Способ определения продуктивности камерных пегматитов Советский патент 1982 года по МПК G01V3/32 

Изобретение относится к геологическим методам поиска и разведки полезных ископаемых и может быть использовано при проведении поиска продуктивных камерных пегматитов, богатых техническим кварцем. Камерные пегматиты залегают обычно в гранитах на различных глубинах и размеры их достигают порядка 2050 м. Кристаллы технического кварца (занорыш) располагаются, как пдавило, п центральной части пегматитового тела. Известен способ определения продуктивности камерных пегматитов, основывающийся на многократном бурении сквахин, получении керна с последующ ми минералогическими и петрографичес кими исследованиями мощности пегматита по сквах ине, строения пегматита по сопутствующим минералам (топаз, акцессорные берилл и литиево-железис тые слюды), по размерам кристаллов кварца, по наличию системы сводооых трещин t1. Основным недостатком этого способа определения продуктивности камерних пегматитов является его большая трудоемкость, длительность, неэкономичность, поскольку он требует многократного отбора проб и их исследований . Даже в случае попадания сква жины в продуктивный пегматит трудно определить величину занорьииа, его расположение, что требует дополнительного разбуривания. R итоге необходимо, чтобы сквамина проила сквозь занорыш. Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения продуктивности камерных пегматитов, вклочаю1чий бурение, полчение керна из скважины, прошедшей через пегматит, а также исследование петрографических и минералогических характеристик керна, по которым определяют входящие в пегматит породы и их продуктивность. Для определения формы пегматитового тела среднего размера необходимо пробурить -6 скважин. Оценку пегматита производят по его форме. Продуктивный пегматит имеет изометрическую Оорму, непродуктивный - удлиненную .

Однако даже определение формы пепегмптита не дает возможности точно оценить его продуктивность, способ не однозначен, произвести точную оцен1су пегматита можно только в случае попадания скважины в занорыш.

Кроме того, способ очень трудоемкий, требует многократного бурения а следовательно, больших затрат времени, электроэнергии, износа бурового о()орудования, а также требует специалистов - геологов высокой квалификации. Способ применим только для оценки известных пегматитовых полей, на новых пегматитовых полях способ неэффективен.

Целью изобретения является повышение точности оценки продуктивности камерных пегматитов и сокращение объема (уровых работ.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу определения продуктивности камерных пегматитов, включающему бурение сквяжин, получение керна из скважины, прошедшей через пегматит, из керна выделяют образец мономинеральной фракции полевого шпата, нагревают его до температуры карбонизации в нем битуминозного вещества, охлаждают до комнатной температуры, помещают в магнитное и СВЧ поля, возбуждая эффект электронного пара/1агнитного резонанса (ЭПР, получают спектры ЭПР свободных радикалов битуминозного вещества и по их относительной интенсивности определяют количество битуминозного вещества в пегматитах, которое является показателем их продуктивности.

При этом исследуемый образец нагревают при 55ni1()C в течение 20 мин

Предлагаемый способ определения продуктивности, камерных пегматитов осногзан на экспериментальном факте, что количество битуминозного вещества в околопегматитовых зонах зависит от продуктивности пегматита и величи ны занорыша. В продуктивных пегматитах оно резко возрастает при переходе от внешних зон пегматита к внутренним. Уто явление объясняется тем, что процесс перекристаллизации пегматитов сопровождался захватом органического вещества полевыми шпатами. Измерить количество битуминозного вещества в полевых шпатах позволяет метод электронного парамагнитного резонанса, если перевести исследуемое битуминозное вещество образца, выделенное из керна, в парамагнитное состояние путем отжига образца до температуры карбонизации, при которой в процессе нагревания возникают неспаренные электроны атомов битуминозного вещества.

Помещенный в радиоспектрометр отожженный образец дает сигнал в спектре ЭПР, величина сигнала прямо пропорциональна количеству битуминозного вещества в образце. Количество битуминозного вещества определяется с целью повышения точности оценки продуктивности камерных пегматитов и сокращения объема буровых работ.

Особенностью полевых шпатов является то, что полная карбонизация битуминозного вещества в них наступает при ()°C (дальнейшее повышение температуры ведет к выг оранию битуминозного вещества. Время прогревания образца не менее 20 мин.

