Геохимические методы поисков корунда, сапфира и рубинов

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Геохимические методы поисков корунда, сапфира и рубинов

03.09.2020

Основу этой группы минералов составляет корунд, химический состав которого отвечает формуле Аl2O3. Рубин — прозрачная разновидность корунда, окрашенная в светло-красный или густомалиновый цвет. Голубые, синие, зеленые, желтые, фиолетовые, розовые разновидности называют сапфирами. В ювелирной промышленности используют прозрачные разновидности. Промышленные месторождения последних относятся к экзогенному типу. Они образуются в результате разрушения коренных источников. Известны следующие первичные месторождения корунда: 1) магматические; 2) контактово-метасоматические; 3) скарновые; 4) пегматитовые; 5) грейзеновые и 6) метаморфогенные. Они отличаются по петрографическому составу вмещающих пород, по форме и величине рудных тел, соотношению их с вмещающими породами, околорудным изменениям последних.

Месторождения первого генетического типа связаны с щелочными базальтами и жильными базальтоидами (основные лампрофиры). Существуют две точки зрения на генезис благородного корунда: а) корунд реализует избыточный глинозем в стадию протокристаллизации магмы; б) кристаллы минерала являются ксеногенными, захваченными магмой из боковых пород при ее внедрении. Характерный ряд спутников корунда: шпинель, магнетит, циркон, гранат, апатит, цеолит, канкринит.

Месторождения второго генетического типа связаны с массивами вторичных кварцитов, располагающихся на контакте кислых эффузивов с гранитами. Наиболее благоприятны для образования алюмокварцитов эффузивные образования (лавы, пирокласты) с отношением молекулярных количеств Nа2О+К2О+CaO : Al2O3 < 1. Сопутствующими минералами являются андалузит, гематит, мусковит.

Месторождения третьего генетического типа связаны с известково-магнезиальными и силикатными скарнами. В первом случае вмещающие породы представлены доломитовыми мраморами, кальцифирами, расположенными на контакте с гранитами. Сопутствующими рубину минералами являются шпинель, хондродит, форстерит, диопсид. Граниты обогащены щелочами, кремнеземом, бедны кальцием и магнием. Во втором случае вмещающие мраморы и кальцифиры располагаются на контакте с сиенитами. Гнездообразные скопления сапфира ассоциируют с олигоклаз-андезитом, розово-лиловой шпинелью, флогопитом, скаполитом, апатитом, форстеритом, пиритом.

Месторождения четвертого генетического типа связаны с корундовыми пегматитами, присутствующими в зонах развития гранито-пегматитов, сопровождающих интрузивы гранитов или щелочных сиенитов. Проявления корундовых пегматитов подразделяются на два подтипа: корундовые сиенито-пегматиты и корундовые плагиоклазиты, обогащенные марганцем. Первые тесно связаны с щелочными и нефелиновыми сиенитами, локализуясь в их пределах или среди вмещающих сиениты пород, но вблизи контактов с интрузивами. Вмещающие породы около жильных тел обогащены биотитом. В жилах отмечается сапфир, ассоциирующий с магнетитом, апатитом, флогопитом. Корундовые плагиоклазиты (плюмазиты, кыштымиты, борзовиты) залегают в виде даек среди ультрабазитов и их серпентинизированных разновидностей. Около продуктивных тел развиваются измененные породы, представленные биотитизированными, флогопитизированными, хлоритизированными, вермикулитизированными, оталькованными разновидностями. Сопутствующими минералами корунда являются зеленая шпинель (плеонаст) и турмалин. Известны проявления ювелирного сапфира на контакте доломитов с пегматитами (Индия). Сопутствующими минералами являются актинолит, тремолит, турмалин, гранат.

Месторождения пятого генетического типа приурочены к слюдитовым грейзенам, размещенным в ультраосновных породах. Вмещающие серпентинизированные ультрабазиты интрудированы жильными породами — гранит-аплитами, пегматитами. Рубин и (редко) сапфир, сосредоточенные в биотит-флогопитовых слюдитах, ассоциируют с плагиоклазом, хромитом, тальком, хлоритом, серпентином.

В строении измененных пород, вмещающих рубиновую минерализацию на одном из ее проявлений, обнаружена минералого-геохимическая зональность — от центра к периферии происходит смена плагиоклазовой зоны на слюдистую и амфиболовую. Привнос калия наблюдается в продуктивной слюдистой зоне; в амфиболитах содержание этого элемента понижается, оставаясь повышенным по сравнению с исходной породой. Отмечены резкие колебания содержания натрия на контакте со слюдитами. Формирование метасоматитов сопровождается перераспределением хрома в дунитах. В центре плагиоклазового ядра отмечены низкие концентрации хрома; содержание его увеличивается от слюдистой к амфиболитовой зоне и на контакте последней с дунитами. На контакте амфиболитов, дунитов и тальк-хлорит-хромитовых образований содержание хрома достигает 30,9%. В измененных дунитах зоны контакта содержание Cr2O3 уменьшается до 0,3%. Зона контакта дунитов и метасоматитов характеризуется привносом летучих элементов (F, Cl). В дунитах при переходе от измененных к неизмененным разностям происходит плавное увеличение содержаний Mg, Cr, Fe2+. Рубин формировался без привноса алюминия, а при перераспределении его в процессе метасоматического изменения основных пород (габбро).

