Способ оценки перспективности скарнов на вольфрамовое оруденение Советский патент 1984 года по МПК G01V9/00 

« Изобретение относится к минерал го-геохимическим методам поисков скарново-шеелитовых месторождений, Скарны широко распространены в природе,, скарновые месторождения представляют генетически четкую группу., имеющую важное промышленное значение с Скарны это высокотемпературные метасоматические зональные образования, сложенные кальциевыми магниевыми, железистыми и марганцевыми силикатами и алюмосиликатами, сформированные при взаимодействии карбонатной и алюмосиликатной сред в приконтактовой области интрузивов или в зонах инфильтрации трансмагма тических флю1-щоз9 вызываюг1нх региональную гранктизациго. По составу исходных пород, на базе которых формировались скарны, вьщеляются три их формации: известковоскарновая, магнезиальноскарновая и формация апоапюмосиликатНых скарнов. Известковоскарновая формация, представлена скарнами, образованным по известнякам и (или) калы итовьп мрамором. К формации апоалгомосиликаттгых скарнов относятся инфильтрационяые эядоскарны, образованные вн видимой связи с карбонатными порода ми. Магнезиальноскарновая формация включает скарны, образованные по карбонатным породам магнезиального состава (ШС более 14%), Характерно особенноптьн) магнезиальньк скарнов является то, что в nocTMarMaTtnecк -зй этап в результате интенсивкого инфильтрационного метасоматоза по НИМ развиваются известковые скарны В связи с этим в магнезиальноскарио вой формации выделяются собственно магнезиаггьные скарны и известковые апомагнезиальные - замещающие их, В доломитовых контактах послемагматическое оруденение часто сосредото чено именно в известковых апомагнезиальньк скарнах. К скарнам ириурочены крупные рудные месторождения, в том чнгле и вольфрамовые, главный рудньй ьшнерал в которых - шеелит (CaWO)« Примерно половина запасов и добычи вольфрама приходится на долю месторождений шеелитоносных скарнов э значительная часть из кото рых относится к магнезиальное к ар новой формации. Известен способ прогнозной- оценки скарноз на вольфрамовое орудене 85 , основанный на определении кисниелотно-щелочности постмагматических растворов по константе равновесия сосуществующих пироксена и граната. Способ включает отбор проб из скарнов, определение парагенетических соотношений пироксена и граната оптическим методом, вьщелекие монофрггкций пироксена и граната и определение их железистости. Последнюю определяли по показателям прелоютения и рентгенометрически с точностью +1-2%, Затем определяли константу равновесия пироксена и граната по формуле м-|ьс ;:и-н -константа равновесия пироксена и граната -железистость пироксена -железистость граната. На известных скарново-шеелитовык мес торождениях Кр 2-40. Таким образом, формирование вольфрамового оруденения во всех случаях происходило в условиях фаций повышенной кислотности. Различие в величине Кр отражается и на концентрации вольфрама в скарнах, С увеличением константы равновесия пироксена и граната (Кр) возрастает среднее содержание триокиси вольфрама в рудах некоторых скарново-шеелитовык месторождений 1. Однако для получения константы равновесия К™ необходимо точное определение железистости сосуществующих пироксена и граната. Определение железистости по коэффициентам светопреломления и рентгенометрически является трудоемким и недостаточно точным. Ввиду сложного состава скарновых пироксена (диоксид-геденбергит-йохансенит-чермакит-эгирин) и граната (гроссуляр-андрадит-шорломит- . -скиагит-пираЛьспиты) надежное определение их железистости возможно только при получении точных данных хим1-гческого анализа о содержании в них fe, Mtr, , А1, что также достаточно трудоемко и неэкономично , Сложньш и неоднозначно решаемым вопросом является установление парагенетичности пары пироксен-гранат, так как даже при теснейшем сонахождении они могут принадлежать к раэ. иым стадиям м нералообразования. Для доказательства парагенетичности необходимы детальные оптические исследования. Данный способ не учитывает также принадлежность скарнов к известковой или магнезиальной формации, сосуп1ествуюпих пироксена и граната к ранним или поздним генерациям. В связи с этим достоверность данного способа прогнозной оценки скарнов на вольфрамовое оруденение не всегд подтверждается. Наиболее близким для данного тех