Способ разбраковки гранатов при поисках алмазоносных кимберлитовых трубок

 

ЬЭ

4Р О

Ф

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5020661/25 (22) 26,11.91 (46).15.1293 Бюл. Na 45 — 46 (71) Институт геохимии и физики минералов АН

Украины (72) Колесник Ю.Н„Вильковский ВА; Вишневский

АА (73) Институт геохимии и физики минералов АН

Украины (54) СПОСОБ РАЗБРАКОВКИ ГРАНАТОВ ПРИ

ПОИСКАХ АЛМАЗОНОСНЫХ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК (57) Использование: при проведении минералогогеохимических поисков алмазоносных кимберлитов. (в) RU (11) 2004914 С1 (51) о

Сущность изобретения: производят отбср зерен гранатов, их анализ посредством рентгено-спектрального микроанализатора и, исходя из термоди— намической оценки уровня глубинности каждого индивидуального зерна гараната, судят о его принадлежности и парагенезису с алмазом Вычислительная процедура оценки уровня глубинности формализована в виде программы для ЭВМ. В ее основе лежит сравнение состава излучаемого граната с подобранным по определенным правилам

"эталоном" — составом граната с заранее рассчитанным по ортопироксен-гранатовому геобарометру давлением. 3 ил.

2004914

Изобретение относится к минералогохимическим методам поиска месторождений полезных ископаемых, а именно алмазоносных кимберлитов, Известны способы разбраковки зерен пиропа — спутника алмаза из терригенных отложений, в основе которых лежит статистическое выделение генетически связанных с алмазом разновидностей пиропов по особенностям либо химического состава либо спектроскопических свойств. На статистическом материале строятся дискриминационные линии, оконтуривающие состав или свойства гранатов, Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключающемся в отборе зерен гранатов, их анализе посредством рентгено-спектрального микроанализатора и расчете давления, характеризующего область равновесия граната во всем допустимом интервале температур (900-1400 С), производят сопоставление результатов расчета с линией равновесия графит - алмаз, линией

ПальмО1F83AI2SI3012+ и н,1)М936Ю!012 = и пграсс(2) СазАЮ13012+ Ag>q(2) Mg3CrzS13012 - AyeQ2 Ca3CrzS13012+ ппи(2) М93А!23!3012 (2)

ПальмО3 г.ЕЗА!23!3012 + Пув(3) СЗЗСГ2$!3012 ПРвСгО3 F83Ct2SI3012+ Пгросс(3) СазА!25!3012 (3) Недостатком указанных способов явля ется то, что в них не использован аппарат математической статистики и поэтому неясно, насколько положение полученных дискриминационных линий зависит от объема исследованной выборки.

Известен способ поисков алмазоносных кимберлитовых трубок (прототип) путем отбора гранатов из аллювия и определения в них окиси хрома и окиси кальция и по наличию гранатов с содержанием СаО<1,6+ 0,38 Сг20з вес., при содер. жании Сгг03>5 вес.7; устанавливают наличие алмазоносных кимберлитовых трубок. ,Однако известно достаточно примеров, когда малохромистые гранаты также ассоциируют с алмазом, Об этом же свидетельствуют результаты применения современной термобарометрии, доказывающие, что PT-условия устойчивости некоторых сравнительно малохромистых гранатов из пироповых лерцолитов и гарцбургитов со ответствуют условиям стабильности алмаза наряду с высокохромистыми и малокальциевыми гранатами, Целью предложенного способа является повышение достоверности и надежности разбраковки гранатов по их составам. геотермы для поверхностного теплового потока 40 мВтlм и полями устойчивости в Р, Т координатах гранатовых перидотитов. Если рассчитанное для данного зерна давление во всем интервале температур 900-1400 С соответствует полю гранатовых перидотитов иэ области устойчивости алмаза, данное зерно относят к парагенеэису с алмазом; в противном случае данное зерно либо не связано с

"0 алмазом (рассчитанные для него давления в интервале 900-1400 С попадают в область устойчивости графита), либо его интерпретация не однозначна. При этом расчет давления для произвольной постоянной

15 температуры производят по формуле

P - Рл + Л Р, где Ра — давление. заранее вычисленное с применением ортопироксенгранатового геобарометра для граната-эталона, который выбирают таким образом, 20 чтобы смещение химического состава между изучаемым зерном и эталоном описывалось изменением только двух внешних параметров; температуры и давления.

