Предпосылки применения геохимических методов поисков асбеста

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Предпосылки применения геохимических методов поисков асбеста

03.09.2020

Благоприятной предпосылкой для использования геохимических методов поисков асбеста является то, что асбестоносные серпентиниты характеризуются более разнообразным видовым составом и высоким количественным содержанием минералов и элементов по сравнению с неасбестоносными. Это положение основано на данных об условиях образования асбеста- Общепризнано, что образование хризотил-асбеста происходило в два этапа. На первом в результате автометаморфйзма происходила равномерная серпентинизация ультрабазитов под действием растворов, изначально содержащихся в гипербазитовой магме или ассимилированных последней из вмещающих пород. На втором, собственно продуктивном этапе формировались асбестоносные тела за счет серпентинизации гипербазитов гидротермальными растворами. В период интенсивного асбестообразования процессы серпентинизации протекали при относительно длительном существовании различных термодинамических уровней в предварительно измененных гипербазитах. Последние в результате незавершенной серпентинизации по своему составу были благоприятны для формирования хризотил-асбеста. Судя по результатам анализов и расчета баланса вещества, при асбестообразовании циркулировали слабоминерализованные растворы, содержащие H2O, Cl, F, СО2, Hg (глубинный источник); основная масса компонентов заимствовалась из пород субстрата (Si, Mg, Fe, Na, Ti и др.). Хлорсодержащие растворы, способствуя растворению минеральных фаз, катализировали реакции асбестообразования.

Хризотил-асбест состоит в основном из Mg, Si, Н2О (водный силикат магния), а антофиллит-асбест — из Mg, Si, Fe. Широкое развитие перечисленных элементов в породах, вмещающих асбестоносные тела, исключает применение их в качестве геохимических индикаторов. В связи с этим при геохимических поисках месторождений асбеста целесообразно использовать элементы-примеси: Ni, Co, V, Cr, Cu, Ti (магнетит, пирит, сульфиды никеля, кобальта, меди), Sr, Ba (барит, карбонаты), Cl, F (серпентины, брусит, апатит), Hg (сульфиды, карбонаты).

Элементы группы железа (Ni, Co, V, Cr, Cu, Ti) при процессах асбестообразования мигрируют, перераспределяются, что приводит к формированию положительных и отрицательных аномалий вокруг продуктивных тел. Так, при аллометаморфической серпентинизации и асбестообразовании никель перераспределяется, что сопровождается образованием самостоятельных минеральных фаз (самородное никелистое железо FeNi3).

Важнейшими индикаторами асбестовой минерализации являются хлор и фтор. Отмечается прямая корреляционная зависимость между содержанием в породах хлора и степенью их серпентинизации. В серпентинизированных дунитах и свежих перидотитах присутствуют соответственно 0,3 и 0,04% Cl. В неизмененных ультрабазитах (~5% серпентина) содержание Cl составляет 0,007%, в среднесерпентинизированных (10—75%) породах 0,030%, а в интенсивно измененных гипербазитах 0,080%.

Сравнительное изучение хризотил-асбестовых и неасбестоносных массивов показывает обогащенность первых хлором. Высокие концентрации этого элемента в асбестоносных зонах обусловлены воздействием минералообразующих растворов на породы субстрата, приводящим к увеличению в них количества минералов и жидких включений, содержащих хлор. В серпентиновых жилках из измененного дунита (Квебек, Канада) содержится 0,5% Cl, около контактов хризотил-асбестовых жил 0,8% Cl, а в оливине не >0,001% Cl. Присутствие хлора в асбестообразующих растворах оказывало значительное влияние на распределение железа между бруситом и силикатами, приводя к обогащению им брусита. Хлоридным составом гидротермальных растворов объясняются повышенные концентрации ртути (от 18*10в-6% до 20*10в-6%) в хризотил-асбестах. Экспериментально доказано, что ртуть может переноситься в виде хлор-комплексов.

Присутствие фтора в серпентинизирующих растворах доказывается результатами химических анализов: 0,001% в неизмененных ультрабазитах и 0,15% — в серпентинизированных. Значительно более высокие концентрации F отмечаются в антофиллити-зированных гипербазитах, в которых устанавливаются фторсодержащие амфибол-асбесты.

Важной составной частью асбестообразующих растворов является углекислота, о чем свидетельствуют результаты химических анализов гипербазитов и состав жидких включений. Содержание CO2 в серпентинизированных ультрабазитах составляет 0,2—0,4%, что в 100—200 раз больше, чем в неизмененных или слабоизмененных породах. В антофиллитизированных гипербазитах количество CO2 колеблется от 0,4 до 7,9%.

Контрастность распределения элементов в неизмененных ультрабазитах зависит от количественных сочетаний в них минералов-концентраторов. При автометаморфической и значительно больше при аллометаморфической серпентинизации происходило перераспределение элементов. На первых стадиях метаморфизма в гипербазиты (месторождения антофиллит-асбеста) происходит привнос К, Na, Si и вынос Fe, Mg, CaO, а на стадии антофиллитизации (и асбестообразования) — значительный привнос CO2. Миграция и перераспределение элементов обусловливают возможность формирования ореолов вокруг асбестоносных зон. В качестве типоморфных индикаторов месторождений хризотил-асбеста могут быть Cl, F, SO2, Hg, Sr, В, элементы группы железа, а антофиллит-асбеста — F, К, Na, Р, Cl.

