СПОСОБ ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОТНОРАСТВОРИМОГО АЛЮМИНИЯ В НЕФЕЛИНОВЫХ СИЕНИТАХ Советский патент 1972 года по МПК G01V5/00 

Изобретение относится к области ядерной геофизики и может быть использовано при разведке и отработке месторождений алюминиевого сырья, связанного с нефелиновыми сиенитами.

Известны способы радиометрии для определения содержания в горных породах суммарного алюминия, которые, однако, не позволяют произвести оценку содержания кислотнорастворимого алюминия.

В настоящее время при разведке месторождений нефелиновых сиенитов кислотнорастворимый алюминий определяется весьма сложным химическим путем. Недостатками этого способа являются низкая производительность, высокая стоимость и невозможность выполнять исследования без отбора проб. Последнее не позволяет изучать породы в месте их естественного залегания.

Цель изобретения - разработка способа, который позволил бы оперативно и без значительных затрат средств определять содержание кислотнорастворимого алюминия в нефелиновых сиенитах.

Поставленная цель достигается путем измерения наведенной тепловыми нейтронами активности алюминия-28 и естественной радиоактивности калия-40. Предварительно по результатам полных химических анализов устанавливается соотношение между содержанием калия и алюминия в нефелинах и полевых шпатах изучаемых пород.

Известно, что нефелиновые сиениты представляют собой породы, состоящие в основном из щелочного полевого шпата и нефелина (Na, К) AlSiO4 с небольшим количеством цветного минерала: биотита, пироксена или а.мфибола. Щелочной .полевой щпат в нефелиновых сиенитах - ортоклаз KAlSiaOs анортоклаз (Na, К) AlSi-Os, микроклин KAlSisOs и альбит NaAlSiaOs. Иногда эти минералы встречаются раздельно, но чаще альбит и калиевый полевой щпат образуют микропертитовые прорастания. Количество нефелина в нефелиновых сиенитах колеблется в значительных пределах вплоть до полного вытеснения полевого шпата в породах группы уртита. Различаются нефелиновые сиениты, главным образом, ПО характеру полевого щлата и цветных минералов.

Исходя из минералогического состава нефелиновых сиенитов, можно считать, что в общем случае нефелин и полевой щпат являются основными алюмосодержащими минералами этих пород. Причем химический состав нефелина и полевого щпата для каждого типа нефелиновых сиенитов в пределах отдельных месторождений выдерживается. По результатам полных химических анализов нефелинов из пород Хибинского щелочного маеKsOсива величина отношения--с вероятностью

AljOs

95% находится в интервале 0,20-0,04.

Одним из параметров, характеризующих качество нефелиновых сиенитов как сырья химической промышленности, является содержание в них кислотнорастворимого алюминия, который в данном случае связан практически только с нефелином. По предлагаемому способу величина этого параметра может быть оценена по данным радиометрии.

При облучении горных пород тепловыми нейтронами интенсивность гамма-излучения наведенной активности алюминия-28 (/А) при прочих равных условиях зависит только от содержания в породах суммарного алюминия. Интенсивность гамма-излучения калия-40 (/к) характеризует суммарное содержание калия в породах. С учетом соотношения между калием и алюминием в нефелинах (а

KjO ,,, KjO V

- ) и полевых шпатах (Ь -;;-;-7г) изучаА1,0,

А12Оз

емых нефелиновых сиенитов, содержание кислотнорастворимого алюминия определяется по данным измерений /А и /к с помощью следующей системы уравнений:

+ КС„

,аС„ + К,ЬСп,

где CH и Сп - содержание в породах алюминия, связанного соответственно с нефелином и полевым шпатом, в %, /С - коэффициент пропорциональности между наведенной активностью алюминия-28 и содержанием АЬОз имп„, .

в породах, :;-ггт;-. Ai- коэффициент

мин-1% AIjOj

пропорциональности между IK и содержанием

имп

калия в породах, .

мин1% KjO

Активационные исследования в породах выполняют с полоний-борным источником нейтронов. Перед проведением активации пород в энергетическом канале, выбранном для измерения /А определяют гадМма-активность фона (/ф), а после окончания активации - суммарную гамма-активность, /s /А+/Ф. Разность (s -/ф) дает представление о величине наведенной гамма-активности алюминия-28. Интенсивность гамма-излучения К-40 определяют одним из известных способов. Коэффициенты а и 6 устанавливают по результатам химического анализа нефелинов и полевых шпатов из исследуемых пород. Коэффициенты К, и К определяют путем сопоставления /А и /к с содержанием соответственно

и К2О в эталонных средах.

Предмет изобретения

Способ оценки содержания кислотнорастворимого алюминия в нефелиновых сиенитах, заключающийся в проведении ядерно-геофизических исследований, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и обеспечения возможности проведения анализа без отбора проб, производят спектрометрические измерения естественной и наведенной у-активности, по полученным результатам, используя данные о соотношении между содержанием калия и алюминия в нефелинах и полевых шпатах, судят о содержании кислотнорастворимого алюминия.