СПОСОБ ОЦЕНКИ СЛЮДОНОСНОСТИ МУСКОВИТОВЫХ ПЕГМАТИТОВ Российский патент 1997 года по МПК G01V9/00 

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано для оценки слюдоносности пегматитовых жил, в том числе глубокозалегающих, при поисково-оценочных работах, детальной разведке и доразведке мусковитовых месторождений.

Известен способ мусковитовых месторождений пегматитового типа, заключающийся в том, что, с целью повышения надежности способа, в отобранных образцах пород или шлихов выявляют плагиоклаз, устанавливают присутствие двухвалентного европия по его свечению в сине-фиолетовой области спектра люминесценции после облучения его ультрафиолетовым излучением, а вывод о наличии месторождения делают на основании установленного факта [1]
Недостатком известного способа является то, что его использование не дает количественную оценку слюдоносности выявленных мусковитовых пегматитов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ поисков мусковитовых пегматитов, включающий отбор проб плагиоклаза, определение по спектрам рентгенолюминесценции концентрации (C) дефектов ионов Ce³⁺, SiO3-4

Mn²⁺, Fe³⁺ в структуре плагиоклаза и при удовлетворении неравенствам судят о наличии слюдоносных пегматитов [2]
Недостатком известного способа является то, что его использование не дает количественную оценку опоискованных контуров мусковитовых пегматитов.

Цель изобретения повышение достоверности качественной и количественной оценки слюдоносности мусковитовых пегматитов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе оценки слюдоносности мусковитовых пегматитов, включающем отбор проб, возбуждение люминесценции оптически активных примесных центров, анализ полученных данных и оценку по полученным данным слюдоносности участка, согласно изобретению, из проб выделяют полевой шпат, измеряют максимальные значения интенсивности фотолюминесценции (J_max) ионов Mn²⁺ и Fe³⁺, находят соотношение этих интенсивностей и при удовлетворении неравенству J_Mn2+/J_Fe3+ > 0,4 делают предварительный вывод о перспективности изучаемого объекта, а затем вычисляют среднее значение содержания забойного сырца по всем пробам по формуле:
C_заб = 19,5•J_Mn2+/Fe³⁺ + 4,8,
где C_заб содержание забойного сырца мусковита, кг/м³,
J_Mn2+ и J_Fe3+ максимальные интенсивности фотолюминесценции ионов Mn²⁺ и Fe³⁺, в услов. ед;
19,5 и 4,8 коэффициенты, рассчитанные эмпирическим путем,
и при C_заб больше 16 кг/м³ оценивают слюдоносность глубокозалегающих пегматитовых жил как промышленную.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что из отобранных проб выделяют полевой шпат, который является как главным породообразующим минералом, так и наиболее чувствительным компонентом горных пород, несущим большую петрогенетическую информацию. Полевые шпаты наиболее ярко отражают процессы преобразования метаморфических пород, процессы рудогенеза, фиксируя их в особенностях состава, структурной упорядоченности, геохимии малых элементов.

Другим отличием является то, что измеряют максимальные значения интенсивностей фотолюминесценции (J_max) ионов марганца (II) в диапазоне 570 ± 40 нм и железа (III) в диапазоне 720 ± 10 нм, эти ионы практически всегда присутствуют в полевых шпатах, а интенсивность фотолюминесценции сильно зависит от их состава, что позволяет использовать ее (J_max) в качестве информативного и экспрессного инструмента в изучении особенностей типоморфизма полевых шпатов в зависимости от слюдоносности и промышленной значимости объектов. Кроме того, используя отношение максимальных значений интенсивностей люминесценции, делают предварительный вывод о перспективности изучаемого объекта и затем рассчитывают содержания забойного сырца для конкретно взятой пробы, а для оценки слюдоносности всей пегматитовой жилы рассчитывают среднее значение этого соотношения из всего количества изученных образцов и по формуле определяют среднее содержание забойного сырца в пегматите, что в конечном счете дает возможность оценить слюдоносность пегматитовых жил как в качественном, так и в количественном отношении.

Анализ известных технических решений показал, что известен способ поисков мусковитовых пегматитов, в котором мусковитовые пегматиты выделяют по одновременной аномальной фотолюминесценции полевого шпата в диапазонах 390 - 440 и 860 880 нм [3]
Однако известное техническое решение не обеспечивает возможность количественного определения запасов промышленных жил путем измерения аномальной интенсивности люминесценции полевого шпата, которое достигается при использовании отличительных признаков заявляемого способа. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень".

Пример осуществления способа.

Всего было исследовано 500 образцов полевых шпатов из пегматитов Гутаро-Бирюсинской слюдоносной провинции (50 образцов), из пегматитов Мамской провинции (100 образцов) и пегматитов Беломорской провинции (350 образцов). Пробы отбирались из керна скважин через 1 м через весь интервал пегматитового тела. Для изучения типоморфных свойств полевых шпатов используют оптический спектрометр.

Для настройки спектрометра и контроля регистрации спектров фотолюминесценции (ФЛ) используют мелкозернистый порошок доломита массой не более 30 мг.

Анализируемые образцы полевых шпатов истирают в агатовой ступке до крупности 0,16 мм. Сыпучую пробу массой 20 30 мг помещают в кварцевую кювету, которую устанавливают в держатель образца спектрометра, включенного и прогретого за 1 ч до съемки. Съемку спектра фотолюминесценции образца производят при комнатной температуре, а вывод спектра осуществляют на самописец. По полученным спектрам вычисляют максимальное значение интенсивностей фотолюминисценции Mn²⁺ (при λ 570 ± 40 нм) и Fe³⁺ (при l 720 ± 10 нм) и находят их соотношение. При значениях J_Mn2+/J_Fe3+ > 0,4 делают предварительный вывод о перспективности изучаемых объектов.

Для оценки слюдоносности всей пегматитовой жилы рассчитывают среднее значение отношения максимальных интенсивностей J_Mn2+/J_Fe3+ из всего количества изученных образцов и определяют среднее содержание забойного сырца в пегматите по формуле C_заб (кг/м³) 19,5 J_Mn2+/J_Fe3+ + 4,8 при коэффициенте корреляции, равном r 0,81.

В табл. 1 приведены данные, определяющие содержание забойного сырца в пегматитовых жилах по заявляемому способу, и сравнение с данными валового опробования. Из данных таблицы видно, что сходимость значений содержаний забойного сырца, определенных по заявляемому способу, с данными валового опробования составляет в среднем 87,4% что соответствует требованиям при определении содержания забойного сырца мусковита.

На фиг. 1 представлены характерные спектры фотолюминесценции полевых шпатов из пегматитов разных промышленных провинций: 1 Мамская, 2 - Гутаро-Бирюсинская, 3 Беломорская. Сравнение этих спектров показывает, что спектры фотолюминесценции полевых шпатов из рудоносных участков пегматитов всегда представлены набором полос с максимумами при λ 720 ± 10 нм и l 570 ± 40 нм, сдвиг пиков в спектрах обусловлен региональной принадлежностью и мусковитоносностью пегматитов.

1 Мамская провинция. Спектр представлен полосами с максимумами при l 720 нм, которые обусловлены фотолюминесценцией ионов Fe³⁺, замещающих ионы Si⁴⁺ в минерале, и при l 555 нм, которые принадлежат ионам Mn²⁺ в полевых шпатах.

2 Гутаро-Бирюсинская провинция. Спектр представлен полосами с максимумами при l 575 нм и l 610 нм, которые обусловлены фотолюминесценцией ионов Mn²⁺, и при l 730 нм, которые обусловлены фотолюминесценцией ионов Fe³⁺
3 Беломорская провинция. Спектр представлен полосами с максимумами при l 570 нм, отвечающими люминесценции Mn²⁺, и при l 710 нм - Fe³⁺.

На фиг. 2 показана зависимость отношения максимальных значений интенсивностей фотолюминесценции ионов марганца (II) и железа (III) (J_Mn2+/J_Fe3+) от содержания забойного сырца и величины запасов и, таким образом, масштабность ослюденения. Как видно из фиг. 2, значения содержания забойного сырца, рассматриваемые как промышленные, соответствуют значениям параметра (J_Mn2+/J_Fe3+) > 0,4.

Использование предлагаемого способа оценки слюдоносности мусковитовых пегматитов жил обеспечивает по сравнению с существующими:
уточнение контура жилы и блоков промышленного ослюденения и определение их мощности;
достижение высокой экспрессности, достоверности и воспроизводимости результатов за счет того, что можно получить информацию о слюдоносности пегматитов по косвенным признакам без прямого нахождения мусковита.

Особо следует сказать о том, что когда в промышленные пересечения попадают "нулевые" пробы, то контуры рудного тела могут быть неоправданно занижены в силу неравномерного ослюденения, оценка "нулевых" проб заявляемым способом может вывести их в разряд промышленных, что приведет к уточнению контуров подсчетных блоков. Производительность может составить 20 40 проб в день.

Основной прирост запасов листового мусковита осуществляется, в основном, за счет поискового, поисково-оценочного и разведочного бурения и связан с глубокозалегающими, не выходящими на дневную поверхность пегматитовыми телами, достоверная оценка которых является актуальной задачей.

Использование: при поисково-оценочных работах, детальной разведке и доразведке мусковитовых месторождений для повышения достоверности качественной и количественной оценки слюдоносности мусковитовых пегматитов. Сущность изобретения: оценку слюдоносности мусковитовых пегматитов производят путем измерения максимальных значений интенсивностей фотолюминесценции ионов двухвалентного марганца и трехвалентного железа в пробах полевого шпата, при удовлетворении неравенству J_Mn2+/J_Fe3+ > 0,4 делают предварительный вывод о перспективности изучаемого объекта, вычисляют по формуле среднее значение содержания забойного сырца и при C_заб.>16 кг/м³ оценивают слюдоносность пегматитовых жил как промышленную. 2 ил., 1 табл.

Способ оценки слюдоносности мусковитовых пегматитов, включающий отбор проб, возбуждение люминесценции оптически активных центров, анализ полученных данных и оценку по полученным данным слюдоносности участка, отличающийся тем, что из проб выделяют полевой шпат, измеряют максимальные значения интенсивности фотолюминесценции (J_m a x) ионов Mn^2 + и Fe^3 +, находят соотношение их интенсивностей и при удовлетворении неравенству J2+Mn

/J3+Fe > 0,4 делают предварительный вывод о перспективности изучаемого объекта, затем вычисляют среднее значение содержания забойного сырца по всем пробам по формуле
C_заб. = 19,5•J2+Mn/J3+Fe + 4,8,
C_з а б содержание забойного сырца мусковита, кг/м³;
J2+Mn и J3+Fe - максимальные интенсивности фотолюминесценции ионов Mn^2 + и Fe^3 + в условных единицах;
19,5 и 4,8 коэффициенты, рассчитанные эмпирическим путем,
и при C_{з а б .} больше 16 кг/м³ оценивают слюдоносность пегматитовых жил как промышленную.