Геохимические методы поисков флогопита

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Геохимические методы поисков флогопита

03.09.2020

Промышленность использует крупные бездефектные кристаллы флогопита с небольшим содержанием железа и повышенной концентрацией фтора, которые образуют месторождения, связанные с сильно метаморфизованными Mg-Ca породами архея и протерозоя или с более молодыми комплексами ультраосновных, щелочных пород и карбонатитов. Общие поисковые критерии месторождений флогопита: 1) древнейшие геосинклинальные области развития Mg-Ca пород с наложенным метаморфизмом амфибо-литовой стадии на породы гранулитовой фации; 2) присутствие я районе ареалов гранитизации с участками слабоизмененных продуктивных пород, в пределах которых отмечают интрузии гранитов и пегматитов; 3) метасоматические (диопсидовые) породы в участках проявления изоклинальной складчатости среди пироксеновых гнейсов, сланцев и амфиболитов вдоль тектонических нарушений; 4) глубинные разломы на щитах, в краевых частях платформ, во внутригеосинклинальных поднятиях и срединных массивах; 5) зональные интрузивы кольцевого строения, в составе которых особенно благоприятны тела пироксенизированных или меланитизированных оливинитов; 6) сочетание гипербазитов с телами ийолит-мельтейгитов, нефелиновых и щелочных сиенитов, карбонатитов, а также участки повышенной трещиноватости в этих породах.

Предпосылки применения геохимических методов. Благоприятны сочетания контактирующих контрастных по составу магматических и метаморфических пород, обогащенных Mg и К. Чем сильнее различие в составе пород между этими элементами, тем больше вероятность формирования месторождений при воздействии минералообразующих растворов. Промышленная ценность флогопитовых проявлений определяется интенсивностью K-Mg метасоматоза, который приводит к образованию зональных тел (флогопитовых, диопсидовых, диопсид-флогопитовых, диопсид-амфиболовых, диопсид-ортоклазовых) с центральным ядром в виде флогопитовой зоны. Промышленные флогопитовые жилы, в раздувах которых встречают наиболее ценные кристаллы флогопита, иногда секут метасоматическую полосчатость.

Минеральный состав флогопитовых зон и жил разнообразный; диопсид, амфибол, флюорит, фтор-апатит, кальцит и др. (метаморфогенные месторождения). Еще более разнообразен состав в месторождениях, связанных с комплексами ультраосновных и щелочных пород и карбонатитов.

Элементами-индикаторами флогопитового оруденения являются Mg, К, F, а также группа ОН и, судя по данным изучения отдельных регионов, Sr, Ba, Li, Rb, Cs. Состав ореолов вокруг метасоматитов ввиду перераспределения элементов в зонах контакта пород разнообразный. При формировании по гранито-гнейсам диопсидовых тел, ассоциирующих с флогопитовым оруденением, установлены вынос К и Rb, привнос Mg, Li и Cs. Калий и рубидий особенно интенсивно накапливались в экзоконтактах диопсидовых тел: диопсид-полевошпатовой зоне со стороны гнейсов и кальцифировой зоне со стороны мраморов. Содержание Mg, заимствованного из мраморов, последовательно снижается от мраморов (12,4%) к кальцифирам (11,2%), диопсидовым (10,2%) и диопсид-полевошпатовым (1,3%) породам, гранито-гнейсам и гнейсам с диопсидом (0,4%)- Литий и цезий привносились извне — их количество уменьшается по обе стороны от диопсидовых тел с флогопитом, т. е. к гранито-гнейсам и мраморам. Между Li, Cs и Mg существует корреляционная зависимость, которая проявляется в постепенном увеличении значения Mg/Li от гранито-гнейсов к мраморам, что свидетельствует о выравнивании их химического потенциала по магнию.

