Способ оценки совершенства кристаллического строения минералов Советский патент 1984 года по МПК G01N27/00 

гв

fp

tee

ев

CffC.% Фи f

Изобретение относится к минералогии и может быть использовано для оценки степени раскристаллизации минералов, например кварца, при изучении их разновременных генераций и фракций различной глубинности и температуры минералообразования.

Известен способ оценки атомной структуры минералов по данным дифракции рентгеновских лучей, в котором исследуемый минерал облучают с помощью рентгеновского источника и регистрируют рентгеновское излучение, дифрагированное на кристаллическом объекте, по которому устанавливают атомную структуру минерала, ее размеры, форму и получают координаты базисных атомов структуры 1.

Однако способ трудоемок и требует больших затрат времени.

Наиболее близким к изобретению является способ оценки совершенства кристаллического строения минералов, при котором измеряют параметры изучаемого и эталонного образцов и по полученной степени совершенства кристаллического строения эталонного образца от измеряемых параметров оценивают степень совершенства кристаллического строения исследуемого образца. j По известному способу оценку совершенства кристаллического строения (СКС) производят по степени диф фузности рентгеновской дифракционной линии (2354). Для измерения упомянутого параметра снимают порошкограмму изучаемого и эталонного обраца, затем на микрофотометре получаю регистрограмму дифракционной линии (2354) вдоль оси углов дифракции для изучаемого и эталонного образца:, после чего по отношению полуширины линий эталонного и изучаемого образцов находят относительную сте пень СКС 2.

V

Однако известный способ измерени СКСтрудоемок, так как занимает много времени, усложняет процесс измерения и делает его малодоступным для широкого круга исследователей.

Целью изобретения является повышение производительности труда, т.е. экспрессности и упрощения измерений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу оценки совершенства кристаллического строения ми} ералов5 при котором измеряют параметры изучаемого и эталонного образцов и по полученной степени совершенства кристаллического строения эталокного образца от измеряеIfbrx параметров оценивают степень совершенства кристаллического строения исследуемого образца, в качестве ргзмеряемого параметра используют остсТочное электрическое сопротивление эталонных образцов различного генезиса, определяют зависимость совериенства кристаллического строения (СКС) минералов от этого параметра, измеряют остаточное электрическое согфотивление исследуемого образца минерала и по ним судят о степени совершенства кристаллического строения исследуемого образца.

Способ основан на том, что, как известно, ширина дифракционного максимума, по которой оценивается СКС эталонных образцов, определяется концентрацией точечных дефектов, линейных и плоскостных дислокаияй. В -ТО же время электропроводность минералов, например диэлектриков, слабо зависит от физических дефектов кристатшической структуры, т.е. раз личного рода дислокаций. Поскольку точечные дефекты могут быть как в виде примесных конов, так и в виде ионов основкого вещества в междуузлиях решетки, а остаточное электрическое сопротивление не зависит от концентрации примеси, то связь СКС к остаточного электрического сопротивления определяется количеством основных ионов в междуузлиях, а следовательно, степенью раскристаллизаиии вещества. Поэтому стало возможным значительный по времени и сложности процесс- оценки СКС по ширине дифракционного максимума зй-мекить более экспрессным и простым измерением остаточного электрического сопротивления образцов минерала.