Индикатором хризотил-асбестовой минерализации являются положительные аномалии Cl, F, SO2, Hg, Sr, Ba, В и отрицательные Ni, Co, Cu, Ti, V. В связи с тем что при асбестообразовании необходимые компоненты заимствовались из вмещающих пород, около асбестовых тел наблюдают сочетание положительных и отрицательных аномалий и резкие дисперсии содержания таких элементов как Ti, Cr, V, Ni. Вокруг хризотил-асбестовых зон развиваются ореолы хлоридной (220° С) и сульфидной форм ртути.

На месторождениях родусит-асбеста, не имеющих установленной связи с гранитами, отмечаются аномалии фтора (рис. 11).

Геохимические критерии поисков антофиллит-асбеста связаны с особенностями состава исходных гипербазитов и последующих процессов их метаморфизма. При этом учитывают повышенное содержание в них Cr, Ni, Co, Cu. Вокруг ультрабазитов, вмещающих антофиллит-асбест, развиваются эндогенные ореолы этих элементов. Эндогенные ореолы повышенных содержаний Cr, Ni, Co, V и отрицательных аномалий Ti установлены на Сысертском антофиллитовом поле. Важным признаком для обнаружения антофиллит-асбестоносных зон является сочетание положительных и отрицательных аномалий Ti, уверенно фиксирующих эпицентр продуктивной минерализации.

Опытно-методические работы по применению геохимических методов поисков антофиллит-асбестов на нескольких рудных полях показали их эффективность и целесообразность. Продуктивные тела асбестов, встреченные в гипербазитах, по данным А.П. Бачина, сопровождаются ореолами Ni, Co, Cr с содержанием 0,01—0,05% (до 0,2%) при фоновых значениях 0,005%. В рыхлых образованиях над антофиллит-асбестовыми залежами установлены положительные аномалии Ni, Cr, Mo, Co и отрицательные Ti.

Геохимические методы при поисках асбестовых залежей в открытых районах также могут широко и эффективно применяться. При этом можно осуществлять: а) определение материнской породы, с которой связано асбестовое оруденение; б) выявление слепых и глубокозалегающих асбестовых тел; в) определение объема тел и качества сырья; г) выделение конкретных площадей для проведения поисков путем установления формационйой принадлежности ультрабазитов.

Благоприятными для формирования асбестоносных зон являются массивы дунит-гарцбургитовой формации, состоящие из перидотитов, гарцбургитов, в которых весовые отношения Mg/Si = 1,25—1,29 близки к таковым в хризотил-асбесте, а содержание пироксенов колеблется в пределах 10—20%. Асбестоносность обусловливается также характером последующих изменений этих пород. Сравнительно мелкие по масштабам месторождения связаны с породами пироксенит-перидотитовой формации (Карачаевский тип). He перспективны для асбестообразования по своему химическому составу и физическим свойствам интрузивы дунит-клинопироксеновой и дунит-пироксен-габбровой формаций. Степень серпентинизации ультрабазитов, как процесс гидратации первичных безводных силикатов магния и железа, оказывает существен-вое влияние на формирование асбеста и является важным оценочным критерием. Крупные промышленные месторождения хризотил-асбеста обычно локализованы в частично серпентинизированных гипербазитах. Для последних характерны неравномерность и незавершенность серпентинизации, степень которой колеблется в пределах 40—60%, а также проявление стадии хризотилизации. Интенсивно проявленные процессы дорудной серпентинизации (автометаморфизм) и широкое проявление антигоритизации (конечные стадии) неблагоприятны для образования хризотил-асбеста.

Характер и степень серпентинизации проявляются прежде всего в изменении парагенных ассоциаций минералов, характерных для различных стадий процесса: а) первичная ассоциация ультрабазитов (оливин, энстатит, хромшпинелид); б) ассоциация ранней автометаморфической серпентинизации (хризотил, лизардит, брусит, когенит), магнетит не устойчив; в) продукты наложенной аллометаморфической серпентинизации (хризотил-асбест, маггемо-магнетит, брусит), развивающиеся под действием гидротермальных растворов на месте ранних ассоциаций. При серпентинизации пород субстрата первоначально неблагоприятные для формирования асбеста образования становятся благоприятными (уменьшение значения Mg/Si при привносе кремнезема в дуниты).

К ведущим оценочным признакам месторождений хризотил- и антофиллит-асбеста относится зональность. Отмечается определенная закономерность в изменении степени серпентинизации ультрабазитов в вертикальном разрезе (уменьшение ее с глубиной). На фоне единой закономерности наблюдаются локальные изменения степени ее интенсивности, связанные с тектоническими подвижками. В целом степень серпентинизации имеет непрерывно-прерывистый характер. Преимущественная серпентинизация ультрабазитов вблизи поверхности и уменьшение ее с глубиной связаны с тем, что наиболее интенсивному воздействию летучих и кислотных компонентов подвержены интрузивы в приповерхностных зонах. Xaрактерно, что интенсивность серпентинизации прямо коррелирует со степенью окисления железа. Максимальные значения степени окисления типичны для хризотиловых серпентинитов. Понижение железистости наблюдают в хризотиловых серпентинитах, при формировании которых выносится железо (f 0,040—0,050).

На месторождениях антофиллит-асбеста центральные части залежей сложены тальк-антофиллит-карбонатными породами с реликтами серпентина, сменяющимися к периферии тальк-карбонат-антофиллитовыми и антофиллит-тальковыми зонами. Промышленная концентрация асбеста приурочена в основном к антофиллит-тальковой зоне. Во вмещающих асбест породах устанавливаются аномалии U, Mo, Zr; в тремолитовых и антофиллитовых породах устанавливаются ореолы Cr, Ni, Co, Ti. Благоприятной предпосылкой для использования геофизических методов являются четкие различия физических свойств асбестоносных образований и вмещающих их пород.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: