Введение к работе
Актуальность работы. Определение рудноформациотюй принадлежности месторождений и рудопроявлений, стадийности их формирования и зональности строения весьма важно для повышения достоверности их прогнозной оценки и выбора наиболее обоснованной системы дальнейших геологоразведочных работ.
В Приморье эти вопросы в последние годы приобрели особую актуальность в связи с открытием нового для этого региона типа месторождений олова, относящегося к касситерит-кварцевой формации и связанной с редкометальными гранитами литий-фтористого типа. Эти месторождения, наряду с традиционными для Приморья месторождениями олова касситерит-сшшкатно-сульфидной формации, стали объектами пристального изучения и проведения геолого-разведочных работ.
В связи с проявлением конвергентное отдельных признаков месторождений олова двух упомянутых формаций, задача определения фор-мационной принадлежности объектов на начальных стадиях их изучения усложняется и приобретает особую остроту.
Качественно новая информация по затрагиваемым вопросам получена автором по результатам изучения распределения электронно-дырочных центров (ЭДЦ) в кварцах из рудных объектов методом электронно-парамагнитного резонанса (ЭПР). ЭДЦ как примесного, так и собственно-радиационного характера, являются дефектами структуры кристаллической решетки кварца и наиболее тесно связаны с физико-химическими условиями минералообразования. Значимость этой информации обусловлена:
высокой достоверностью данных, подтверждаемых совпадением результатов по целому ряду ЭДЦ;
возможностью получения данных по ограниченному количеству образцов кварца при небольшом объеме каждого образца;
относительной экспрессностью и экономичностью метода.
Цель и задачи исследований. Целью работы является выявление основных особенностей и закономерностей распределения комплекса ЭДЦ в кварцах из оловорудных месторождений Приморья и обоснование их использования для решения научных и прикладных задач. В соответствии с этим определены следующие основные задачи исследований:
-
Выявление особенностей распределения ЭДЦ в кварцах месторождений олова разных рудных формаций по этапам и стадиям их формирования.
-
Установление основных закономерностей в распределении ЭДЦ в кварцах месторождений олова, связанных с физико-химическими условиями процессов минералообразования.
З.Использование полученных результатов при прогнозно-минерагенических и поисково-оценочных работах.
Необходимыми условиями решения поставленных задач был выбор представительных объектов исследований, а также получение строго сопоставимых аналитических данных по распределению ЭДЦ в кварце на протяжении всего периода исследований.
В качестве эталонных объектов выбраны хорошо изученные в процессе геолого-разведочных работ и эксплуатации месторождения Арсеньевское и Силинское (Кавалеровский рудный район) касситерит-силикатно-сульфидной формации и месторождения Тигриное и Забытое (Средне-Уссурийский рудный район) касситерит-кварцевой формации.
Сопоставимость аналитических данных обеспечивалась определением концентраций ЭДЦ в кварцах по единым эталонам с использованием контрольных проб. По завершении исследований автором были составлены контрольные серии, анализ которых показал хорошую сходимость с ранее полученными данными.
Фактический материал. Изучение распределения ЭДЦ в кварцах оло-ворудных месторождений автор проводил с 1985 по 1993 г.г. вначале в должности инженера в лаборатории радиоспектроскопии и магнитных методов (под руководством проф. Б.М.Моисеева), а затем будучи очным аспирантом ВИМСа.
Каменный материал для проведения исследований собран автором, работавшим в составе полевых партий ВИМСа, в 1984, 1987-92 г.г., а также любезно предоставлен местными геологами.
Подготовка образцов кварца к исследованиям, включающая в себя облучение аналитическими дозами ф -излучения (источник Со60, установка "Исследователь"), и определение ЭДЦ в них проводились автором на ЭПР-спектрометре фирмы "Bruker" с длиной рабочей волны X = 3 см по методикам определения ЭДЦ в порошках кварца, утвержденным Бюро Научного Совета по методам минералогических исследований (НСОММИ) (Орленев П.О., 1985; Раков Л.Т., 1984-91). Измерения ЭДЦ проводились в спинах на грамм (п х 1016 сп/г). Подбор образцов кварца по стадиям и генерациям сопровождался просмотром штуфов под бинокуляром, определением минералогических ассоциаций в отраженном и проходящем свете (шлифы, аншлифы - 160 шт.).
По месторождениям Арсеньевское, Силинское, Тигриное, Забытое было исследовано более 300 образцов кварца, в которых были определены ЭДЦ:
Ge-Li, Ti-Li, Ti-Na, [А1+ ], Ог , Еі, Д1 и отношение Ti-H/Ti-Li. Некоторые из них уже на начальном этапе исследований зарекомендовали себя как наиболее информативные при изучении гидротермальных месторождений, особенно при комплексном рассмотрении ЭДЦ (Ставров О.Д., Горячкина О.О., 1988). С учетом приводимого в работе дополнительного материала по другим месторождениям рассматриваемых формаций, автором проанализировано более 1000 образцов кварца.
Для выявления влияния химизма среды минералообразования на изменение концентраций ЭДЦ в кварце, в лабораториях ВИМСа были выполнены количественные определения содержания в кварцах щелоч
*) На основе данных многолетних детальных исследований научно-исследовательских организаций (ДВИМС, ДВГИ, ИГЕМ и др.) и геолртделов рудников
ных элементов (аналитик Гамов Ю.И.), особенно Li и Na как возможных компенсаторов при образовании ЭДЦ.
С этой же целью определялись валовые содержания Ge в кварцах (нейтронно-активационным, аналитик Салмин Ю.П.).
Для изучения условий, влияющих на возникновение собственчо-радиационных центров, был определен радиационный фон пород вмещающих месторождения (радиометрический метод измерения суммарной радиации, аналитик Гусев С.С.).
Научная новизна. Впервые, на примере Приморья, установлены основные закономерности распределения комплекса ЭДЦ в кварцах месторождений олова касситерит-сішикатно-сульфидной и касситерит-кварцевой рудных формаций и показаны ихвзаимосвязи с геологическими и генетическими факторами. Выявлено, что Ge-Li, Ti-Li, Ti-Na, [Al+], О^-центры являются наиболее информативными из ЭДЦ при изучении строения месторождений олова Приморья, их стадийности и формаци-онной принадлежности.
Установлено, что изменения концентраций ЭДЦ (Ge-Li, [Al+], OJ-) в кварце месторождений олова касситерит-силикатно-сульфидной и касситерит-кварцевой формаций отражают их вертикальную и горизонтальную зональность. Наиболее четко это проявляется на месторождениях касситерит-силнкатно-сульфидной формации, где широко развита стадийная зональность, при этом Ge-Li центр отслеживает также уровень их эрозионного среза.
Выявлено, что различия в концентрациях Ge-Li, Ti-Li, Ti-Na, [А1+], 0|"-центров между кварцами месторождений олова касситерит-силикатно-сульфидной и касситерит-кварцевой формаций связаны с физико-химическими факторами их формирования. К таким факторам, рассматриваемым в работе, относятся: 1) температура образования кварца; 2) содержания в рудообразующих гидротермальных растворах как элементов, изоморфно входящих в структуру кварца и образующих примесные центры (ПЦ), так и щелочных элементов (Li, Na) - возможных компенсаторов зарядов; 3) кислотность-щелочность гидротермальных растворов, в зависимости от изменения которых германий может находиться как в двух, так и четырехвалентной форме.
Выявленные основные закономерности распределения ЭДЦ в кварце месторождений олова Приморья позвотшн разработать способ определения их формационной принадлежности, защищенный авторским свидетельством.
Апробация работы. Результаты работы неоднократно докладывались автором в Таежной, Дальнегорской, Геолого-съемочной экспедициях ПГО "Приморгеология". Разработанный "Способ определения формаций гидротермальных месторождений", защищенный авторским свидетельством, бьш использован при оценке перспектив слабонзученных месторождений и рудопроявлений олова Приморья - Позднее, Усть-Микулинское, Скалистое, Поперечка, Рудное, что подтверждено соответ-
ствующими актами внедрения, а также справками от Таежной и Дальне-горской ГРЭ.
Объем работы. Диссертация состоит из четырех глав, введения и заключения. Общий объем работы составляет W машинописных страниц текста, иллюстрироваішого.27таблицами иб'рисунками. Список литературы включает yjA Ъ наименований.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, включая авторское свидетельство. Фактический материал и результаты исследований отражены в В тематических отчетах ВИМСа и ^"рекомендациях, выданных экспедициям ПГО "Приморгеология".
Работа выполнена в ВИМСе под руководством д.г.-м.н. В.С.Кудрина и д.ф.-м.н.проф.Б.М.Моисеева.
В ходе проведения аналитических исследований большая методическая помощь автору была оказана кандидатами ф.-м.н. П.О.Орленевым, Л.Т.Раковым, П.В.Мельниковым. В процессе выполнения работы автор получал консультации по геологии месторождений олова Приморья от геологов ПГО "Приморгеология", местных ГРЭ, рудников и сотрудников ВИМСа: П.Н.Антонова, В.А.Бажанова, А.К.Лариошкина, А.Е.Левшука, Н.П. Митрофанова, В.В.Орловского, В.Н.Политова, А.К.Руба, Т.Н.Снриноіі, О.Д. Ставрова, И.С.Столярова, Ю.В.Торгашева, Б.И.Шершакова, А.П.Грудева.