На фИд. 1 изображена зависимость велг5Ч11ны СКС в процентах от величины остаточного электрического сопротивле1шя ( ) образцов кварца различньж месторождений, на фиг. 2 зависимость начального электрического сопрошвленкя (RJ.J) от суммарной кокцентрации примесей С % в жильном кварце исследованного рудного ПОЛЯ, на фиг. 3 - зависимость R от суммарной концентрации примесей в жильном кварце исследованного рудного поля; на фиг. 4 - устройство для реализа1 ии способа. Оценка СКС по предлагаемому способу проводится следующим образом. На образцах кварца с известной СКС, подобранных из генетически различных групп месторождений от низкотемпературных скрытокристаллических образований (агат, халцедон) до высокотемпературных кварцев из пегматитовых жил измеряют величину остаточного электрического сопротивления и определяют зависимость величины СКС от величины остаточного электрического сопротивления. При измерении К,.„ ток через образец фиксипуют истт через две минуты после включения н напряжения. Получаем кривую, изображенную на ||иг. 1. Левая часть кривой соответствует скрытокристаллическим образованиям, правая часть кривой - совершенным кристаллам гидротермальных месторождений. Затем на исследуемых образцах кварца, при прочих равных условиях (напряжение питания, температура, время измерения и т.д.) измеряют остаточное электрическое сопротивление и по найденной зависимости (фиг. 1) определяют -величину СКС. Приведенная на 4иг. 2 зависимость начального электрического сопротивления от суммарной концентрации примесей в жильном кварце отражает общепризнанный факт определяющего влия ния концентраисии примесей на величину R ц (коэффициент корреляции г 0,66). Остаточное электрическое сопротив ление, как следует из фиг. 3, практически не зависит от концентрации примесей (коэффициент корреляции г 0,35). Поэтому связь .RQ,, и СКС определяется лишь количеством основных ионов в междууалиях решетки, а следовательно, степенью раскристал лизации минерала. Устройство для реализации способа содержит источник питания 1 постоянного тока, электрометрический усилитель 2 с входньгм сопротивлением R-gi ключ 3, реле 4 времени, образец 5. 16 4 Оценку СКС минералов производят следуюпщм образом. Сначала на образцах 5 кварца, взятых из различных генетических групп месторождений, с известной СКС, измеряют величину остаточного электрического сопротивления ( Остаточное электрическое сопротивление определяют как отношение напряжения источника питания 1, приложенного к образцу 5 при замыкании ключа 3, к величине тока через образец 5. Ток через образец 5 измеряется электрометрическим усилителем 2, по величине падения напряжения на эталонном сопротивлении R- . При измерениях необходимо, чтобы . RgT- звестно, что ток через диэлектрик спадает во времени от момента включения, стремясь к стационарному значению. Сопротивление, полученное от деления напряжения источника питания 1 на стационарное значение тока, называют остаточным сопротивлением диэлектрика. В наших опытах с кварцем значение тока, близкое к стационарному, устанавливается через две минуты после подачи напряжения на образец 5. По известным величинам СКС и результатам измерения остаточного сопротивления образцов различного генезиса строим зависимость СКС от R , которая является градуировочным графиком. Далее, для оценки СКС произвольно взятого образца 5 кварца, измеряют его остаточное электрическое сопротивление. По измеренной величине остаточного электрического сопротивления, используя градуировочный график зависимости СКС от РОСГ определяют величину СКС исследуемого образца. Таким образом, оценка СКС минералов предлагаемым способом по сравнению с известным, время по которому составляет несколько часов, уменьшает время измерения до двух минут, делает измерения более простыми и доступными, что позволяет производить массовые измерения СКС при прогнозной оценке месторождений по этому параметру, и в конечном счете, повышает эффективность разведочных работ.

tf

см Фиг. 2

СПОСОБ ОЦЕНКИ СОВЕРШЕНСТВА КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ МИНЕРАЛОВ, при котором измеряют параметры изучаемого и эталонного образцов и по полученной степени совершенства кристаллического строения эталонного образца от измеряемых параметров оценивают степень совершенства кристаллического строения исследуемого образца, отличающийс я тем, что, с целью увеличения производительности труда, в качестве измеряемого параметра используют остаточное электрическое сопротивление эталонных образцов различного генезиса, определяют зависимость совершенства кристаллического строения материалов от этого параметра, Q 9 измеряют остаточное электрическое сопротивление исследуемого образца (Л минерала и по ним судят о степени совершенства кристаллического строения исследуемого образца. «я V ч, «с I. :л 35

I 1

RocmLOf cM

Фиг.З

A

-I1 чI IK