Обоснованием способа служит установ25 ленная в Р, Т координатах область устойчивости алмаза, ограниченная со стороны низких давлений экспериментально установленной линией равновесия графит - алмаз и со

30 стороны низких температур — геотермой древних кратонов, рассчитанной для поверхностного теплового потока 40 мВт/мг, а также поле устойчивости гранатовых перидотитов мантийного происхождения.

35 Предлагаемый способ построен на сравнении состава изучаемого зерна граната с некоторым эталоном-составом граната с заранее рассчитанной по ортопироксенгранатовому геобарометру величиной рав40 новесного давления (Р) для серии температур. Давление рассчитывается по формуле Р = Рл+ h, P, где Л Р вЂ” приращение давления, обусловленное разницей химических составов между изучаемым зерном гра45 ната и выбранным эталоном. Величина Л P рассчитывается по уравнению смещенного равновесия для обменных реакций между миналами, описывающих разницу в химических составах. В рамках системы с участием

50 6 наиболее распространенных компонентов, участвующих в составе граната — CaO, Mg0, Fe0, А!203, Сг20з, SIO2 — может быть только три типа обмена катионами между миналами.

55 иа г® ЕезбггЯ!3012 + пли(1) М93А!2%3012 (1) 2004914 о

Ппи ®

0,382 (5) о

Ппи (2) если -0,382, то

Пои (2)

25 пои ф + ппи 01 =-nn«

Условия, при которых баланс между массами миналов из соотношений (4) соответствует обменной реакции, можно . получить, сопоставляя стехиометрические коэффициенты (в общем виде они равны либо (2> ю = - 1, либо и = + Ill /п ) с их стандартными выражениями по теории И.P.Ïðèãîæèíà:

nl — n

И = = бп!/бф, где — координата обменной реакции; nl — начальное значение в содержании минала. Это приводит к следующему ограничению, накладываемому на величину смещения в содержании миналов: отношения между начальными и конечными (nl ) количествами миналов постоянны и равны либо о о о

Ппи (2) + Ппи ® = nn«

Поскольку значения п n«и и п«известо ны (они рассчитываются, исходя иэ конечного и начального составов граната, см. выше), данная система уравнений позволяет опре35 делить количество миналов пиропа, принимающих участие по отдельности в реакциях . (1) и (2), т,е. n ï«(2) и т.д. Аналогичные системы можно составить для всех других миналов, 40 Величина приращения давления вычисляется по уравнению смещенного равновесия реакций (4), При произвольной постоянной температуре оно приводит к следующей формуле, применяющейся для

45 вычислейия Л P:

nl /nl - 0,382; либо и! /nl ® - 1/0,382.

Аналогичные ограничения накладываются на обмены типа (1) и (3). В двух сопряженных обменных реакциях отношения начального и конечного значений в содержаниях миналов должны быть обратными. Например, в случае пиропового компонента имеем

Здесь обозначения пальм® и т,д. — со- состоит из итомов !, а подрешетка у — из ответствуют числу молей некоторого мина- атомов J, равна произведению xi! = yi" у!". ла, участвующего в катионном обмене Затемследуетпривестисодержания минаопределенного типа (число в кружочке обоз- лов к рассматриваемой 6-компонентной начает номер обценного соотношения). 5 (см, выше) системе.

Суммы вида пальм 1 )+ пальм(3) пальм и т.д. Величины приращения давления Л Р, равны содержанию минала на формульную соответствующие смещениям в содержаединицу граната сложного состава, которое нии миналов по реакциям (1) — (3), должны вычисляется из химического состава гра- быть одинаковыми для каждой из реакций, ната. Методика пересчета химического со- 10 поскольку речь идет о приращении интенстава на миналы отличается от сивного параметра. В настоящем изобреобщепринятой, тении для численной оценки величины приращения Л P используется соотношеОсновное содержание принятой нами ние (2), которое удобно представить в виде методики пересчета на миналы состоит в 15 линейной комбинациичетырехстадий(они следующем. Если обозначить долю I-ro получаются путем последовательного деатома в додекаэдрической подрешетке ления правой и левой части соотношения (х) граната у!", а долю J-ro атома в октаэд- (2) на каждое иэ мольных количеств, участрической(у) подрешетке как у!", то мольная вующих в обмене) доля минала xl, в котором подрешетка х 20

Пкн О2 пув О2 ппи (2)

СазА!2Я!01г+ МдзСггЯ!012 СазСггЯ!зОа + МцзА!2Я!зО!г пгр (2) пгр Q пгр (2) пгр (2) Пув С2) пни (2)

СазА!2Я!з0!г + МцзСггЯ!з012 - СазСггЯ!з012 + МдзА!2Я!з012 пкн О2 Пкн О2 пкн О2

n p Q2 пкн O2) пп«(2)

СазА!2Я!зО!г + МцзСггЯ!з012 = СазСггЯ!з012+ МдзА!2Я!э012 пув О2 пув (2) пуе (2) пгр (2) пкн Q2 Пув (2)

СазА!2Я!з012+ МдзСггЯ!зО!г = СазСггЯ!з0 2+ МцзА!2Я!зО!г

Ппи О2 Ппи О2 Пои (2) (4) 2004914, av

anw (Уа а + Уаая )

КМц:Са +

=уааауСа ((y(g+YI4g)CMg:c у

DMgÑg ваР () j+Y4 УСа ((УСа + УУа ) Cgrr ca а:са . "I г 1 1

Dgас.вхР (— ))+Yhg óIrr)gëg Fg =ув усауба "

УСа + y5e г Ре:Са ууе 2 ) ь х (Y)rl +YI:r ) (+ I:cr.Mg А;св,Mg )

+ yKI — УЬ уй+УЬ

KFe:Са +

10 ции — стадии из системы (4) и затем суммируются результаты всех четырех стадий. Выражение для химического потенциала любого (I-го) минала: — EMg:Cà

УЬ где ZMg:са

УЬ +УЬа

FMg:Са уге

EFe:Ñà ус. +Ф.

ZFe:Са

EFe Ca

Обозначения yMg и т,д. соответствуют доле атома из додекаэдрической подрешетки гранатов; у с и т.д. — доля атомов из октаэдрической подрешетки гранатов, 3хачения констант (Дж/моль):

CCa: Mg 0 05188; KCa; Mg = 0,03262;

0Са . Мц = -0,4235;

Fca: Мц = + 0,00841; ЕСа: Мц = 0 095246

CCa: Fe = " 0,1502; KCa: Fe = 0,02081;

DCa: Fe = - 0,04864;

ECa: Fe = + 0,09261; Fca: Fe = + 0,006687 g: Fe = - 0,0013; )РА): с, Мц = 0,0945;

)Y А1: с, Mg = 000657;

Ь =4.

Величина А в уравнении (6) соответствует сродству обменных реакций. Общий вид производных по числу молей от сродства (— -)„=

a", (.р (2

a» i " (вг1(г,(, j 4Р где / обозначают все компоненты, участвующие в рассматриваемой стадии из системы (4), не относящиеся к!. Эти выражения подставляются в (6). Численное интегрирование на интервале составов, заключенном 45 между исследуемым гранатом и гранатомэталоном, выполняется для каждой реакG yCa yMg ((Ю» T W ") УСа + и) 2

hI = — Y .)" чар аn)2

dnI 2 .(6) а 2 т,р

На каждой стадии из системы (4) интегрирование выполняется по переменной, имеющей стехиометрический коэффициент

1) = 1(в этом случае dnl 2 = d Q и затем суммируем интегралы по всем стадиям. ач av

Здесь чу,p - 7, а — 0.055 + а + аnI ап»

a v ач

anÄ„an„„ где V — объем твердого раствора граната;

Ч (избыточный объем смещения, отнесенный к одному молю твердого раствора) = о х aGE ,и) =,и) + 3RT In y(2+ 2RT Ь уp+ ап где аи 9 — катионы!-го минала из додекаэдрической и октаэдрический подрешеток соответственно.,и — константа (свободная энергия рассматриваемого минала). Избыточная свободная энергия на один моль сложного твердого раствора граната равна:

+ (вн - Т вз ) Умц )+ Уса yFe ((()са,Fe Уса +

G G х х х () х

+ с(" Fe,Са yFe ) + yMg yFe (1()(нА(2)УМд +,(2) х х х х

+ )(1(нРу(2)УРе") УМц"УРе"Т «4ц Fe

Значения констант(Дж/моль): внР" = 12552;

«)s "= «)з "= 20,4 Дж/м К: wCi = 50794; н(1) н(2) г«Са Fe = 13680; й>Ре,Ca = 9080; 1/)УнА(2) =

=- 15760; WylPy(2) =36170; «4цУe= 5,7 Дж/М К.

Обмен катионами, например в форме реакций (4), может быть связан не только с изменением химического состава граната, В качестве обязательного вклада в интервал (6) он присутствует как следствие формальных перестановок между катионами s пределах каждой подрешетки граната. Чтобы

2004914

10 оценить в чистом виде величину Л Р, обусловленную изменением химического состава граната при произвольной постоянной температуре, необходимо весь комплекс вычислений по уравнениям (5), (6), (7) произвести дважды: во-первых, когда начальный состав соответствует составу граната-эталона, а конечный — составу изучаемого граната; во-вторых, при условии, что в системе уравнений (5)n> - п = содержанию i-го минала в изучаемом гранате. Второй результат следует вычесть иэ первого.

10

Далеко не каждая пара составов граната пригодйа для вычисления приращения

Л Р по предлагаемому способу. Должна быть гарантия того, что изменение состава (имеется в виде содержание 5 учитываемых компонентов) в пределах составов выбранописывается смещением в содержаниях миналов потрем сопряженным реакциям катионных обменов (1) - (3) без какого-либо дополнительного приноса и выноса компонентов. Другими словами, необходимо, чтобы изменение только двух интенсивных параметров. Р и Т (при постоянной температуре лишь Л P) было ответственным эа смещение состава между исследуемым

30 гранатом и гранатом-эталоном. Отсюда вытекает ряд критериев, позволяющих выОрать для каждого исследуемого граната подходящий эталон: !) Система уравнений типа (5) для всех миналов(Пи, Гр, Кн, Ув, Альм, РезСг2$!30и) должна. давать положительные решения.

2) Значения Л Р, вычисленные при смещении миналов в противоположных направлениях для одного и того же интервала

45 составов, должны быть одинаковыми в пределах погрешности +5 кб для каждого из направлений. Например, в случае смещений в содержаниях пиропового минала отношение между начальным и конечным содержаниями должно быть либо таким, которое приведено в соотношении (5), либо обратным. В обоих случаях результат определения Л P должен быть одинаковым в пределах двойной погрешности +10 кб.

Данный критерий непосредственно вытекает иэ требования о равновесии смещений в содержаниях миналов по обменным реакциям,, 3) Предыдущее условие, а также рас55 сматриваемая нами природа смещений в содержаниях миналов, связанная с обменными реакциями, накладывают Жесткие ограничения на соотношения между приращениями содержания миналов и их величиной пары гранатов целиком и полностью. 20 ну. В идеале должны выполняться следующие равенства: и»» () о о о о

Ппн + Пув Пгр Пкн пкн ф Л по, .Q)

С2 1 (9)

Лпкн (2 Л ппи 2).

Поскольку Са д изоморфны в составе граната, знаки приращений Апов и Ьпкн с одной стороны иЛ nrp Лпув — с другой— должны быть противоположными. Аналогичным соотношениям подчиняются и остальные приращения. На самом деле указанные соотношения практически никогда строго не выполняются, поэт му они заменены полуэмпирическими приближениями, обеспечивающими сходимость s пределах погрешности+5 кб между результатами вычисления давления по предлагаемой методике и его оценками на основе гранат-ортопироксенового геобарометра. а) IRSI < 0,12 б) !!ПС2! < 0,45 в) Если приращение минала по абсолютной величине !Лп I < 0,007, его знаком пренебрегаем. Должны выполняться следующие неравенства между абсолютными величинами приращений миналов: !

Апти! !Лпкн!, !Ь Пгрl !ЛПувl

При выполнении перечисленных условий достаточно надежная оценка величины давления получается, если по абсолютной величине Л по> 0,15. Остальные случаи требуют дополнительного подтверждения.

Если величина всех приращений Л n I < 0,1, результат вычисления считается ненадежны.

Прежде чем переходить к вычислениям величины давления для изучаемогсг зерна граната, необходимо сформировать таблицу составов для гранатов-эталонов (это можно сделать, например, по литературным данным). Требования к такой таблице сводятся к следующему: пары гранат-ортопироксен, по которым рассчитывается величина Ро, должна состоять из однородных пр составу ми ералов беэ каких-либо признаков неравно сных взаимоотношений. Количество сос ов граната-эталона, входящих в таблицу, д но быть по возможности большим и охватывать всевозможные генетические типц гранатовых перидотитов.

2004914

Таблица, состоящая из 100 составов гранатов-эталонов позволяет найти подходящие пары приблизительно в 50$ случаев, Вся вычислительная процедура реализована в виде программы на ЭВМ, а памяти которой содержится и таблица эталонов.

Исследуемый состав граната последовательно сравнивается с составами гранатов-эталонов по перечисленным выше критериям. Для подходящих пар (интересно, что с наибольшим трудом такие пары подбираются для включений в алмазах) вычисляется давление при одной или нескольких температурах, Если строго выполнены все условия, перечисленные выше, достигается устойчивая сходимость в пределах погрешности порядка 5 кб с независимыми определениями величины давления на основе ортопироксен-гранатового геобэрометра (см. фиг.1)

Равновесное давление — черезвычайно удобный параметр разбраковки гранатов по их принадлежности к алмаз-пироповой фации глубинности, Для этого достаточно сравнить рассчитанное давление с экспериментально установленной в координатах Р, Т линией перехода графит - алмаз. Мы в состоянии лишь вычислить давление для серии произвольных значений температуры, тэк как определение температуры, характеризующей устойчивость рассматриваемого зерна граната, пока не представляется возможным. Однако, и в таком виде предлагаемая методика оказывается весьма полезной при разбраковке гранатов, Чтобы убедиться в этом, обратимся к фиг,2, на которой в схематичном виде показаны поля устойчивости гранатовых перидотитов иэ ксенолитов, встречающихся среди различных вулканических пород (кимберлиты и лампроиты, щелочные базальты и карбонатиты), Схема Р, Т полей устойчивости на фиг.2 построена на основе большого количества Р, Топределенийдля гранатовыхперидотитов из ксенолитов (в основном литературные данные) с использованием ранее разработанного ортопироксен-гранатового геобарометра и известных геотермометров

39,10. Равновесные Р, Т условия, рассчитанные для всех известных нам алмазсодержащих перидотитов (ксенолиты со сростками алмаза, либо включения в алмазе — всего более 30 образцов), соответствуют области устойчивости алмаза (т.е, смещены в область более высоких давлений относительно линии графит -алмаз) и тяготеют к геотерме древних,кратонов, рассчитанной для поверхностного теплового потока 40 мВтlм . Поскольку равновесная Р, Т область алмэзосодержащих пород четко определена выше, она не выделена на фиг,2 отдельными условными значками.

Одним из возможных способов экспрессной оценки Р, Т области устойчивости. изучаемого граната может быть следующий.

Рассчитав величину давления для зерна граната при какой-либо температуре (например 1200 С), легко получить экстраполяцию этой величины на все остальные значения температуры в интересующем интервале 900 .- 14000С пользуясь зависимостью давления от температуры для изоплет гранат-ортопироксенового геобарометра, Действительно, величина приращения ЛР в укаэанном температурном интервале практически зависит от температуры. Поэтому изменение Р в функции от температуры для отдельного зерна граната, рассчитываемое по упоминавшейся выше формуле P = ЬР+ Рп, целиком опред:-.-ляется зависимостью давления (Pn) граната-эталона от температуры. Другими словами оно определяется наклоном в Р, Т координатах иэоплет гранат-ортопироксенового геобарометра (величина наклонов в зависимости от Р и Т показана на фиг.3). Таким образом, разбраковка гранатов из россыпей по их принадлежности к алмаз-пироповой фации глубинности сводится к сопоставлению линии давлений, полученной для изучаемого зерна граната, с линией равновесия графит алмаз и полями устойчивости гранатовых перидотитов (см, фиг.2) в наиболее вероятном температурном интервале 900-1400 С. В процессе сопоставления могут возникнуть следующие типичные ситуации:

1) Линия давлений нэ фиг.2, полученная для зерна изучаемого граната, целиком располагается в поле устойчивости гранатовых перидотитов, содержащих в качестве равновесной фазы алмаз, Зто означает, что только в указанной области рассматриваемая линия давлений имеет смысл. Если она выходит из данной области, то вообще не соответствует условиям устойчивости какого-либо хромсодержэщего граната (то есть, не соответствует гранатовым перидотитам любого типа, если Р < 46 кб и Т < 1000 С).

