфрамоносных гранитоидах биотиты характеризуются более высокими уровнями содержаний соответственно олова или вольфрама чем в гранитоидах, которые не сопровождаются рудной минерализацией данных металлов. Помимо этого в био894659 титах и апатитах рудоносных в отношении вольфрама или олова гранитоидах фиксируются и более высокие содержания фтора, чем в аналогичных минералах безрудных гранитоидов. В оловоносных гранитоидах независимо от их химического состава акцессорные циркоуы обычно содержат не менее

1 ° 10 . олова, тогда как среднее содержание этого .элемента в акцессорном цирконе гранитоидов составляет

5,4 ° 10 Е. В апатитах гранитоидов, сопровождающихся оловянным оруднени ем, содержание олова не.менее чем в 1,5 раз выше его среднего содержания в этом акцессории- гранитоидов (507 10 X), а в биотитах не опус-.

=5 с кается ниже 1-10, тогда как в биотитах безрудных гранитов эта ве- . личина редко превышает 5.10 >Х. В различных по составу гранитоидах, с которыми ассоциирует вольфрамовое оруднение,. концентрации вольфрама в цирконах не менее чем в 4 .раза, а в апатитах не менее чем в 1,5 раза превышают средние содержания этого элемента в соответствующих акцессориях гранитоидов, которые по данным прототипа составляют 656-10

5 для циркона и 173-!О,. для апатита.

В биотитах вольфрамоносных гранитоидов вольфрам фиксируется в количествах от 4 до 80 -10 4 %, тогда как в .слюдах подобных по составу пород, не сопровождающихся рудной минерализацией этого элемента, вольфрам при сутствует в количествах до ° 10 или вообще. не фиксируется современными методами анализа.

Биотиты и апатиты гранитондов, с которыми ассоциирует оловянное или вольфрамовое оруднение, характеризуются постоянным присутствием в их составе фтора в количествах более

1%. Среди компонентов слюд, и, особенно, апатитов олово- и вольфрамоносных гранитоидов обычно фиксируется и некоторое количество хлора, однако по уровню содержания в рассматриваемых минералах (обычно не более

1X) он резко уступает фтору.

Таким образом, рудоносные в отношении вольфрама или олова и безрудные гранитоиды достаточно четко различаются по уровням содержаний соответствующих рудных элементов в биотитах, акцессорнь!х цирконах и апатитах, а также по количеству фтора, присутствующего в составе биотита

d и апатита. Приведенные данные позволяют пРинять следующие минимальныe значения средних содержаний рудных компонентов в минералах, которые позволяют классифицировать включающие их гранитоиды как рудоносные: для оловоносных гранитоидов содержания олова в цирконах 1-10 %, в апатитах .7,5 ° !0, в биотитах 1-10 X-, для

Ь

10 !вольфрамоносных гранитоидов содержания вольфрама в цирконах 2 7-10 X

Ъ

Э в апатитах 2,5 10, в-биотитах

-4

5 -IO Ж; для вольфрамоносных и оловоносных гранитоидов содержания фтора в биотитах и апатитах более 1Х.

Правомерность использования отме- ченных минимальных значений средних содержаний олова, вольфрама и фтора в цирконах, апатитах и биотитах грарр нитоидов при оценке потенциальной рудоносности этих пород в разных раионах их развития может быть про" иллюстрирована следующими примерами.

25 Пример 1. В пределах Северного Приладожья, где оловянное оруднение ассоциирует с лейкократовыми гранитами докембрийского салминского комплекса, был опробован входящий .щ в его состав многофазный Питкярантско-Туломозерский массив. Из всех разновидностей пород массива (граниты-рапакиви, крупнозернистые лейкократовые граниты, средне- до мелкозернистых лейкократовые граниты) были отобраны пробы весом 10-12 кг.

Число проб каждой разновидности гра-. нитов определялось ее распространенностью и варьировало от 3 до 7. Выделение мономинеральных фракций ципконов апатитов и биотитов проводилось по соответствующим методикам в

Лаборатории разделения минералов

ИГЕИ AH СССР. В полученных монофрак циях циркона определялось содержание

43

I олова, в биотитах — олова и фтора, а в апатитах — фтора. Иетод анализа (количественный спектральный рентгено-спектральный или химический) для каждой пробы определялся объемом вы.

$0 деленной из нее мономинеральной фракции того или иного состава. В результате установлено, что в цирконах лейкократовых гранитов содержание олова не опускается ниже 1 10, -2 достигая в некоторых мономинеральных фракциях этого минерала из средне- до мелкозернистых гранитов

4 10 ..

В биотитах, выделенных иэ проб крупнозернистых и средне- до мелкозернистых лейкократовых гранитов, содержание олова составляет, соответственно, 1-2 -10 Х и 2-3 -10 %.

Характерно, что содержание олова в биотитах, выделенных из гранитоидов, предшествующих лейкократовым гранитам и не сопровожданщихся оловянным оруднением, значимо ниже, и составляет в гранито-гнейсах 8-20 IA 4 Х, а в гранитах рапакиви 5-7 - 1О %.

Концентрация фтора в биотитах рудоносных лейкократовых гранитов колеблется от 1,29Х в крупнозернистых разностях и до 1,54% в среднедо мелкозернистых. В апатитах гранитов разной зернистости содержание остается примерно одинаковым и составляет 2-3,5%. Таким образом, содержание олова в цирконах и биотитах, а также количество фтора в биотитах и апатитах для всех гранитов рудоносного комплекса Северного Приладожья не опускаются ниже предлагаемых для поисковых целей минимальных значений содержаний соответствующих элементов для данных минералов. При этом максимальных концентраций олово достигает в цирконах и биотитах из среднеро мелкозернистых гранитов, с которыми оловянное оруднение обнаруживает наиболее тесную пространственную связь.

Пример 2 . В Восточной Киргизии, где оловянное оруднение сопровождает биотитовые и лейкократовые граниты позднего палеозоя, были опробованы лейкократовые граниты иныпьчекского комплекса. В рассматриваемом районе граниты комплекса образуют ряд небольших массивов, сложенных крупнозернистыми (! фаза) и среднеэернистыми (13 раза) лейкократовыми гранитами. С каждого интрузина было отобрано от 3 до 5 проб гранитов, из которых по той же метоцике, что и в примере 1, выделялись и анализировались мономинеральные фракции циркона, биотита и апатита.

В результате установлено, что содержание олова в цирконах из гранитов

1 фазы составляет 1.10 %, а в том же минерале гранитов TT разы оно варьирует от 1 до 5 -10 Х при среднем значении 3 -10 %. В биотитах содержание олова несколько ниже и составляет в среднем 13-!О > % в слюдах из гранитов 1 фазы и 1894659 8

l0

27 ° !О,. в биотитах из пород .ТТ ЬаЪ |) зы. Содержание фтора в биотитах и апатитах остается постоянным для пород обеих фаз и составляет для биотита 1-2%, а для апатита — 2-3,5%.

Приведенные данные достаточно отчетливо показывают, что все граниты иныльчекского комплекса, с телами которых пространственно ассо циирует оловянная минералиэация, содержат цирконы и биотиты, в которых концентрация олова значимо превьппает принятый нижний предел его концентрации в соответствующих минералах оловоносных гранитов. Вьппе предложенного предела содержания фтора в рудоносных гранитах отмечается и концентрация фтора в биотитах и апатитах. По этим признакам граниты позднепалеозойского иньитьчекского комплекса сходны с рассмотренными в примере .1 докембрийского оловоносными гранитами Северного Приладожья, что свидетельствует о применимости предлагаемого способа поиска для районов развития гранитоидов разного возраста.

П р и и е р 3 . В омсукчанском районе (Северо-Восток СССР) исследованы уровни содержаний олова и фтора в цирконах, биотитах и апатитах мезозойских гранодиоритов и и лейкократовых гранитов Балыгычано-Сугойской впадины, с которыми ассоциирует оловянное оруднение касситеритсиликатного (с сульфидами) и кварц-грейзенового типа. Опробование гранитои-, дов, выделение мономинеральных фракций и их анализ проводились по единой с предыдуними примерами методике. Установлено, что в цирконах независимо от петрохимического состава пород, из которых они выделялись, содержание олова колеблется от 8 до

50 10 %, составляя в среднем оф

3 -!О Х. В биотитах гранодиоритов оловоносного комплекса содержание олова составляет 103-158 10 %, а в лейкократовых гранитах поздней фазы того же комплекса повьппается до

20-42 -1О" %. Содержание фтора в биотитах гранодиоритов варьирует от

0,87 до 1,34Х при среднем значении

1,12Х а в подобных слюдах гранитов того же комплекса фтор постоянно встречается в количествах больше 1%. при среднем 2,38%. В апатитах выделенных из гранодиоритов и гранитов

59 10 вах от 5 до 10 -10 %. Это значитель-Ь но превышает уровень содержания вольфрама не более 5 -10 4% в апатитах, выделенных из гранитоидов, с которыми в районе не ассоциирует вольфрамовое оруднение. Содержачие фтора в апатитах гранитов и граносиенитов

Лермонтовского рудного поля колеблеФся от 1,48 до 3,96%. В гранитоидах штока Восток-2 апатиты содержат

1,18-2,72% фтора.

Таким образом, в Центральном Сихотэ-Алине вольфрамовое оруднение ассоциирует с гранитоидами, апатиты и биотиты которых содержат вольфрам и фтор в повышенных количествах, соответствующих принятым уровням их содержаний в рудоносных гранитоидах.

Пример 5. В Центральном

Казахстане анализ мономинеральных фракций циркона, апатита и биотита, выделенных из проб, которые отбирались с ряда массивов биотитовых и лейкократовых гранитов позднепалеозойского акчатауского комплекса, сопровождающегося вольфрамовым оруднением кварц-грейзеновой формации, показал, что содержания вольфрама составляют в цирконе 25-41-10 %, в апатите от 0,1 до 0,57, в биотите от 5 до 10 10 %. Характерно, что биотиты гранитов предшествующего акчатаускому калдырминского комплекса, в связи с которым вольфрамовое оруднение в Центральном Казахстане не проявлено, отличаются более низким (до 1-10 47) содержанием вольфрама, а в цирконах и апатитах его пород присутствие этого рудного элемента современными методами анализа обычно не устанавливается. Содержание фтора в биотитах гранитов рудоносного акчатауского комплекса колеблется от 1,8.1 до 3,30% (среднее

2,57), а в слюдах гранитов нерудоносного калдырминскогo комплекса не превышает 1%.

Таким образом, в Центральном Казахстане вольфрамовое оруднение ассоциирует только с гранитами акчатауского комппекса, породы которого со- ,держат цирконы, апатиты и биотиты, несущие вольфрам и фтор в количествах, превышающих предложенные для вольфрамоносных гранитоидов минимальные уровни концентраций данных элементов в соответствующих минералах.

9 8946 фтор отмечается примерно в равных количествах, варьируя от 2,5 до 3,27..

В целом рассмотренные результаты изучения геохимических особенностей минералов гранитоидов Балыгычано5

Сугойского района свидетельствует, что проявленное здесь оловянное оруднение сопровождает такие гранитоиды, цирконы и биотиты которые характеризуются повышенными концентрациями 10 олова, а в апатитах и биотитах этих пород фтор присутствует в количествах выше, чем принятые минимальные значения для рудоносных гранитоидов. Кроме того следует от- 15 метить, что геохимические особенности состава цирконов, апатитов и биотитов оловоносных гранодиоритов данного района, в общем, тождественны таковым подобных минералов из рудоносных лейкократовых гранитов, рассмотренных в примерах 1 и 2. Это указывает на то, что цирконы, апатиты и биотиты проявляют свои индикаторные свойства в отношении оловянного оруднения в гранитоидных породах разного состава и независимо от типа оруднения.

Пример 4. В Центральном Сихотэ-Алине опробовались мезозойские вольфрамоносные гранитоиды, развитые в пределах рудных полей месторождений шеелитоносных скарнов Лермонтовское (граниты, граносиениты) и Вос ток-2 (граномонцониты, гранодиориты), Каждый интрузив был охарактеризован десятью пробами по 10-12 кг.

После обработки проб по указанной выше методике получены мономинеральные фракции биотита и апатита, а также небольшое количество зерен цир40 кона. Количественным спектральным и химическими анализами установлено, что в биотитах гранитов, граносиенитов Лермонтовского интрузива содержание вольфрама изменяется от 3,6 до

8 ° 10 4%, составляя в среднем 5 10 4 %.

Подобным уровнем содержаний характеризуются и граномонцониты штока

Восток-2. Б биотитах гранодиоритов этого интрузивного тела среднее

50 содержание вольфрама повышается цо 7- !О 4% при колебаниях от 4 до ! 5-1g-4 7

В апатитах Из гранитоидов Лермонтовского интрузива содержание вольфрама составляет 8-9 .10 7., а апатиты пород штока Восток-2 концентрируют этот рудный элемент в количестПриведенные примеры, которые можно было бы умножить, достаточно отчетливо показывают, что типоморфные особенности состава биотитов, цирконов и апатитов олово- и вольфрамоносных гранитоидов дают возможность использовать уровни содержаний соответствующих рудных элементов и фтора как комплекс поисковых критериев при выявлении различных по формационной принадлежности месторождений олова и вольфрама, ассоциируюиих с гранитоидами разного состава и возраста. Иассивы грантоидных комплексов, в которых содержания рудных и летучих элементов в цирконах, апатитах и. биотитах равны или превышают минимальные уровни содержаний соответствующих элементов в аналогичных минералах оловоносных (или вольфрамонасных) гранитоидов, являются наиболее перспективны в отношении обнаружения в связи с ними месторождений. олова (или вольфрама).

Применение предлагаемого метода поисков позволяет значительно сократить площади детального опоискования, локализуя их в районах развития интрузивов гранитоидов, обладающих . ю,ф признаками максимальной степени рудоносности в отношении олова и вольфрама. Это, в свою очередь, позволит снизить стоимость и трудоемкость поисково-оценочных работ.

Формула изобретения

). Способ геохимических поисков месторождений олова и вольфрама, 894659 12 включающий отбор проб гранитоидов, выделение из них цирконов и определение содержаний в них олова и вольфрама, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности поисковых работ в районах развития гранитоидов, дополнительно из тех же проб выделяют биотиты, производят определение в них содержаний . !о олова и вольфрама, а в биотитах и апатитах дополнительно фтора, и по полученным концентрациям судят о наличии соответствующей минерализации.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что при содержании олова в цирконах свыше 1 ..10 Ж, в апатитах свыше 7,5 ° 10 7, в биотитах

-з свыше 1 ° 10 Õ и при содержании фтора в апатитах и биотитах более 17. делают заключение о наличии минерализации олова.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что при содержании вольфрама в цирконах свыше 2,7.10 Я, в апатитах свыше 2,5-10, в био-Ъ титах свыше 5-10 7 и при содержании

-4 фтора в апатитах и биотитах более

IX делают заключение и наличии минерализации вольфрама.

Источники информации, принятые во внимачие при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР !

"- 628452, кл. G 01 !! 9/00, 1977.

2. Ляхович В.В. Редкие элементы в акцессорных минералах гранитоидов.

И., "Недра", 1973, с. 3-15, (прототип).

Составитель 11. Кузин

Редактор E. Папп Техред E.Õàðèòoí÷èê Корректор J1. Шеньо

Заказ 1 1484/76 Тираж 735 Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква >(-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4