СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПА ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО ОРУДЕНЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК G01V9/00 

Изобретение относится к области геохимии и минералогии и может быть использовано в практике минералого-геохимических поисков и оценки формационной принадлежности гидротермального оруденения областей континентального вулканизма на ранних этапах поисковооценочных работ.

Известен способ определения типа гидротермального оруденения по концентрациям различных парамагнитных центров (ПЦ) Mn²⁺, Gd³⁺, O-2

, F^- в монокристаллах флюорита (Кувшинова К.А. и др. Изучение типоморфных свойств флюорита и парагенных минералов в прогнозно-поисковых целях методом ЭПР, ВИМС. Отчет по договору N 202, Москва, 1989).

Способ недостоверен в районах сложной металлогении при необходимости выделения уран-молибденового, эпитермального кварц-золоторудного и других гидротермальных типов оруденения, связанных с областями развития континентального вулканизма.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к данному предложению является способ определения типа гидротермального оруднения, включающий отбор мономинеральных проб флюорита в контурах радиогеохимических аномалий, определение в них парамагнитных центров O-2

, Gd³⁺, Mn²⁺, и отбор геохимических проб коренных пород в контурах геохимических аномалий, и по наличию типов парамагнитных центров судят о типе гидротермального оруденения (Ставров О. Д. Горячкина О.О. Современные физические методы в поисковой минералогии. Сборник научных трудов ВИМСа. М. 1988, с. 44 49 прототип).

Однако способ недостоверен в области развития и совмещения оруденения различных формационных типов, кроме того, способ предназначен преимущественно для определения оловорудной формации, а также отдельных минеральных типов оруденения внутри данной формации, развитых в гранитоидных массивах.

Цель изобретения повышение достоверности определения типа гидротермального оруденения в областях континентального вулканизма, включая районы развития гипергенных процессов, где телескопируются в единых структурах уран-молибденовая, полиметаллическая, кварц-барит-флюоритовая, эпитермальная кварц-золоторудная и др. типы гидротермальной минерализации.

Цель достигается за счет того, что согласно способу определения типа гидротермального оруденения, включающему отбор мономинеральных проб флюорита в контурах радиогеохимических аномалий, определение в них парамагнитных центров O-2

, Gd³⁺, Mn²⁺, и отбор геохимических проб коренных пород в контурах геохимических аномалий, и по наличию видов парамагнитных центров судят о типе гидротермального оруденения, дополнительно определяют в мономинеральных пробах флюорита парамагнитные центры O3-2,, Q, Z, где Q - парамагнитный центр, характеризующийся линией поглощения в низких магнитных полях, при радиоспектрическом параметре q 4; Z парамагнитный центр, характеризующийся линией поглощения в магнитных полях при радиоспектрическом параметре q 2, и в геохимических пробах содержание анионногенных компонентов F B CO₂, а о типе гидротермального оруденения судят по проявлению в мономинеральных пробах флюорита концентраций парамагнитных центров и по величине соотношения произведения кларков концентраций анионогенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах. При этом при величине соотношения кларка концентраций анионогенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах от 0,1 ^oC 12 и концентраций парамагнитных центров во флюоритах O-2 и O3-2 выделяют уран-молибденовый тип оруденения, при величине соотношения кларков концентраций анионогенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах от 7 ^oC 20 и концентраций парамагнитных центров во флюоритах Gd³⁺ и Z выделяют полиметаллический (Pb Zn) тип оруденения, при величине соотношения кларков концентраций анионогенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах от 100 ^oC 200 и концентраций парамагнитных центров во флюоритах Gd³⁺ кубической симметрии выделяют кварц-барит-флюоритовый тип оруденения, при величине соотношения кларков концентраций аниогенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах от 2 ^oC 80 и концентраций парамагнитных центров во флюоритах Q выделяют эпитермальный кварц-золото-рудный тип оруденения, при величине соотношения кларков концентраций аниогенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах от 800 ^oC 3000 и концентраций парамагнитных центров во флюоритах Mn²⁺ выделяют касситерит-грейзеновый тип оруденения.