Такое зерно граната следует относить к парагенезису с алмазом (алмаз-пироповой фации глубинности).

2) Поскольку наклон линии давлений, рассчитанный по составу граната, близок к наклону геотермического градиента, тг как видно на фиг.2, должна существовать срав нительно широкая область, в пределах кото13

2004914

14 рой линия давлений совпадает с полями устойчивости как алмэзсодержащих гранатовых перидотитов, так и гранатовых перидотитов. выходящих за пределы поля устойчивости алмаза, Другими словами, такая линия давлений совпадает с гранатовыми перидотитами во всем рассматриваемом температурном интервале 900-1400ОС. Эта область неопределенности, где раэбраковка гранатов не может быть однозначной, 3) Линия давлений целиком располагается в области устойчивости гранатовых перидотитов без алмаза и теряет смысл за его пределами. Соответствующее зерно граната с уверенностью можно отнести к парэгенезису, не содержащему алмаз. До сих пор речь шла от устойчивости гранатовых перидотитов, слагающих ксенолиты из «имберлитов. Данное поле устойчивости показано на фиг.2 точками(единственное исключение составляют гранатовые перидотиты из ксенолитов карбонатитового вулкана Лашейн, С.B.Àôðèêà; они занимают низкобарную часть, порядка 30 кб, рассматриваемого поля). Гранатовые перидотиты из ксенолитов остальных (преимущественно рифтовых) вулканических образований не могут находиться в равновесии с алмазом, если иметь в виду наиболее вероятный температурный интервал, отмеченный на фиг.2.

Погрешность оценки величины давления по ортопироксен-гранатовому геобарометру не должна сказываться на результатах сопоставления между линиями давления, рассчитанными для зерен граната и полями устойчивости гранатовых перидотитов, так как гранат-ортопироксеновый геобарометр применялся в обоих случаях.

Единственным вкладом в погрешность, который следует учитывать при сопоставлении, является погрешность порядка+5 кб, возникающая при оценке величины приращения Л P. Отсюда и из сказанного выше вытекает следующий критерий разбраковки зерен граната: — если равновесные давления, рассчитанные в интервале температур 900-1400 С целиком соответствуют Р, Т области устойчивости гранатовых перидотитов, находящихся в поле стабильности алмаза, зерно можно с уверенностью отнести к парагенезису с алмазом. — если наблюдается та же картина. но по отношению к полю стабильности графита, зерно граната не может относится к парагенезису с алмазом. — в промежуточном случае, когда серия рассчитанных давлений в интервале 9001400 С перекрывает поля стабильности как графита, так и алмаза — зерно граната ин5

35 терпретируется не однозначно. Кроме того, поскольку наклоны изоплет геобэрометрэ слабо зависят от давления (см, фиг.Зэ), то есть более или менее параллельны друг другу, результаты вычисления давления при постоянной температуре (1200 С) для серии зерен представляют прекрасную воэможность сравнивая их между собой по относительной глубинности (давлению). Такая информация позволяет прогнозировать глубину заложения вулканического аппарата, являющегося источником изучаемых пиропов из терригенных отложений, развитых на древних платформах.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ соответствует критерию изобретен я "новизна". Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод,о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 дано сравнение результатов вычисления давлений по предлагаемому способу (Pgt) и гранат-ортопироксеновому геобарометру (Pgt — орх). Условные обозначения: 1 — ксенолиты кимберлитов; 2 — алмазсодержащий ксенолит; 3 — включение в алмазе; 4 — ксенолиты щелочных базальтов и лампрофиров; 5 — массивы гранатовых перидотитов орогенных областей.