нического решения является способ оценки перспективности скарнов на вольфрамовое оруденение по составу граната, а именно по содержанию андрадитового и гроссулярового комкоментов. Способ включает отбор проб из скарнов, выделение монофракций гранатов, определение i-tx химического (Мп, Мб, Ге, F , Са, Ti, А1) и компонентного состава Процентное содержание андрадита и гроссуляра рассчитывают по кристаллохимической формуле согласно данным химического анализа. Менее точно Состав граната определяют по показателю преломления и параметрам элементарной ячейки. Гранаты с соде жанием андрадита менее 40-50% харак терны для скарново-шеелитовых место рождений, а d содержанием андрадита более 60-70% - для железорудных и пол№ еталлических. Известный способ оценки скарнов на вольфрамовое оруденение менее тр доемко, так как используются особен ности состава только одного минерала - граната 2J . Однако его достоверность во многих случаях не подтверждается. Это связано с тем, что анализ особенностей гранатов проводится без их генераций (на всех месторождения ранние гранаты, как правило, гроссу ляровые, а поздние - существенно андрадитовые и обычно зональные) и формационной принадлежности скарнов Для известковых скарнов магнезиальноскарновой формации известный спос оценки не может быть.применен, так как в поле гранатов, по компонентно му составу соответствующих вольфрановому оруденению,-попадают гранаты безрудных скар} ов, редкометальных, полиметаллических железорудных и месторождений. Цель изобретения - повьгаение достоверности способа прогнозной оценки скарнов на вольфрамовое оруденение. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу оценки перспективности скарнов на вольфрамовое оруденение,включающему отбор проб, выделение монофракций гранатов, определение в Hvrx содержаний Мц, Mg% Ге, Ге, Са, содержания указанных химических элементов определяют в гранатах ранних генераций известковых скарнов магнезиальноскарновой формации, для которых определиют Мп значение отношения или свыше его величине, равной судят о перспективности скарнов вольфрамовое оруденение. Мп + При значении равном определяют величины отношении Са , а заключение о перспективности скарнов на вольфрамовое орудекение делают при значениях отно ::г , равном ИЛИ свыше 0,04, и , равном или свыше 0,53. Способ, основан на систематическом исследовании гранатов ранних генераций скарноворУдных образований и безрудных. известковых скарнов магнези- альноскарновой формации Приладожья с использованием известных данных по аналогичным гранатам магнезиальноскарновых месторождений меди, полиметаллов и железа других регионов. В результате исследования гранатов ранних генераций установлена,корреляцио;4ная связь мехду составом пир альспитового компонента (пиропом, альмандином, спессартином) и минеральным типом ассоциирующегося оруденения. гранаты ранних генераций из шеелитоносных известковых скарнов магнезиапьноскарновой формации имеют повьшенные содержания марганца и более + „ Мо высокие значения отношении FeJМ-лпо сравнению с аналогичТГС а гранатами иных скарноворудных ными месторождений и безрудных скарнов. Характер1п 1е особенности состава гранатов ранних генераций скариовых месторождений магмезиальноскарновой фор нации представлены в табл. 1. Из табл. 1 видно, что гранаты генераций рудоносных в отношении вольфрама скарнов достаточно четко отличаются от такозых редкометааьнэоловянных, железорудных, полиметап лических месторождений и безрудных скарнов по величинам отношений Mh ч- Ре МП е УказанMg- Са ная закономерность иллюстрируется гистограммами распределения гранатов магнезиальноскарновьк месторождений „ Мп 4- fe по величинам отношенчи приведенными на чертеже где I вольфрамовые месторождения, 1Г - рйдкометально-оловянные. 111 - железорудные J IV меди и полимет;ш лов, - безрудные скарны, W (частота встречаемости в %. В интерМо -f- 0, валы 19-20 OjS-lcjO отношений включены также гранаты, тшеющие и большие значения данных отношений, Методами дисперсионного анализа уста.новлено, что различия по величянам указанных отношений между вольфрамовыми, редкометально-оловянныьог, железорудными к полиметаллическИ1 И месторождениями 3Ha4№ibf, Нижние и верхние границы 95%-ного доверительнего интервала средних значений индикаторных отношений для сравни ваемых групп месторождений приведены в табл. 2..

Верхняя граница 95%-ного доверительного интервала средних значений индикаторных отношений для вольфрамовых месторождений не имеет пределов в связи с установленной тенденцией (в зависимости от интенсивности оруденения) увеличения числителя и уменьшения знаменателя до нуля в данньсс отношениях.

Повышенная марганцевистость и сравнительно низкая степень окисленности жеглвза в гранатах ранних генераций скарново-шеелитовых месторож 1

их высокоглиноземистых разностей (гранат, везувиан, эпидот и др.) в контакте с карбонатными породами, отсутствие эндоскарновых образований в гранитах и экзо-зидоскарновых изменений в контактах, прорывающих известковые скарны, аплитов; большая мощность зон высокоглиноземистых (гранат, везувиан и эпидот) разностей известковых скарнов; присутствие в реликтах типоморфньж минералов магнезиальных скарнов - фассаита, шпинели, форстерита, флогопита паргасита, хондродита и др,

Способ реализуется ,утощим образом.

Пример 1, Скарновое проявление Яккима-1 (С-З Приладожье) пред856дений магнезиальной формации свидетельствуют о резком возрастании кислотности растворов (так как марганец более слабое основание, чем магний) и лонижении окислительного потенциала в стадию известковоскарноного замещения магнезиальных скарноз как благоприятных условий длй последующего вьщеления шеелита, Следовательно, значение отношений, отлячающихся по основности компонентов ( У//,} Мп Ре г7:1 Ti+ входящих в пи ральспитовую составляющую гранатов, являются индикаторами кислотностищелочности условий при их образовании и служит критерием оценки перспективности известковых скарнов магнезиальноскарнозой формации на вольфрамовое оруденение. Для определения принадлежности иccлeдye a x известковых скарнов к магиезиальноскарновой формации используют один из следующих критериев: абиссальные условия скарнообразования (сканирование известняков в данной фации глубинности невозможно) магнезиальный состав карбонатньк пород во внешних частях скарновых тел| вторичное метасоматическое происхождение кальцитовых (аподоломитовых) мраморов (их типоморфйзм крзттнозернистость, осветленность, рассыпчатость, реликты доломита и магнезиальных минералов) J признаки . скарнообразования магматического этапа (скарны известковоскарновой формации образуются только в постмагматический этап) - наличие незональных обломков скарнов в гранитах и

ставл,ено везувианоиыми, пироксен-гранатовыми и гранат-пироксеновыми скарнами и апоскарновыми кварцевыми метасоматитами, относящимися к магМезиальноскарновой формации в связи с наличием реликтов форстерита, присутствием высокомагнезиального везувиана (Mrf 2%) и преимущественным распространением в данном районе мраморов магнез1.,1льного состава.

Из наименее измененных мелкосреднезернистых разностей известковых скарнов были отобраны штуфные пробы, вес которых определялся в зависимости от содержания граната и составлял 0,001-1,0 кг. При этом главное требование к методике отбора проб заключается в выборе и опробовании участков наименее измененных мелкосреднезернистых разностей скарнов. Так же (что и подтвердилось опытным путем с применением количественного минералогического анализа и оптических исследований) отбирались пробы скарнов, содержащие преимущественно гранаты ранних генераций. Густота сети и глубина опробования, так же как и количество проб, на конечные результаты не влияют. Состав граната ранней генерации оказался достаточно вьщержанным и степень достоверности прогнозной оценки скарнов не изменяется в зависимости от использования результатов анализа граната, из одной или нескольких проб.

Выделение монофракции граната про Водили по известной методике. В гранате определяли содержания Мц, М/, Ге, , Са химическим методом. Содержание укпзаннцх элементов соетавляло, вес. %: МпО 1,А8,- М/0 0,12; FeO 4,31, FejOj 4,81, CaO 33,02.

о Мп Затем определяли отношение:-:,

Ь

которое имело значение 36,0. Согласно прогнозной оценке по предлагаемому способу скарны Якки.мы-1 относятся к вольфрамопосным.

Для сравнения использовали известные способы прогнозной оценки скарнов, по содержанию авдрадитово- го компонента в. гранатах без подразде11ения на генерации) и по константе равновесия пироксена и граната К . По содержанию андрадитового компонента в гранатах, составляющему ,51%, и по К., равной 1,2, скарны относятся в невольфрамоносным

Детальнь1ми целенаправленными работами в скарнах Яккимы-1 установлены зоны с шеелитовой минерализацией. Пример 2. Скарны участка Яккима-1I представлены пироксеновыми, пироксенгранатовыми и гранат-пироксеновыми разностями и инфильтрационными эндоскарнами. Формационную принадлежность указанных известковых скарнов определяли по критериям, описанным в примере 1. Отбор штуфных проб, вьщеление монофракции граната и определение в нем содержаний Ми, Мй, , , Са проводили как в примере 1. Содержание указанных элементов составляло, вес. %: МпО 1,38, М 0,10; FeO 3,08; 6,36; CaO 30,27. Затем определяли

Мп «

отношение гт-т:, которое состаМ .

вило 23,0. Согласно прогнозной оценки по предлагаемому способу скарны участка Яккима-П относятся к вольфрмоносным. Сравнение проводили как и в примере 1, по содержанию андрадитового компонента в гранатах без подразделения на генерации и по коэффициенту равновесия пироксена и граната К , .По содержанию андрадитового компонента, составляющему 53%, и по К , равному 1,1, скарны относятся к невольфрамоносным Впоследствии детальными работами в скарнах установлены зоны с шеелитовой минерализацией.

Пример З.В строении скарновой залежи Северо-Западного Латвасюрья участвуют пироксеновые, гранатпироксеновые скарны и скаполитизированные околоскарновые породы, а также гранатовые скарны апоалюмосиликатной формации. О принадлежности .скарнов к магнезиальноскарновой формации судили по наличию паргасита и флогопитсодержащих кальцифиров. Отбор ытуфных проб, вьщеление монофракции граната и определение в нем содержаний Мп, Krf, fe , Са проводили как в примере 1. Содержание указанных элементов составляло, вес. %: ИоО 1,63-, MgD 0,45, FeO 2,5 FejOj 3,13; CaO 31,10. Затем определяли величины отношений, которые имеМп +

ли следующие значения:;

MgМл Р р 5,61;- 0,04; 0,89. Скарны

vj Яг G

участка Северо-Западного Латвасюрья относятся к вольфрамоноснмм. Соглас но критериям прогнозной оценки по содержанию андрадитового компонента в гранатах без подразделения на генерации, составляющему 58%, и по , равному 1,0, скарны относя ся к невольфрамоносным. Детгшьными работами в них установлены зоны с шеёлитовой минерализацией. Пример 4. В строении скарнового гфоянления Хапакорпи участву известково-силикатные роговики, кальцифиры, гранат-пироксеновые и пироксеновые скарны, О принадлежнос ти скарнов Хапакорпи к магнезиально скарновой формации свидетельствует присутствие Аз.огопит- и паргаситсод жащих кальцифиров. Отбор штуфньгх проб, выделение монофракц1-1й граната и определение в нем содержаний Мп, Mg Fe--, , Са проводили как в примере 1, Содержание указанных элементов составляло, вес, %: МпО 1,70; 0,50-, FeO 1,00, 6,89 CaO 33,88. Затем определяли „ Мп величины отйошении - 5 которые имели следующие знае- - j.j,, + 2 чгимя: М -- Са По предлагаемому способу скарны Хапакорпи откосятся к невольфрамоносным „ Согласно критериям прогнозной оценки по содержанию андрадитового компонента в гранатах составляющему 18%, ипо Кр , равному 2,5, скарны относятся к вслызрамоноснымс Последующими детал ными исследованиями в скарнах Хапарсорпи шеелитотая минерализация не установлена Пример 5. Скарновое проявл ние ристиниеми относится к магнезиально-скарновой формации в .связи с наличием по его простиранию долом товьс-: мраморов и магнезиальных каль цифиров. Отбор штуфных проб., выделе ние монофракц т граната и определение в нем содержаний Мр, Mg, , , Са проводили как описано в примере 1. Содержание указанных элементов составляло, вес, %: МрО 0,50; 0,27; FeO 1,38; 6,42; CaO ЗД,96, Затем определяли величкМп Ре Ми мы отношений М Са которые имели следую ч,ие значения Мп + ,. „. Mh .. 0,01;-- т-О 24. Mg Са По предлагаемому способу скарны Ристиниеми относятся к невольфрамоносным. По содержанию андрадитового компонента в гранатах без подразделения на генерации:, составляющему 17%, и по , равному 2,6, скарны относятся в вольфраконосным. Последующими детальными работамив указанных скарнах шеелитовая минерализация не установлена. Таким образом предлагае тый способ позволяет повысить достоверность прогнозной оценки скарнов на вольфрамовое оруденение.Способ эффективен даже при самых малых масштабах проявления известковых скарнов в магнезиальных. Кроме того, по сравнению с известным предлагае -п й способ является менее трудоемКИМ, так как не требует определения полного состава минерала (-граната), и устраняет необходимость массового опробования скарнов на вольфрам на предварительной стадии поисков, что снижает стоимость этшс работ. Предлагаемый способ оценки перспективности скарнов на вольфрамовое оруденение может быть применен при поисково-съемочных работах в случае выявления скарнов и при разведке скарново-шеелитовых месторождений с целью локального прогноза шеелитоносности отдельных скарновых тел, и может применяться для оценки ка скарново-шеелитовое оруденение территорий перекрытых четвертичными отложениями путем анализа гранатов из скарновых валунов и шггихов.

Таблица 2

Редкометальноi ii .fi ii f Ilii i iiif I т Г If r IT I I I I Ч д 12 16 20Мп1Мд t 8 12 16 f 8 12 16 20 Mg j400.02 ОМОМ0.08 0.10Mn/Ca O.I O.t 0.6 0.8 1.0

Fe

1. СПОСОБ ОЦЕНКИ ГГЕРСПЕКТИВНОСТИ СМРНОВ НА ВОЛЬФРАМОВОЕ ОРУДЕНЕНИЕ,включагосгий отбор проб,выделение монофракций гранатов, определение в них содержаний Мп, Mrf, , -Fe 3 , Cn, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности способа, содержания указанных элементов определяют в гранатах ранних генераций известковых скарнов магнезиальноскарновой формации, для которых определяют значение отношеМп + F ния;И ПО его величине, Mgравной или свьгое 5,61, судят о перспективности скарнов на вольфрамовое оруднение. 2, Способ по По 1, отличающийся тем, что при значении Мп + F е -, равном 5,61, определяМ Мп Fe - 2 ют величины отношений и Са Fe 5 а заключение о перспективности скарнов на вольфрамовое оруденение делают „ Мп при значениях отношении - , равном JO. Fe+22 или свьше 0,04, и Равном или с; t- еI свыше 0,53. йш Ю О1 00 О