К важнейшим элементам-индикаторам относятся фтор и хлор, присутствие которых в минералообразующих растворах доказывается как парагенезисами флогопита со скаполитом и гуммитом, так и высокими концентрациями этих элементов в газожидких включениях и в самих флогопитах. Магний и фтор в флогопите связаны прочнее, чем железо и фтор, поэтому возрастание химической активности фтора способствует кристаллизации менее железистых и более качественных флогопитов, чему благоприятствует и пониженное содержание железа в окружающих породах.

Маложелезистые флогопиты с высоким содержанием фтора обнаружены в качестве породообразующих минералов в мраморах и кальцифирах Памира, Алдана и некоторых других районов. Ho из-за малых размеров и небольшого количества кристаллов эти флогопиты бесперспективны. В околоскарновых кальцифирах встречаются в небольших количествах перекристаллизованные крупные кондиционные кристаллы чуть более железистого флогопита. В магнезиально-скарновых телах иногда образуются и промышленные его концентрации, но основная масса флогопита приурочена к жилам и гнездам в околотрещинных магнезиальных скарнах и имеет еще большую железистость. Увеличение содержания Fe во флогопите в рассматриваемом случае обусловлено, по нашим представлениям, снижением давления в процессе раскрытия трещин, что способствовало и образованию более крупных его кристаллов. О возможностях применения фтора в качестве эффективного индикатора флогопитоносности свидетельствуют результаты опытных геохимических исследований. Установлены различия в количестве фтора в флогопитах, диопсидовых породах (0,007—0,26%) и вмещающих их гранитах (0,009%), а также в кристаллических сланцах и гнейсах. Количество фтора в биотите, флогопите и роговой обманке при их выветривании уменьшается на 30—40%. Степень выноса фтора увеличивается с. уменьшением размеров частиц. Максимальные концентрации фтора установлены в поверхностных болотных водах ландшафтов кислого глеевого класса, где много органического вещества (перманганатная окисляемость 25—30 мг/л О2). В надмерзлотных грунтовых водах ландшафтов кислого класса фтора и органического вещества мало (перманганатная окисляемость 1 мг/л О2). Содержание фтора и органического вещества в ручьях, формирующихся из болотных и надмерзлотных грунтовых вод, коррелируется с содержанием фтора в растениях, т. е. фтор вначале проходит через биогенный цикл. При исследовании распределения фтора в воде необходимо учитывать величину перманганатной окисляемости (косвенно указывающей на содержание органического вещества) в соответствии с экспериментально установленной линейной зависимостью у = 0,066+0,0087х. Прямая BA на рис. 14 отвечает этому уравнению, а прямые CD и EF ограничивают фоновые значения фтора в водах вне зоны действия флогопитовых месторождений в зависимости от величины перманганатной окисляемости при доверительной вероятности 0,90. Минимальное аномальное значение коэффициента F, рассчитанного из уравнения прямой CD (у = 0,66+0,067+0,087x), равно 0,009. Аномальные значения коэффициента F прослеживаются вниз по склону от исследованного флогопитового проявления на 150 м, что значительно больше ореола аномальных значений Cl, S и Mg. Постоянные водотоки, на водосборной площади которых сосредоточены проявления и месторождения флогопита, не обладали аномальными значениями коэффициента F.
Геохимические методы поисков флогопита

Повышенные концентрации фтора отмечаются и в первичных литогеохимических ореолах. Аномалиями фтора отчетливо обрисовываются флогопитовые месторождения, образовавшиеся на контактах оливинитов с щелочными породами. Содержание фтора в ийолит-мельтейгитах внешнего контакта колеблется от 0,02 до 0,08%, в зоне же развития флогопитовых пород по измененным оливинитам оно возрастает до 0,4% F. Минералы, богатые F и Cl, имеют поисковое значение.

Вблизи флогопит-кальцитовых жил в укрупненных зернах кальцита из мраморов много Sr (0,14%) и Ba (0,024%). На некотором удалении от жил внешние изменения мраморов не устанавливаются, но бария в кальцитах (0,017%) примерно в 5 раз больше, чем в неизмененных мраморах. Содержание Sr и Ba в кальцитах возрастает по мере развития регрессивного метаморфизма от доломитовых к кальцитовым мраморам, карбонатным метасоматитам и кальцит-сульфидным прожилкам. На фоне общей последовательности устанавливаются частные отклонения в сторону резкого увеличения содержаний бария, обусловленные уменьшением давления вблизи тектонических нарушений, повышением температуры вблизи магматических тел или резкими изменениями состава растворов на контакте разных пород. Резкое повышение содержания Ba в кальцитах из промышленных жил связано с резким уменьшением давления в участках жилообразования и некоторым увеличением щелочности растворов. Однако выявленные закономерности базируются на ограниченном числе проб, отобранных в пределах одного месторождения, что не позволяет пока рекомендовать Ba и Sr в качестве элементов-индикаторов для широкого внедрения в практику.

В флогопитах, относящихся к промышленно-ценной генерации, установлены повышенные концентрации водорода среди находящихся под большим давлением адсорбированных газообразных примесей, приуроченных к дефектным участкам кристаллов, что позволяет надеяться на использование этой закономерности для предварительной оценки качества кристаллов по мелким его обломкам и шламу.

Методика работ. При поисково-съемочных работах в масштабе 1:50 000 и мельче геохимические исследования проводят с целью выделения продуктивных для флогопитовых месторождений комплексов пород на основании таких элементов-индикаторов как К, Mg, Ca, что имеет особенно большое значение в задернованных районах. Гидрогеохимическое опробование на фтор можно рекомендовать проводить на участках, выделенных при геологосъемочных работах в масштабах 1 : 50 000—1 : 10 000. Рекомендуются для опробования источники надмерзлотных грунтовых вод и поверхностные болотные воды. Воды постоянных водотоков не представляются перспективными для опробования. Максимальных размеров (150—200 м) ореолы рассеяния фтора достигают в избыточно увлажненных ландшафтах кислого глеевого класса. Обнаружение вторичных ореолов рассеяния фтора позволит значительно сузить площади, перспективные для детальных поисковых работ. Аналогичные задачи при поисковых работах в масштабах 1 : 10 000—1 : 2000 решаются и на базе литогеохимических ореолов, при этом для определения содержания F и Cl успешно применялись нейтронно-активационные геофизические исследования. Среди геофизических работ, которые рекомендуется проводить в комплексе с геохимическими, заслуживают внимания электроразведка, магниторазведка и у-съемка. Контакты разнородных пород и тектонические нарушения картируют методом радио-КИП и с помощью магниторазведки. Выделение флогопитовых тел проводится методами ДЭП и наземной v-съемки.

Выявленные объекты оцениваются по степени их продуктивности, исходя из масштаба и интенсивности K=Mg метасоматоза и соответствующей зональности, крайним членом которой являются флогопит-диопсидовые породы. Флогопитизация сопровождается иногда железистым метасоматозом с образованием роговой обманки, паргасита или магнетита, а иногда, наоборот, выносом железа. Наличие в составе зон минералов с большими содержаниями F и Cl (флюорит, фтор-апатит, флогопит, скаполит и др.) указывает на промышленную минерализацию, которая часто связана с флогопитовыми жилами, занимающими секущее положение по отношению к первичной метасоматической полосчатости. Качество сырья оценивается по содержанию Fe и F в флогопитах и сопутствующих минералах — чем меньше железа и больше фтора, тем качество лучше. Маложелезистые флогопиты следует ожидать в участках с умеренной тектонической активностью (где образование крупных месторождений мало вероятно) при благоприятном составе вмещающих пород и высокой концентрации фтора в растворах.

Различия в содержании элементов в минералах можно использовать и при разведке. В частности, продуктивные флогопитовые тела отличаются от окружающих пород отрицательными значениями у-активности, что благоприятствует проведению у-спектрометрических исследований с целью уточнения контура промышленного ослюденения по концентрации изотопа 40K. Эти контуры подтвердились при проходке горных выработок.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: