Способ оценки перспективности пегматитовых полей на редкометальную минерализацию Советский патент 1982 года по МПК G01V9/00 G01V5/08 

Изобретение относится к методам поисков редкометального оруденения, локализованного в различных типах пегматитов, и может быть использовано при оценке по 1 енциальной рудоноснЬсти пегматитовых полей.

Известен способ оценки перспективности пегматитов на оруденение, основанный на изучении люминесцентных свойств полевых шпатов. В этом способе отбирают пробы пород, подвергают их термической обработке в интервале температур от 100 до в течение раличного времени и изуча.ют их люминесцентные свойства. 1}.

Недостатком этого способа является то, что температуру термообработки образцов выбирают случайно, вследствие чего повышение люминесценции наблюдается не во всех случаях. Кроме того, сравниваемые образцы-пород после обжига находятся в различном физико-химическом состоянии в зави-г симости от своего состава, т.е. их состояние не стандартизировано, поэтому выявление и сравнение типоморфных особенностей минералов оказывается недостаточно достоверным.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату.

к предлагаемому является способ оценки перспективности пегматитовых полей на редкометальное оруденение, включающий отбор образцов пород, содержащих полевые шпаты, их термообработку, охлаждение, постепенный нагрев и запись кривых термовысвеч11вания. В этом способе в качестве ос нов но го .параметр а при анализе структурно-геологических

10 особенностей гранитоидных массивов используют коэффициент К, выргикатаций отношение максимально возможной для данного образца концентрации центров термолюминесценции к реально накоп15ленной CBeTocyNwe. Для каждого образца измеряют запасенную светосумму (природная термолюминесценция) и максимально возможную светосумму, полученную при рентгеновском облучении

20 предварительно высвеченного до 400°С образца (рентгеновская термолюминесценция) , Скорость нагрева при термовысвечивании состашляет 0,4 град/с. Сравнительную оценку термолюминес25ценции изученных образцов проводят по интенсивности пика 200-220°С, выраженной в относительных ед11ницах ГД. ,

Недостатком этого способа явля30ется то, что, предусматривая в нем нормализацию светосумьщ, запасаемой. при искусственном облучении (до насыщения) .используют в качестве параметра ненормированную величину запасаемой в естественных условиях светосуммы, подверженной случайным воэдействиям. Это вызывает неконтролируемый разброс вычисляемых характеристически отношений и снижает эффективность метода в случае его применения для раз(браковки однотипных генетически близних пород, какими являются, в частнос ти, пегматиты. В способе не предусмат ривается специальной термообработки образцов, однако перед облучением они подвергаются кратковременному прогреву во время высвечивания естественной светосуммы, что может приводить к их неконтролируемой термической активаци проявляющейся в разной мере для проб имеющих различный состав. Прогрев до определенной температуры всех проб (400°С) может оказаться для некоторых из них достаточным для проявления действия диффузионно-активационных процессов; а для других (характеризующихся большей энергией активации) эти процессы при данной температуре не смогут существенно повлиять на состояние системы дефектных уровней в решетке кристалла. Эти различия будут проявляться в процессе запасания светосуммы при искусственном облучении и последующем ее термовысвечивании, что неизбежно приводит к увеличению разброса величин отноше ний интенсивностей термолюминесценции, используемых для классификацион но-диагностических целей. Цель изобретения - повышение дост верности и сопоставимости результато Поставленная цель достигается тем что в способе оценки перспективности пегматитовых полей на редкометальную .минерализацию, включающем отбор образцов пород, содержащих, полевых шпа ты, их термообработку, охлаждение, ионизирующее облучение, постепенный нагрев и запись кривых термовысвечивания, термообработку каждого образца поводят при температуре, соответствующей температуре гомогенизации микроклин-пертита для исследуемого Образца в течение не менее 20 мин, определяют отношение интенсивностей термовысвечивания в области максимума при бО-7б°С термически обработанных и не подвергшихся обработке образцов и к перспективным относят пегматиты, у которых отношение выше 1 , 3 . Способ основан на следующих предпосылках. В гетерогенной системе распавшего ся твердого раствора калиевого полевого шпата при повышении температуры происходит диффузия катионов и пр месных атомов между областями калиевого и натриевого состава. Такой процесс можно приближенно представить как диффузию из постоянного источника. Если предположить, что диффузия происходит из постоянного источника, а интенсивность свечения линейно связана с количеством продиффундировавшёго вещества, то интенсивность термовысвечивания в каждом температурном максимуме можно описать следующим выражением:3 Aexp(-E/2RT) , (1) где I - интенсивность свечения в данном температурном максимуме, А - постоянная, Е - газовая постоянная, . Т - температура отжига, к При некоторой температуре TO наблюдается скачкообразное резкое увеличение интенсивности термовысвечивания, что соответствует началу процессов гомогенизации и разупорядочения микроклина с более интенсивным образованием центров свечения. Поскольку изменение постоянной Е в формуле (1) связано с началом гомогенизации фаз указанной системы при температурах TQ, то эти температуры должны лежать в области ее сольвуса. При температурах отжига, меньших чем TQ, накопление центров свечения, по-видимому, связано только с диффузией катионов с осуществлением обмена между фазами калиевого и катриевого состава. В условиях, когда температура отжига больше, чем TQ, происходит увеличение скорости накопления центров в области гомогенизации фаз распада системы. Таким образом, выбор стандартных условий для термообработки образцов . полевых шпатов может быть проведен на основе учета состава и строения этого минерала, представляющего при низких температурах систему из фаз калиевого и натриевого состава распавшегося твердого раствора. При высоких температурах она существует в виде гомогенной системы с равномерным распределением по объему кристалла атомов калия и натрия, характерном для однофазной системы. Распад такой гомогенной системы происходит при понижении температуры до определенных значений, зависящих от соотношения альбитовой и калишпатовой составляющих. Для образца с известным соотношением калия и натрия эта температура может быть определена по фазовой диагрс1мме составов. Как было указано, для отожженных проб полевого шпата в области температур (TO) гомогенизации рассматриваемой системы происходит резкое увеличение скорости роста запасаемой при Облучении светосуммы. При этом степень такого изменения зависит от кристаллохимических особенностей микроклина данного образца, в связи с этим отжиг проб при температурах, соответствующих в природных условиях началу распада гомогенной системы полеврго шпата, происходящего при его постпенном охлаждении после обра зования, позволяет (в определенной мере) стандартизировать данные по термовысвечиванию, получаемые при сравнении естественных образцов и образцов, подвергнутых термической обработке. Значительное увеличение светосуммы (в 1,5-2 раза), происходящие при такой термообработке, свидетельствует о том, что исследуемые пробы ране не испытывали прогрева до температур, лежащих в области сол вуса этой систеки, с данным соотноше нием альбитовой и каливошпатовой составляющих. Пробы, не дающие замет ного увеличения, светосуммы, остающейся на уровне 1-1,2, в природных условиях уже испытали прогрев до температур гомогенизации или выше. Таким образом, по величинам соотношения светосуммы, полученных для отожженных и естественных образцов, можно проводить разбраковку микроклинов из пегматитов (и других пород по относительным температурным условиям их формирования (низко- и высокотемпературные) . Поскольку процессы редкометального рудообразования в пегматитах определенным образом связаны с температурами образования пег матитовых жил, то указанный признак является косвенным критерием перспек тивности пегматитов на поиски их ред кометальных типов и может быть пред(ложен в качеств1е дополнительного поискового критерия. Для определения необходимого времени термообработки были приведены опыты по. отжигу серии образцов при одной и той, же температуре, заведомо большей TQ, но при разном времени от жига. В результате этих опытов было установлено, что это время должно быть не менее 20 мин. Способ осуществляют следующим образом. Отбирают пробы в пределах исследу мых пегматитовых полей из горных выр боток, скважин, естественных обнажен с учетом возможности минералого-геохимического, петрографического, терм люминесцентного и другого исследова ния. , Пробы изучают по общепринятьом методикам, и, в дополнение к ним, пред лагаемым термолюминесцентным методом Для определения в микроклине пертита используют химические анализы либо минералого-петрографические исследования. Температуру термообработки Тд {температуру гомогенизации) определя ют по фазовой диаграмме состояния системы калиевого полевого шпата либо другим известным методом. Исследуемые образцы группируют по близким температурам гомогенизации, затем каждую группу подвергают термообработке при соответствующей температуре в течение не менее 20 мин, далее охлгикдают на воздухе до комнатной тем- пературы. Исследованиями установлено, ЧТ9 скорость охлаждения не оказывает существенного влияния на конечный результат. Термообработаиные образцы Вместе с их необработанными дубликатами подвергают ионизирующему облучению, например, пучке медленных электронов (с энергией 10-20 кэВ). Сопоставление термовысвечивания отожженных и неотожженных проб проводят по низкотемпературному максимуму, соответствующему бО-ТС С. Пробы микроклина, не подвергавшиеся, облучению, обычно не дают пика термовысвечивания при указанной температуре. Вычисляют величины отношений интенсивности термовысвечивания для термообработанных и необработанных дубликатов образцов микроклин-пертитов. Полученные данные наносят на геологическую карту в местах отбора проб. На основе статистической обработки этих данных с учетом всех других известных критериев производят оценку перспективности пегматитовых полей. Способ позволяет.повысить достоверность исследования типоморфных особенностей 1икроклин-пертитов и, в конечном итоге, достоверность оценки перспективности пез матитовых полей. Формула изобретения Способ оценки перспективности пегматитовых полей на редкометальную минерализацию, включающий отбор образцов пород, содержащих полевые шпаты, их термообработку, охлаждение, ионизирующее облучение, постепенный нагрев и запись кривых термовысвечивания, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности сопоставимости результатов, термообработку каждого образца проводят при температуре, соответствующей температуре гомогенизации микроклинпертита для исследуемого образца в течение не менее 20 мин, определяют отношение интенсивностей термовысвечивания в области максимума при 6070° М термически обработанных и не подвергшихся обработке образцов и к, перспективным о тносят пегматиты, у которыхотношение -превышает 1,3. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Шавло С.Г. и Москалик И.О. Влияние отжига на термолюминесценцию

79478048

эблученнмх микроклинов из легмйтитовминесценции полевых шпатовиз гранитоПриазовья.- КоВституция и свойстваидов Западного Забайкалья.. АН

минералов, 1977, №11, с.72-77.СССР. Сер. Геологическая,1972,

2. Рокачук Т.Д. и др. О термолго- 9, с.97-111 (прототип).