Установлена зависимость концентраций различных парамагнитных центров (ПЦ): Gd³⁺, Mn²⁺, O-2

, O3-2, Q и Z в мономинералах флюорита от типа гидротермального оруденения (с которыми ассоциируют эти флюориты) областей континентального вулканизма, причем ПЦ Gd³⁺ и Mn²⁺ - образованы соответственно примесными центрами трехвалентного гадолиния и двухвалентного марганца, замещающими ионы кальция в структуре флюорита, ПД O-2 и O3-2 кислородные центры, первый из которых состоит из молекулы О₂, захвативший электрон, которых в избытке в связи с радиоактивным распадом, стабилизированный катионами, вакансиями катионов или другими дефектами с дефицитом положительного заряда. Второй центр O3-2 представляет собой пару ионов кислорода, занимающих самостоятельное структурное положение двух F^-, захвативших дырку O33 = O-2+O^-.. ПЦQ отвечает линиям поглощения в низких магнитных полях при радиоспектроскопическом параметре q 4, ПЦ^z соответствует линиям поглощения, наблюдаемым лишь при радиоспектроскопическом параметре q 2,0.

Доказана следующая зависимость концентраций парамагнитных центров во флюоритах: так флюориты уран-молибденового типа оруденения характеризуются концентрацией кислородных парамагнитных центров O-2

и O3-2 флюориты полиметаллического (Pb Zn) типа оруденения характеризуются концентрацией парамагнитных центров Gd³⁺ и Z; флюориты собственно кварц-барит-флюоритового оруденения характеризуются парамагнитными центрами лишь Gd³⁺ кубической симметрии; флюориты касситерит-грейзенового типа оруденения характеризуются парамагнитными центрами Mn²⁺; флюориты эпитермального кварц-золоторудного типа оруденения характеризуются парамагнитными центрами Q.

Сущность способа заключается в следующем.

1. Отбирают геохимические пробы и мономинеральные пробы флюорита с поверхности коренных пород или подземных горных выработок и керна буровых скважин в пределах геохимических или радиогеохимических аномалий. Геохимические пробы отбирают в одном сечении эпицентра аномалий с учетом известного состава пород и гидротермальных изменений. Пробы флюорита отбирают со всей площади аномалий, привязывая их к рудным стадиям (этапом) гидротермального процесса.

2. Геохимические пробы измельчают до 200 меш и определяют в них ионометрическим методом содержания F, B и титраметрическим методом - СO₂.

3. Определяют по известной методике кларки концентраций (кк) F, B в этих пробах с учетом известного состава пород:

среднее содержание компонента в пробах;
к кларк компонента в горной породе.

4. Определяют среднюю величину соотношения произведений кларков концентраций к углекислоте:

5. В отобранных мономинеральных пробах флюорита (навеска 100 млг. крупность 0,25 + 0,1 мм) определяют методом электронно-парамагнитного резонанса (ЭПР) концентрацию различных парамагнитных центров (ПЦ): Gd³⁺, Mn²⁺, O-2

, O3-2, Q, Z.

Для этого снимают спектр ЭПР исследуемых проб, определяют площадь под кривой линии поглощения определенного ПЦ и путем сравнения с аналогичной линией поглощения для эталонного образца и определяют содержание выявленного парамагнитного центра в данной пробе флюорита.

6. По наличию и величине концентрации парамагнитных центров в мономинеральных пробах флюорита и по величине отношения произведения кларков концентраций анионогенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах судят о типе гидротермального оруденения.

П р и м е р 1. В одном из районов Южного Приаргунья Забайкалья с гранитоидах фундамента была вскрыта тектоническая зона с признаками полиметаллической, уран-молибденовой и флюоритовой минерализаций. В пределах сопровождающих их геохимических аномалий было отобрано вкрест простирания этой зоны 22 геохимические пробы с учетом известного состава коренных пород и взятие по всей площади аномалий четырех мономинеральных проб флюорита навеской в 100 млг. каждая, предварительно истертых до крупности 0,25 + 0,1 мм.

Геохимические пробы истирают до 200 меш и определяют в них содержание анионогенных компонентов: F ионометрическим методом, В ионометрическим методом, СО₂ титраметрическим методом. Среднее содержание () указанных компонентов в пробах составили, вес. F 0,10, B 0,0015, CO₂ 1,24. Состав пород в данном примере имеет кислый состав. Кларки (к) F и B в кислых породах соответственно составляют (вес. ): 0,08 и 0,0015. Далее определяют кларки концентраций (кк) компонентов F и В в этих пробах:


и величину соотношения произведения кларков концентраций F и В к СО₂ в них:

Далее берут ампулу с навеской из мономинеральной фракции флюорита (вес 100 млг, крупность 0,25 + 0,1 мм) стандарта СЕ-1 (входящего в набор отраслевых стандартов ОСО1 82 5 82 ЭПР), помещают ее в спектрометр и снимают спектр методом электро-парамагнитного резонанса (ЭПР) центра. Коэффициент усиления спектрометра К_c 10 x 10⁴, измеренная величина амплитуды реперной линии стандартного образца I_c 40 мм. Затем помещают в спектрометр ампулу с навеской из мономинеральной фракции пробы флюорита (исследуемого образца) и снимают спектр методом ЭПР. Режим съемки спектра: мощность СВЧ не менее 2 мВт, амплитуда модуляции 2 го, диапазон развертки 500 го. При этом реперные линии спектра соответствуют центрам O-2

и O3-2. Измеренная величина амплитуды реперных линий при коэффициенте усиления спектрометра К_ИС 10 x 10⁴ составляет: 13 мм, и 10 мм.

Концентрация излучаемых ЭДЦ (усл. ед.) составляет

где C_ЭДЦ содержание измеряемого центра (усл. ед.);
N 41 содержание -центра в стандартном образце СЕ 1 (усл. ед.);
K_с(ИС) коэффициент усиления при записи спектров стандартного и исследуемого образцов.

I_c(ИC) амплитуда реперных линий -центра в стандартном образце и ЭДЦ в исследуемом образце (мм)
Среднее содержание С_ЭДС центров O-2

и O3-2 в мономинеральных пробах составили 10 усл. ед. 5 усл. ед.

Полученные результаты соотношения произведения кларков концентраций анионогенных компонентов к углекислоте (F, B к CO₂) в геохимических пробах сравнивают с содержанием концентраций парамагнитных центров в мономинеральных пробах флюорита. В данном примере геохимические ореолы со слабо проявленной гидротермальной минерализацией, поскольку они не выходят за пределы граничных значений величины кк (кк 1,01 при значении 0,1 + 12) и парамагнитные центры во флюоритах присутствуют лишь в виде O-2

и O3-2- относятся к уран-молибденовому типу.

П р и м е р 2. В пределах Южного, Приаргунья, Чаткало-Куреминской зоны Средней Азии, а также в северо-восточной части МНР было проведено опробование 6-ти радиоактивных аномалий неясного генезиса и 15 геохимических аномалий с признаками полиметаллической, золоторудной, кварц-касситеритовой и флюоритовой минерализации, часто сопровождающихся ореолами урана. Всего было отобрано с поверхности коренных пород и керна буровых скважин и проанализировано на содержание в них Г, В, СО₂ более 475 геохимических проб. Также в пределах радиоактивных и геохимических аномалий было отобрано 90 мономинеральных проб флюорита навеской от 100 млг до 300 млг и более.

По схеме примера 1 было определено в геохимических пробах соотношение произведения кларков концентраций компонентов Г, В, к СО₂ и методом ЭПР в пробах флюорита были определены концентрации парамагнитных центров.

Результаты анализа приведены в таблице, из которой видно:
объекты 1 5 (согласно порядковым номерам таблицы) относятся к уран-молибденовому типу гидротермального оруденения, поскольку величина соотношения произведения кларков концентраций компонентов к углекислоте F, B, к СО₂ заключена в пределах 0,1 ^oC 12, а из парамагнитных центров во флюоритах (ПЦ) присутствуют лишь кислородные центры вида O-2

и O3-2;
объекты 6 8 относятся к барит-кварц-флюоритовому типу оруденения, поскольку величина соотношения произведения кларков концентраций анионогенных компонентов к углекислоте заключена в пределах от 100 до 200, а из парамагнитных центров во флюоритах (ПЦ) присутствуют Gd³⁺ в кубической симметрии;
объекты 9 13 относятся к полиметаллическому (Pb Zn) типу оруденения, поскольку величина соотношения произведения кларков концентраций аниогенных компонентов к углекислоте заключена в пределах 7 ^oC 20, а из парамагнитных центров во флюоритах (ПЦ) присутствуют два центра вида Gd³⁺, Z.

Объекты с 14 по 18 относятся к касситерит-грейзеновому типу оруденения, поскольку значения лежат в пределах 800 ^oC 3000, а из ПЦ присутствуют лишь центры вида Mn²⁺.

Объекты с 19 по 21 относятся к эпитермальному кварц-золоторудному типу оруденения, поскольку значения лежит в пределах 2 ^oC 80, а из ПЦ во флюоритах присутствуют лишь центры вида Q.

Таким образом, способ позволяет повысить достоверность определения типа гидротермального оруденения в районах со сложной металлогенией области континентального вулканизма. Способ повышает эффективность определения типа гидротермального оруденения за счет локализации рудоперспективных площадей и снижения объема горно-буровых работ.

(57) Использование: в практике минералого-геохимических поисков и оценки формационной принадлежности гидротермального оруденения областей континентального вулканизма на ранних этапах поисково-оценочных работ. Сущность изобретения: отбирают геохимические пробы и мономинеральные пробы флюорита с поверхности коренных пород или подземных горных выработок и керна буровых скважин в пределах геохимических или радиогеохимических аномалий. В геохимических пробах определяют содержание анионногенных компонентов - F - B - CO₂, в мономинеральных пробах - парамагнитных центров O-2

, Gd³⁺, Mn²⁺, O3-2, Q, Z и по проявлению в мономинеральных пробах флюорита концентраций парамагнитных центров и по величине соотношения произведения кларков концентраций анионногенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах судят о типе гидротермального оруденения. 1 с. и 5 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ определения типа гидротермального оруденения, включающий отбор мономинеральных проб флюорита в контурах радиогеохимических аномалий, определение в них парамагнитных центров O^- ₂, Gd³⁺, Mn²⁺ и отбор геохимических проб коренных пород в контурах геохимических аномалий и суждение о типе гидротермального оруденения по наличию видов парамагнитных центров, отличающийся тем, что дополнительно определяют в мономинеральных пробах флюорита парамагнитные центры O3-2

, Q, Z, где Q парамагнитный центр, характеризующийся линией поглощения в низких магнитных полях при радиоспектрическом параметре q 4, Z парамагнитный центр, характеризующийся линией поглощения в магнитных полях при радиоспектроскопическом параметре q 2, и в геохимических пробах содержание анионогенных компонентов F-B-CO₂, а о типе гидротермального оруденения судят по проявлению в мономинеральных пробах флюорита концентраций парамагнитных центров и по величине соотношения произведения кларков концентраций анионогенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при величине соотношения произведения кларков концентраций анионогенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах 0,1 12 и концентрации парамагнитных центров во флюоритах вида O-2 и O3-2 выделяют уранмолибденовый тип оруденения. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при величине соотношения произведения кларков концентраций анионогенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах 7 20 и концентрации парамагнитных центров в флюоритах вида Gd³⁺ и Z выделяют полиметаллический (Pb Zn) тип оруденения. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при величине соотношения произведения кларков концентраций анионогенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах 100 200 и концентрации парамагнитных центров во флюоритах вида Gd³⁺ бикубической симметрии выделяют кварц-барит-флюоритовый тип оруденения. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при величине соотношения произведения кларков концентраций анионогенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах 2 80 и концентрации парамагнитных центров во флюоритах вида Q выделяют эпитермальный кварц золоторудный тип оруденения. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при величине соотношения произведения кларков концентраций анионогенных компонентов к углекислоте в геохимических пробах 800 3000 и концентрации парамагнитных центров во флюоритах вида Mn²⁺ выделяют касситерит-гнейзеновый тип оруденения.