Месторождения шестого генетического типа, приуроченные к метаморфизованным, богатым глиноземом образованиям, делятся на четыре подтипа: 1) рубинсодержащие мраморы; 2) магнетито-гематитовые, хлоритоидные и маргаритовые наждаки в мраморах; 3) шпинелевые наждаки в метаморфических сланцах, габбро-норитах, гранитах; 4) корундовые породы в кристаллических сланцах. Для первого подтипа весьма характерен ряд спутников рубина — флогопит, гранат, форстерит, диопсид, актинолит, тремолит, хондродит, скаполит, шпинель, графит, пирит.

Наждак образуется при метаморфических процессах в условиях амфиболитовой фации метаморфизма при воздействии на карбонатные образования глиноземсодержащих минералообразующих растворов. Рудные тела локализуются среди древних метаморфических пород — мраморов, гнейсов. Форма тел преимущественно штокообразная. Минералами-спутниками продуктивной минерализации являются корунд, хлоритоид, пирит, магнетиты, рутил, диаспор, апатит, биотит, серицит.

Месторождения второго подтипа, залегающие среди кристаллических известняков и представленные пластовыми линзами, сопровождаются пиритизированными и графитизированными породами. Известны наждаки, обогащенные сульфидами, подверженными лимонитизации и хорошо выделяемыми на поверхности. Шпинелевые наждаки содержат повышенные концентрации магнетита и поэтому могут выделяться при применении магниторазведки. Корунд ассоциирует со шпинелью, магнетитом, плагиоклазом, силлиманитом.

Месторождения четвертого подтипа образуют линзовидные тела среди энстатитовых силлиманит-кордиеритовых, кианитовых сланцев, плагиоклазовых гнейсов. Корунд ассоциирует с мусковитом, хлоритом, кианитом, силлиманитом.

Наиболее эффективным методом поисков корунда и его благородных разновидностей является шлиховой. При этом учитываются форма кристаллов корунда, степень их окатанности и характер парагенных ассоциаций, что может указывать на генетический тип коренных источников. Шлихо-геохимический метод поисков рекомендуется применять: а) на территориях, лишенных рыхлого покрова или при слабом его развитии, путем опробования естественных обнажений; б) на флангах и нижних горизонтах месторождений с отбором проб из горных выработок и скважин; в) на участках, закрытых покровом аллохтонных образований, опробуют керн неглубоких картировочных скважин. Масса проб должна составлять 5—10 кг. Обработку проб начинают с дробления (до 1,00 мм). Измельченную пробу промывают на лотке до «серого» шлиха. Минералогический анализ позволяет выявлять разновидности корунда.

Над проявлениями корунда, выведенными действием тектонических и денудационных процессов на уровень эрозионного среза, формируются остаточные вторичные ореолы рассеяния. Для каждого типа проявлений корунда характерна своя совокупность химических элементов, присутствующих в рудных телах в повышенных или пониженных содержаниях по сравнению с вмещающими породами. Типоморфными элементами-индикаторами месторождений первого типа являются: алюминий, калий, натрий, цирконий, фтор; второго — калий, натрий, литий, рубидий; третьего — калий, натрий, хлор, бор, фосфор; четвертого — фтор, калий, натрий, фосфор, бор; пятого — хром, никель, фтор, хлор; шестого — алюминий, фосфор, фтор.

Корундовые минералы в зоне выветривания относятся к наиболее устойчивым. Их устойчивость определяется свойствами составляющих элементов, представленных преимущественно гидролизаторами (Al, Ti, Zr, Fe). В процессе выветривания корунд без существенного изменения переходит во вторичные ореолы рассеяния. Весь избыточный алюминий во вторичных ореолах рассеяния (по сравнению с фоном) находится в свободном состоянии.

В связи с этим литогеохимическую съемку проводят с целью выявления вторичных ореолов рассеяния основных корундообразующих элементов. Пробы необходимо отбирать с глубины 30—40 см из горизонта, переходного к материнской породе. Шаг опробования 20 м с уменьшением над корундовыми залежами до 10 м. На анализ отправляется фракция 1 мм, отобранная с горизонта ВС. Пробы анализируют на Al, Fe, Si, Ti рентгеноспектральным флуоресцентным методом. Кроме того, при помощи экспрессного спектрального анализа определяют широкий круг элементов.

Вторичные ореолы рассеяния Al (а также К, Na, Р, Cl, F), генетически связанные с проявлениями корунда, содержат названные элементы в избытке по сравнению с вмещающими породами. Для повышения достоверности геохимических данных результаты литогеохимических съемок следует представлять в виде карт изолиний комплексных показателей:
Геохимические методы поисков корунда, сапфира и рубинов

где Ci — содержание элементов в единичных пробах; Сф — фоновое содержание элементов; n — показатель, указывающий на обогащенность пород алюминием и железом; n1 — показатель обогащенности пород алюминием; n2 — суммарный коэффициент, учитывающий содержание алюминия и щелочных элементов: n3 — мультипликативный показатель содержания галогенов.

Другие сопутствующие корундам элементы тоже могут быть использованы при литохимических поисках, особенно при значительной их концентрации в минерализованных зонах. Однако выделять вторичные ореолы рассеяния на месторождениях этого вида сырья очень сложно из-за слабой их контрастности.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: