Способ геохимических поисков месторождений олова и вольфрама Советский патент 1981 года по МПК G01V9/00 

(54) СПОСОБ ГЕОХИЮИЕСКИХ ПОИСКОВ МЕСТОРОЖДЕНШ ОЛОВА И ВОЛЬФРАМА

I

Изобретение относится к способам геохимических поисков месторождений олова и вольфрама.

Известен способ поисков редкометалльных, оловянных и вольфрамовых месторождений, использующий характер кристаллографических форм зерен акцессорного циркона в гранитоидах. Способ основан на отборе проб гранит тогадов, выделении из них акцессорных цирконов и определении относительной степени развития в их зернах граней (131) и (331), которая используется для выявления гранитоидов, сопровождающихся вольфрамовым и редкометалльным, в том числе оловянным оруднением.

Данный метод поисков имеет ограниченное применение, поскольку он может быть использован только для гра-г нитоидов, содержащих кристаллографически ограненные зерна акцессорного циркона в количествах, которые допускают возможность применения статистической оценки степени развития граней каждого вида. Вместе с тем, выявление предпочтительного развития граней.(131) или (331) в зернах акцессорного циркона позволяет разделить несущие их гранитоиды лишь по степени кремнекислотности и агпаитности. Подобное разделение явно недостаточно для поисковых целей, так как нередно идентичные по петрохимическому составу гранитоиды существенно различаются по степени рудоносноети.

Наиболее близким из известных способов поисков месторождений олова и вольфрама к предлагаемому является метод, используюгдий в качестве показателя рудоносности гранитоидов. относительные содержания в их акцессорных цирконах и апатитах рудных злементов, В.ТОМ числе олова и вольфрама. Способ предполагает отбор проб гранитоидов, выделение из них цирконов и апатитов и определение содержаний в этих акцессорных минералах олова и вольфрама. Полученные значе ния содержаний указанных элементов сравниваются со средними содержания ми их в цирконах и апатитах и на этом основании судят о рудоносности несущих данные акцессорные минералы гранитоидов 2. Недостатком такого подхода к поискам, ограничивающим его самостоятельность, является то, что он позволяет судить лишь об относительной степени обогащенности исходного гранитоидного расплава рудными элементами и не учитывает такой важный для рудообразования фактор как степень насыщенности расплава летучими компонентами. Это обстоятельст во ограничивает практическое значение метода, делает его мало эффективным и вызывает необходимость Привлечения при интерпретации полученных результатов дополнительных данных. Цель изобретения - повышение эффективности поисковых работ на олово и вольфрам в районах развития гранитоидов путем использования комплекса геохимических особенностей входяищх в их состав акцессорных минералов и биотитов. Предпагаемьш способ, помимо уровней содержания в цирконах и апатитах олова и вольфрама, использует величины концентр ций этих элементов в дополнительпо выделенных из тех же проб биотитах, а также величины содержаний в апати тах и биотитах фтора. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе геохимических поисков месторождений, вкл чающем отбор проб гранитоидов, выделении из них цирконов и апатитов, дополнительно из тех же проб выделя ют биотиты и производят определение в выделенных минералах содержаний олова и вольфрама, а в биотитах и апатитах дополнительно фтора, и по полученным концентрациям судят о на личии соответствующей минерализации При содержании олова в цирконах свыше I-IO % (здесь и далее количе

венные значения выражены в весовых процентах , в апатитах свыше 7,, в биотитах свьше 1 -10 % и лри содержаниях фтора в апатитах более 1% делают заключение о минерализации олова.

При содержании вольфрама в цирконах свыше 2,7-10 %, в апатитах свысоответствующим рудным элементом. В олово- -ИЛИ вольфрамоносных гранитоидах биотиты характеризуются более высокими уровнями содержаний соответственно олова или вольфрама чем в гранитоидах, которые не сопровождаются рудной минерализацией данных металлов. Помимо этого в биоше 2,51СГ %, в биотитах свыше и при содержании фтора в апатитах и биотитах более 1% делают заключение о наличии минерализации вольфрама.: Для осуществления предлагаемого метода поисков олова и вольфрама из гранитоидов, развитых на исследуемой территории, отбираются пробы,, из которых выделяются мономинеральные фракции циркона, апатита и биотита. Число проб определяется размерами изучаемых гранитоидных тел. Способ определения содержаний рудных элементов и фтора в выделенных мономинеральных фракциях выбирается в зависимости от объема каждой из них. По полученным таким образом данным делается заключение о возможности обнаружения в пространственной связи с тем или иньм конкретным интрузивным массивом гранитоидов олр.вянного или вольфрамового оруднения. Выбор в качестве поисковых индикаторов трех указанных минералов обусловлен тем, что циркон, апатит и биотит в тех или иных количествах присутствуют в составе практически всех разновидностей магматических гранитоидов и наряду с собственШз1ми минералами олова и вольфрама касснмеритом, вольфрамитом, шеелитом и другими - являются главными концентраторами этих элементов примесей в гранитоидах. В состав биотита и апатита, кроме того, обычно входят главный летучий компонент рудообразующих флюидов - фтор, уровень Содержания которого в данных минералах прямо связан с количеством его в исходном гранитоидном расплаве. Результаты изучения гранитоидов в ряде олово- и вольфраморудных районов Советского Союза (Дальний Восток, Средняя Азия, Центральный Казахстан, Приладожье и др. , отчетливо показывают, что акцессорные цирконы и апатиты гранитоидов, которые сопровождаются оловянным или вольфрамовым оруднением, обогащены титах и апатитах рудоносных в отношении вольфрама или олова гранитоидах фиксируются и более высокие содержания фтора, чем в аналогичных ми нералах безрудных гранитоидов. В оло воносных гранитоидах независимо от их химического состава акцессорные Щ1рко1ш обычно содержат не менее олова, тогда как среднее содержание этого элемента в акцессорном цирконе гранитоидов составляет 5,. В апатитах гранитоидов, сопровождающихся оловянным оруднени ем, содержание олова ие менее чем в 1,5 раз вьппе его среднего содержания в этом акцессории гранитоидов (507.), а в биотитах не опус.кается ниже 1-10 %, тогда как в биотитах безрудных гранитов эта величина редко превышает 510 %. В различных по составу гранитоидах, с которыми ассоциирует вольфрамовое оруднение,. концентрации вольфрама в цирконах не менее чем в 4 раза, а в апатитах не менее чем в 1,5 раза превышают средние содержания этого элемента в соответствующих акцессориях гранитоидов, которые по данным прототипа составляют 656-1СГ для циркона и 173-10 % для апатита В биотитах вольфрамоносных гранитоидов.вольфрам, фиксируется s количес вах от 4 до. , тогда как в .слюдах подобных по составу пород, не сопровождающихся рудной минерализацией этого элемента, вольфрам при сутствует в количествах до 110 % или вообще не фиксируется современными методами анализа. Биотиты и апатиты гранитоидов, с которыми ассоциирует оловянное или вольфрамовое оруднение, характеризуются постоянным присутствием в их составе фтора в количествах более 1%. Среди компонентов слюд, и, особенно, апатитов олово- и вольфрамоносных гранитоидов обычно фиксируется и некоторое количество хлора, однако по уровню содержания в рассматриваемых минералах (обычно не более 1%) он резко уступает фтору. Таким образом, рудоносные в отношении вольфрама или олова и безрудные гранитоиды достаточно четко различаются по уровням содержаний соответствующих рудных элементов в биотитах, акцессорных цирконах и апатитах, а также по количеству фтора, присутствующего в составе биотита 9в и апатита. Приведенные данные позволяют принять следующие минимальные значения средних содержаний рудньк компонентов в минералах, которые позволяют классифицировать включающие их гранитоиды как рудоносные: для оловоносных гранитоидов содержания олова в цирконах 1., в апатитах . |7,5-ТО-2%, в биотитах для |вольфрамоз1осных гранитоидов содержания вольфрама в цирконах 2,7-10 % э апатитах 2,5-1(, в-биотитах 5-10 %; для вольфрамоносных и оловоносных граиитоидов содержания фтора в биотитах J1 апатитах более 1%. Правомерность использования отмеченных минимальных значений средних содержаний олова, вольфрама и фтора в цирконах, апатитах и биотитах гранитоидов при оценке потенциальной рудоносности этих пород в разных районах их развития может быть проиллюстрирована Следующими примерами. П р и м е р 1. Б пределах Северного Приладожья, где оловянное оруднение ассоциирует с лейкократовыми . гранитами докембрийского салминско- го комплекса, был опробован входящий в его состав многофазный 1Ь1ткярантс- ко-Туломозерский массив- Из всех разновидностей пород массива (граниты-рапакиви, крупнозернистые лейко- кратовые граниты, средне- до .мелкозернистых лейкократовые граниты) были отобраны пробы весом 10-12 кг. Число проб каждой разновидности гра-нитов определялось ее распространенностью и варьировало от 3 до 7. Выделение мономинеральных фракций цирконов апатитов и биотитов проводилось по соответствующим методикам в Лаборатории разделения минералов ИГЕМ АН СССР. В полученных монофракциях циркона определялось содержание олова, в биотитах - олова и фтора, а в апатитах - фтора. Метод анализа (количественный спектральный рентгено-спектральный или химический) для каждой пробы определялся объемом . деленной из нее мономинеральиой фракции того или иного состава. В результате установлено, что в цирконах лейкократовых гранитов содержание 2. олова не опускается ниже 1-10 %, достигая в некоторых мономинеральных фракциях этого минерала из средне- до мелкозернистых гранитов .

В биотитах, вьоделенных из проб крупнозераистых и средне- до мелкозернистых лейкократовых гранитов, содержание олова составляет, соответственно, 1-2 и 2-3-10 %. Характерно, что содержание олова в биотитах, вьщеленных из гранитоидов, предшествуицих лейкократовым гранитам и не сопровождакн;ц1хся оловянным оруднением, значимо ниже, и составляет в гранито-гнейсах 8-20-10 %, а в гранитах рапакиви 5-7-10 %.

Концентрация фтора в биотитах рудоносных лейкократовых гранитов колеблется от I,29% в крупнозернистых разностях и до 1,54% в среднедо мелкозернистых. В апатитах гранитов разной зернистости содержание остается примерно одинаковым и составляет 2-3,5%. Таким образом, содержание олова в цирконах и биотитах, а таклсе количество фтора в биотитах и апатитах для всех гранитов рудоносного комплекса Северного Приладожья не опускаются ниже предлагаемых для поисковых целей минимальных значений содержаний соответствуюшигс элементов для даннЬгх минералов. При этом мак- симальньгх концентраций олово достигает в цирконах и биотитах из среднедо мелкозернистых гранитов, с которыми оловянное оруднение обнаруживает наиболее тесную пространственную связь.

Пример 2.В Восточной Киргизии, где оловянное оруднение сопровождает биотитовые и лейкократовые граниты позднего палеозоя, были onpo6oBaiibi лейкократовые 1граииты иньшьчекского комплекса. В рассматриваемом районе граниты комплекса образуют ряд небольших массивов, сложенных крупнозернистыми (1 фаза) и среднезернистыми (П сраза) лейкократовыми гранитами. С каждого интрузива быпо отобрано от 3 до 5 проб гранитов, из которых по той же методике, что ив примере 1, вьщелялись и анализировались мономинералы-гые фракции циркона, биотита и апатита. В результате установлено, что содержание олова в цирконах из гранитов 1 фазы составляет 1-10 %, а в том же минерале гранитов Г Т фазы оно варьирует от 1 до 5 10 % при среднем, значении . 3 биотитах содержание олова несколько ниже и составляет в среднем 13-10 % в слюдах из гранитов 1 фазы и 18,.5,

27-10 % в биотитах из пород.ТI базы. Содержание фтора в биотитах и апатитах остается постоянным для пород обеих фаз и составляет для биотита 1-2%, а для апатита - 2-3,5%

Приведенные данные достаточно отчетливо показывают, что все граниты иньшьчекского комплекса, с телами которых пространственно ассо- циирует оловянная минерализация, содержат цирконы и биотиты, в которых концентрация олова значимо пр$вьшает принятый нижний предел его концентрации в соответствующих минералах оловоносных гранитов. Выше преложенного предела содержания фтора в рудоноснь1х грайитах отмечается и концентрация фтора в биолитах и . По этим признакам граниты позднепалеозойского иныпьчекского комплекса сходны с рассмотренными в примере .1 докембрийского оловоносным гранитами Северного Приладожья, что свидетельствует о применимости предлагаемого способа поиска для районов развития гранитоидов разного возраста.

Пример З.В омсукчанском районе (Северо-Восток СССР) исследованы уровни содержаний олова и фтора в цирконах, биотитах и апатитах мезозойских гранодиоритов и и лейкократовых гранитов Балыгычано-Сугойской впадины, с которыми ассоциирует оловянное оруднение касситёритсиликатного (с сульфидами) и кварц-грейзенового типа. Опробование гранитои-, дов, вьщеление мономинеральных срракций и их анализ проводились по единой с предыдуиими примерами методике. Установлено, что в цирконах независимо от петрохимического состава пород, из которых они вьщелялись, содержание олова колеблется от 8 до

. 5010.%, составляя в среднем 3 -10 %.

В биотитах гранодиоритов

оловоносного комплекса содержание олова составляет 103-158-10 %, а в лейкократовых гранитах поздней фазы того же комплекса повышается до 20-42-10 %. Содержание фтора в биотитах гранодиоритов варьирует от 0,87 до 1,34% при среднем значении 1,12%, а в подобных слюдах гранитов того же комплекса фтор постоянно х встречается в количествах больше 1%. при среднем 2,38%. В апатитах; выделенных из гранодиоритов и гранитов фтор отмечается примерно в равных ко личествах, варьируя от 2,5 до 3,2%. В целом рассмотренные результаты изучения геохимических особенностей минералов гранитоидов БалыгычаноСугойского района свидетельствует, что проявленное здесь оловянное оруд нение сопровождает такие гранитоиды цирконы и биотиты которые характеризуются повышенными концентрациями олова, а в апатитах и биотитах этих пород фтор присутствует в количеств выше, чем принятые минимальные значения для рудоносных гранитоидов. Кроме того следует отметить , что геохимические особенности состава цирконов, апатитов и биотитов оловоносных гранодиоритов данного района, в общем, тождественны таковым подобных минералов из рудоносных лейкократовых гранитов, рассмотренных в примерах 1 и 2. Это указывает на то, что цирконы, апати ты и биотиты проявляют свои индикат 1ше свойства в отношении оловянного оруднения в гранитоидных породах раз ного состава и независимо от типа оруднения. ПримерА. В Центральном Сих тэ-Алине опробовались мезозойские вольфрамоносные гранитоиды, развиты в пределах рудных полей месторолсдений шеелитоносных скарнов Лермонтов ское (граниты, граносиениты) и Восток-2 (граномонцониты, гранодиориты Каждьпй интрузив был охарактеризован десятью пробами по 10-12 кг, После обработки.проб по указанной вьпие методике получены мономинераль ные фракции биотита и апатита, а та же небольшое количество зерен циркона. Количественным спектральньм и химическими анализами установлено, что в биотитах гранитов, граносиенитов Лермонтовского интрузива содержание вольфрама изменяется от 3,6 д , составляя в среднем Подобньм уровнем содержаний характеризуются и граномонцониты штока Восток-2. В биотитах гранодиоритов этого интрузивного тела среднее содержание вольфрама повьшается цо 7-10 % при колебаниях от 4 до 151СГ %. В апатитах Из гранитоидовЛермонтовского интрузива содержание вольф О %, а а:;атирама составляет 8ты поЭод гатока Восток-2 концентрируют этот рудный элемент в количест вах от 5 до 10-10 %. Это значительно превьш1ает уровень содержания воль рама не более в апатитах, вьщеленных из гранитоидов, с которы-. и в районе не ассоциирует вольфраовое оруднение. Содержание фтора в апатитах гранитов и граносиейитов Лермонтовского рудного поля кoлeблetся от 1,48 до 3,96%. В гранитоидах штока Восток-2 апатиты содержат I,18-2,72% фтора. Таким образом, в Центральном Сихотэ-Алине вольфрамовое оруднение ассоциирует с гранитоидами, апатиты и биотиты которых содержат вольфрам и фтор в повьш1енных количествах, соответствующих принятым уровням их содержаний в рудоносных граиитоидах. Пример 5.В Центральном Казахстане анализ мономинеральных фракций циркона, апатита и биотита, выделенных из проб, которые отбирались с ряда массивов биотитовых и лейкократовых гранитов позднепалеозойского акчатауского комплекса, сбпровождающегося вольфрамовым оруднением кварц-грейзеновой формации, показал, что содержания вольфрама составляют в цирконе 25-41-10 %, в апатите от 0,1 до 0,5%, в биотите от 5 до 10-10 %. Характерно, что биотиты гранитов предшествующего акчатаускому калдырминского комплекса, в связи с которым вольфрамовое оруднение в Центральном Казахстане не проявлено, отличаются более низким (до 1-10 %) содержанием воль- фрама, а в цирконах и апатитах его пород присутствие этого рудного элемента современными методами анализа обычно не устанавливается. Содержание фтора в биотитах гранитов рудоносного акчатауского комплекса колеблется от 1,8.1 до 3,30% (среднее 2,5%), а в слюдах гранитов нерудоносного калдырминского комплекса не превышает 1%. Таким образом, в Центральном Казахстане вольфрамовое оруднение ассоциирует только с гранитами акчатауского комплекса, породы которого со.держат цирконы, апатиты и биотиты, несущие вольфрам и фтор в количествах, превьш1ающих предложенные для вольфрамоносных гранитоидов минимальные уровни ко1щентраций данных элементов в соответствующих минералах.

11

Приведенные примеры, которые можно было бы умножить, достаточно отчетливо показывают, что типоморфные особенности состава биотитов, цирконов и апатитов олово- и вольфрамоносных- граннтоидов дают возможность использовать уровни содержаний соответствующих рудных элементов и ора как комплекс поисковых критериев при выявлении различных по фориационной принадлежности месторождений олова и вольфрама, ассоциируюйих с гранитоидами разного состава и возраста. Массивы грантоидных комплексов , в которых содержания рудных и летучих элементов в цирконах, апатитах и. биотитах равны или превышают минимальные уровни содержаний соответствуюпщх элементов в аналогичных минералах оловоносных (или вольфрамоносных) гранитоидов, являются наиболее перспективны в отношении обнаружения в связи с ними месторождед1ч,й. олова (или вольфрама).

Применение предлагаемого метода поисков позволяет значительно сократить площади детального опоискования, локализуя их в районах развития интрузивов гранит:6идов, обладаю1дих признаками максимальной степени рудоносности в отношении олова и вольфрама. Это, в свою очередь, позволит снизить стоимость и трудоемкость поисково-оцено.чных работ. Формула изобретен11я

. Способ геохимических поисков месторождений олова и вольфрама.

9465912

включающий отбор проб гранитоидов, вьщеление из них цирконов и определение содержаний в них олова и вольфрама, отличающийся тем, 5 что, с целью повьшения эффективности поисковых работ в районах развития гранитоидов, дополнительно из тех же проб выделяют биотиты, производят определение в них содержаний олова и вольфрама, а в биотитах и апатитах дополнительно фтора, и по полученным концентрациям судят о наличии соответствующей минерализации.

, в

олова в цирконах свьте апатитах свьше 7,, в биотитах

свыше 110 % и при содержании фтора

|-2. «7 в апатитах и биотитах более 1% делают заключение о наличии минерализации олова.

25 8 апатитах свыше 2,5-10 %, в биотитах свыше и при содержании фтора в апатитах и биотитах более 1 % делают заключение о наличии минерализации вольфрама.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

в акцессорных минералах гранитоидов. М., Недра, 1973, с. 3-15, (прототип) .