Бурят скважины в районе залегания пегматитовых тел, так, чтобы скважина попала в полевошпатовую зону пегматитового тела. Из скважины отбирают несколько проб керна. Измельчают каждую пробу до размера частиц порядка 1 мм в диаметре. Флотацией выделяют образцы мономинеральных фракций полевого шпата. Помещают образцы в кварцевую ампулу и нагревают до температуры карбонизации в нем битуминозного вещества при атмосферном давлении. Охлаждают образцы до комнатной температуры, помещают каждый образец в резонатор радиоспектрометра ЭПР.и, изменяя напряженность магнитного поля от 0,332 до 0,333 Т (при генератора 9355 Мгц, записывают спектры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Для калибровки спектра интенсивность полученных спектров ЭПР свободных радикалов битуминозного вещества сравнивают со спектром ЭПР эталона. Такая калибровка спектра является универсальным контролем за работой спектрометра и позволяет получить ошибку эксперимента не более 5. В качестве эталона использовался ЗПР Л1 0,. Определяют относительную интенсивност спектров ЭПР по формуле отн. где Э интенсивность в спектре образца битуминозного вещестгза;Эд интенсивность спектра этало на, Р вес измеряемого об разца. По относительной интенсивности спектров ЭПР оценивают количество битуминозного вещества в полевом шпате из полевошпатовой зоны пегматита, которое является показателем их продуктивности: чем болыче интенсивность спектра ЭПР, тем более продуктивный пегматит. Исследования показали, что камерные пегматиты, в которых относительная интенсивность спектра ЭПР образцо более 150 единиц, являются продуктивными, а если меньше - непродуктивными На фиг. 1 приведен спектр ЭПР свободных радикалов битуминозного вещест ва образцов из полевошпатовой зоны камерного пегматита; на Лиг. 2 - распределение относительной интенсивности линий ЭПР свободных радикалов битуминозного вещества в полевых шпатах продуктивных (кривая 1/ и непродуктивных (кривая .-) пегматитовых тел. Пример 1 о На известном месторо хдении камерных пегматитов Волыни были получены образцы из двух сква жин, которые прошли сквозь пегматитовое тело. Глубина скважин 100 м. Был отобраны по семь проб из различных зон камерного пегматита. Из каждой пробы были выделены образцы мономинеральных фракций полевого шпата весом около 0,5 г. Образцы каждой из скяажин ()ыли помещены в кварцевые ампулы и подвергались нагреву при 550ilO°C в течение 20 мин. Затем образцы охлаждались до комнатной температуры и были поочередно помещены в резонатор радиоспектрометра РЭ-1306, При изменении напряжённости магнитного поля от 0,332 до 0,333 Т были записаны спектры ЭПР битуминозного вещества . каждого образца, пересчитана относительная интенсивность спектров. Результаты вычислений сведены в таблицу. По полученным результатам был сделан вывод, что исследуемый камерный пегматит полнодифференцированный и продуктивный. Для обнаружения продуктивности пегматита достаточно пробурить одну скважину. Пример 2. Бурили две скважины в пегматитовом тел.е. Отобрали по семь проб из каждой скважины. Выделили образцы мономинеральных Фракций полевого ипата весом около П,5 г, на-, гревались образцы при 55П±10°С в течение 20 мин. Были записаны спектры ЭПР образцов, вычислены значения относительной интенсивности каждого спектра. По результатам был сделан вывод, что исследуемый камерный, nei- матит непродуктивный и в нем нет кристаллов технического кварца. Для определения продуктивности данного пегматита достаточно было материалов одной скважины.

Предлагаемый способ определения продуктивности камерных пегматитов не требует многократного бурения скважин для определения продуктивности

пегматита, что влечет за собой снижение трудоемкости, уменьшение времени и стоимости разведочных работ, кроме того, он является высокочувствительным, так как его чувствительность оп ределяется чувствительностью спектро метра ЭПР и составляет , что зн чительно превышает чувствительность известных способов. Формула изобретения ,1. Способ определения продуктивности камерных пегматитов, включающий бурение , получение керна из скважины, прошедшей через пегматит, отличаю 14 ийся тем, что, с целью повышения точности оцен ки продуктивности камерных пегматитов и сокращения объема буровых работ, из керна выделяюу образец мономинеральной Лракции полевого шпата, нагревают его до температуры карбонизации в нем битуминозного вещества, охлаждают до комнатной температу ры, помещают в магнитное и СВЧ поля, возбуждая эффект электронного параЭталон

Лг

//(V

е-

фиг. I магнитного резонанса, получают спектры электронного парамагнитного резонанса свободных радикалов битуминозного вещества и по их относительной интенсивности определяют количество битуминозного вещества в пегматитах, которое является показателем их продуктивности. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что исследуемый образец нагревают при температуре 550±10 С в течение 20 мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Лазаренко Е.К. и др. Минералогия и генезис камерных пегматитов Волыни. Львов, Вища школа, 1973, с. 318-324. 2.Панченко В.И. , Булгаков B.C. Анализ формы занорышевых пегматитовых тел. Известия ВУЗов, серия Геология и разведка, 197П, 6, с. 50-60 (прототип).

7, огн.ед