Способ оценки перспективности пегматитовых полей на редкометальную минерализацию

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик () 947804 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 09. 01. 81 (21) 3233869/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет,—

Опубликовано 300782, Бюллетень ¹28

Дата опубликования описания 30.0 82 (и) и. ки.

6 О1 V 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33)УДК 550.84 (088.8) (7?) Авторы изобретения

С.Г.павло и И.С.Москалик (71) Заявитель

Институт минеральных ресурсов Министерства украинской ССР (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ПЕРСПЕКТИВНОСТИ ПЕГМАТИТОВЫХ

ПОЛЕЙ HA РЕДКОМЕТАЛЬНУЮ МИНЕР7ЛИЗАЦИЮ

Изобретение относится к методам поисков редкометального оруденения, локализованного в различных типах пегматитов, и может быть использовано при оценке по енциальной рудоносности пегматитовых полей °

Известен способ оценки перспективности пегматитов на оруденение, основанный на изучении люминесцентных свойств полевых IIIIIcLT0B В этом способе отбирают пробы пород, подвергают их термической обработке в интервале температур от 100 до 1000оС в течение реличного времени и изуча,ют их люминесцентные свойства (1j .

Недостатком этого способа является то, что температуру термообработки образцов выбирают случайно, вследствие чего повышение люминесценции наблюдается не во всех случаях. Кроме того, сравниваемые образцы.пород после обжига находятся в различ.ном физико-химическом состоянии в эави; симости от своего состава, т.е. их состояние не стандартизировано, поэтому выявление и сравнение типоморфных особенностей минералов оказывается недостаточно достоверным.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату. к предлагаемому является способ оценки перспективности пегматитовых полей на редкометальное оруденение, включающий отбор образцов пород, содержащих полевые шпаты, их термообработку, охлаждение, постепенный нагрев и запись кривых термовысвечивания. В этом способе в качестве основного параметра при анализе структурно-геологических особенностей гранитоидных массивов используют коэффициент К, выражающий отношение максимально возможной для данного образца концентрации центров

15 термолюминесценции к реально накопленной светосумме. Для каждого образца измеряют запасенную светосумму (природная термолюминесценция) и максимально возможную светосумму, полученную при рентгеновском облучении предварительно высвеченного до 400оC образца (рентгеновская термолюминесценция), Скорость нагрева при термо высвечивании составляет 0,4 град/с

Сравнительную оценку термолюминесцекции изученных образцов проводят по интенсивности пика 200-220оС, выраженной в относительных едини, цах Г3).

Недостатком этого способа являЗц ется то, что, предусматривая в нем

947804 нормализацию светосуммы, запасаемой, при искусственном облучении (до насы-, щения),используют в качестве параметра ненормированную величину запасаемой в естественных условиях светосуммы, подверженной случайным воздей- 5 ствиям. Это вызывает неконтролируемый разброс вычисляемых характеристических отношений и снижает эффективность метода в случае его применения для раз браковки однотипных генетически близ-10 ких пород, какими являются, в частности, пегматиты. В способе не предусматривается специальной термообработки образцов, однако перед облучением они подвергаются кратковременному прогре-15 ву во время высвечивания естественной светосуммы, что может приводить к их неконтролируемой термической активации, проявляющейся в разной мере для проб, имеющих различный состав. Прогрев до определенной температуры всех проб (400оС) может оказаться для некоторых иэ них достаточным для проявления действия диффуэионно-активационных процессов, а для других (характеризующихся большей энергией активации) зти процессы при .даиной температуре не смогут существенно повлиять на состояние системы дефектных уровней в решетке кристалла. Эти различия будут проявляться в процессе запасания светосуммы при искусственном облучении и последующем ее термовысвечивании, что неизбежно приводит к увеличению разброса величин отношений интенсивностей термолюминесценции, используемых для классификационно-диагностических целей, Цель изобретения — повышение достоверности и сопоставимости результатов

Поставленная цель достигается тем,40 что в способе оценки церспективности пегматитовых полей на редкометальную минералиэацию, включающем отбор образцов пород, содержащих полевых шпаты, их термообработку, охлаждение, 4 иониэирующее облучение, постепенный нагрев и запись кривых термовысвечивания, термообработку каждого образца поводят при температуре, соответствующей температуРе гомогенизации : ) микраклин-пертита для исследуемого образца в течение не менее 20 мин, определяют отношение интенсивностей термовысвечивания в области максимума при 60-70ОС термически обработанных и не подвергшихся обработке образцов и к перспективным относят пегматиты, у которых отношение выше 1,3.

Способ основан на следующих пред- посылках. бО . В гетерогенной системе распавшего-, ся твердого раствора калиевого полевого шпата при повышении температуры происходит диффузия катионов и примесных атомов между областями калиевого и натриевого состава. Такой процесс можно приближенно представить как диффузию иэ постоянного источника.

Если предположить, что диффузия происходит иэ постоянного источника, а интенсивность свечения линейно свявана с количеством продиффундировавшего вещества, то интенсивность термовысвечивания в каждом температурном максимуме можно описать следующим выражением:

3 = Aexp(-Е/2RT), . (1) где I - интенсивность свечения в данном температурном максимуме, А - постоянная, Е - газовая постоянная, Т вЂ” температура отжига, К о

При некоторой температуре То наблюдается скачкообразное резкое увеличение интенсивности термовысвечивания, что соответствует началу процессов гомогенизации и разупорядочения микроклина с более интенсивным обраэованием центров свечения.

Поскольку изменение постоянной Е в формуле (1) связано с началом roмогениэации фаз указанной системы при температурах Т, то эти температуры должны лежать в области ее сольвуса.

При температурах отжига, меньших чем Т, накопление центров свечения, по-видимому, связано только с диффузией катионов с осуществлением обмена между фазами калиевого и катриевоro состава. В условиях, когда температура отжига больше, чем То, происходит увеличение скорости накопления центров в области гомогениэации фаэ распада системы.

Таким образом, выбор стандартных условий для термообработки образцов полевых шпатов может быть проведен на основе учета состава и строения этого минерала, представляющего при низких температурах систему из фаз калиевого и натриевого состава ðàñпавшегося твердого раствора. При высоких температурах она существует в виде гомогенной системы с равномерным распределением по объему кристалла атомов калия и натрия, характерном для однофазной системы.

Распад такой гомогенной системы происходит при понижении температуры до определенных значений, зависящих от соотношения альбитовой и калишпатовой составляющих. Для образца с иэвестным соотношением калия и натрия эта температура может быть определена по фазовой диаграмме составов.

Как было указано, для отожженных проб полевого шпата в области температур (То) гомогенизации рассматриваемой системы происходит резкое увеличение скорости роста запасаемой при облучении светосуммы. При этом степень такого изменения зависит от

947804 кристаллохимических особенностей микроклина данного образца. В связи с этим отжиг проб при температурах, соответствующих в природных условиях началу распада гомогенной системы полевого шпата, происходящего при 5 его постпенном охлаждении после обра.зования, позволяет (в определенной мере) стандартизировать данные по термовысвечиванию, получаемые при сравнении естественных образцов и образцов, подвергнутых термической обработке. Значительное увеличение светосуммы (в 1,5-2 раза), происходящие при такой термообработке, свидетельствует о том, что исследуемые пробы ране@ не испытывали прогрева до температур, лежащих в области сольвуса этой системы, с данным соотношением альбитовой и каливошпатовой составлякщих. Пробы, не дающие заметного увеличения, светосуммы, остающейся на уровне 1-1,2, в природных условиях уже испытали прогрев до температур гомогениэации или выше.

Таким образом, по величинам соотношения светосуммы, полученных для отожженных и естественных образцов, модно проводить разбраковку микроклинов из пегматитов (и других пород) по относительным температурным условиям их формирования (низко- и высо- 30 котемпературные) . Поскольку процессы редкометального рудообраэования в пегматитах определенным образом связаны с температурами образования пегматитовых жил, то указанный признак 35 является косвенным критерием перспективности пегматитов на поиски их редкометальных типов и может быть пред)ложен в качестве дополнительного поискового критерия. 40

Для определения необходимого времени термообработки были приведены опыты по. отжигу серии образцов при одной и той же температуре, заведомо большей Т, но при разном времени от-4 жига. В результате этих опытов было установлено., что это время должно быть не менее 20 мин.

Способ осуществляют следующим образом.

Отбирают пробы в пределах исследуе мых пегматитовых полей иэ горных выработок, скважин, естественных обнажений с учетом возможности минералого-геохимического, петрографического, термо. люминесцентного и другого исследования.

Ф

Пробы изучают по общепринятым методикам, и, в дополнение к ним, предлагаемым термолюминесцентным методом. для определения в микроклине пертита 60 используют химические анализы либо минералого-петрографические исследования. Температуру термообработки Тр (температуру гомогеннзации) определяют по фаэовой диаграмме состояния системы калиевого полевого шпата либо другим известным методом. Исследуемые образцы группируют по близким температурам гомогенизации, затем каждую группу подвергают термообработке при соответствующей температуре в течение не менее 20 мин, далее охлаждают на воздухе до комнатной тем- . пературы. Исследованиями установлено, что скорость охлаждения не оказывает существенного влияния на конечный результат. Термообработанные образцы вместе с их необработанными дубликатами подвергают ионизирующему облучению, например, пучком медленных электронов (с энергией 10-20 кэВ).

Сопоставление термовысвечивания отожженных и неотожженных проб проводят по ниэкотемпературному максимуму, соответствующему 60-70 С. Пробы микроклина, не подвергавшиеся.облучению, обычно не дают пика термовысвечивания при указанной температуре.

Вычисляют величины отношений интенсивности термовысвечивания для термообработанных и необработанных дубликатов образцов микроклин-пертитов. Полученные данные наносят на геологическую карту в местах отбора проб °

На основе статистической обработки этих данных с учетом всех других известных критериев производят оценку перспективности пегматитовых полей.

Способ позволяет. повысить достоверность исследования типоморфных особенностей микроклин-пертитов и, в конечном итоге, достоверность оценки перспективности пегматитовых полей.

Формула изобретения

Способ оценки перспективности пегматитовых полей на редкометальную минерализацию, включающий отбор образцов пород, содержащих полевые шпаты, их термообработку, охлаждение, ионизирующее облучение, постепенный нагрев и запись кривых термовысвечивания, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности сопоставимости результатов, термообработку каждого образца проводят при температуре, соответствункцей температуре гомогенизации микроклинпертита для исследуемого образца в течение не менее 20 мин, определяют отношение интенсивностей термовысвечивания в области максимума при 6070 M термически обработанных и не подвергшихся обработке образцов и к, перспективным относят пегматиты, у которых отношение превышает 1, 3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шавло С.Г. и Москалик И.О.

Влияние отжига на термолюминесценцию

947804

Составитель Э.Волконский

Техред С. Мигунова Корректор lO.Èàêàðåíêo

Редактор H.Ãðèøàíîâà

Заказ 5645/70 Тирам 717 Подписное

RHHHOH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 эблученных микроклинов из дЕгшдтитов

Приазовья.- "Койституция и свойства минералов", 1977, Ф 11, с.72 77.

2. Рокачук Т.А. и др. О тефмолюминесценции полевых шпатов из гранитоидов Западного Забайкалья. "Изв. AH

СССР. Сер. Геологическая", 1972, 9 9, с.97-111 (прототип).