На фиг.2 — поля устойчивости гранатовых перидотитов. Черной жирной линией показан геотермический градиент древних крэтонов, рассчитанный в известнОй работе для поверхностного теплового по40 тока 40 мВт/м; точками показано поле ус2. тойчивости гранатовых перидотитов; римскими цифрами и пунктиром показаны отдельные примеры разбраковки гранатов, обсуждающиеся ниже.

45 На фиг.3 — наклоны (Т/Р) гранат-ортопироксенового геобарометра для различных давлений (а) и температур (б,в).

Предлагаемый способ определения принадлежности гранатов к парагенезису с

50 алмазом реализован следующим образом.

Предположим расчет величины давления ю .для извлеченного из россыпи зерна граната дает при Т = 1200 С величину P = 62 кб. На рис, 2 данное определение соответствует

55 фигуративной точке с римской цифрой 1.

Пунктиром, проходящим через эту точку, показана "линия давлений", то есть значения давлений, соответствующие составу граната 1, во всем рассматриваемом температурном интервале. Из расположения линии

2004914

16 давлений видно, что она может отражать условия устойчивости гранатовых перидотитов только в алмаз-пироповой фации глубинности, В области, где P < 46 кб и Т < 1000 С данная линия вообще выходит 5 из поля устойчивости гранатовых перидотитов любого типа, Таким образом, если для исследованного зерна граната получены параметры P - 62 кб (Т - 1200 С), то его с уверенностью можно отнести к алмаз-пиро- 10 повой фации глубинности.

Точка II с координатами P - 60 кб (Т-1200 С) (см.фиг.2) и проходящая через нее линия давлений, отмеченная цифрой II, и относятся к составам, которые попадают на 15 границу между гранатами, уверенно относимыми к алмаз-пироповой фации, и теми составами, которые интерпретируются неоднозначно. В области Т < 1000 С данная линия давлений находится вне поля 20 устойчивости гранатовых перидотитов и отодвинута от его нижней границы приблизительно на 5 кб. Тем самым учитывается

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗБРАКОВКИ ГРАНАТОВ

ПРИ ПОИСКАХ АЛМАЗОНОСНЫХ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК, включающий отбор зерен гранатов из гравитационных 30 концентратов, их анализ и суждение по его результатам о наличии гранатов, ассоциирующих с алмазом, отличающийся тем, что по результатам анализа рассчитывают кристаллохимическую формулу граната, по ко- 35 торой выбирают гранат-эталон с известными равновесными температурой и давлением, и, используя стандартную диаграмму полей устойчивости гранатовых перидотитов, судят о наличии гранатов, ассоциирующих с алмазом, по величине равновесного давления P области возможная погрешность в расчете давления по составу граната. Если зерно граната с таким составом извлекается иэ терригенных отложений, необходимо дополнительное изучение россыпи.

Точка, помеченная римской цифрой I!! на фиг.2 (P = 45 кб, Т = 1200 С), относится к пограничным составам, разделяющим заведомо неалмазоносные гранатовые парагенезисы от тех, которые интерпретируются неоднозначно. В целях повышения надежности разбраковки здесь так же, как и в предыдущем случае линия давлений отодвинута от нижней границы поля алмаэосодержащих перидотитов при Т > 1300 С на 5 кб — величину предполагаемой погрешности в оценке давлений по составам граната. (56) Авторское свидетельство СССР

N391450,,кл,,G 01 Ч 9/00, 1971.

Авторское свидетельство СССР

М 589870, кл. G 01 V 9/00, 1980, устойчивости граната, рассчитанной для температур 900 - 1400 С по формуле

Р = Р„+АР, где Pn - равновесное давление области устойчивости граната-этанола, 4P = — y (— )трдп, 1 дА

О„

От,р — обаем реакции обмена между минералами граната; о

n! - количество формульных единиц i-го минерала в составе граната эталона, k ni - количество формульных единиц !-ro минерала в составе изучаемого граната;

А - средство обменной реакции между минералами граната.

2004.914

Р, cd

Х г 0

Ф бО 2О 80 4О УО 60 Р 1-ор», Ю

Фиг. Ф

Т

40 6л,/с ! оо

Фиг. Р

2004914

fr 18 x5 r а т ир уд (а) ro

Arb 60 SO 4Î 50 rr а а а Z dT/аРР уР ооо у ю rr я rs at îÐ )г/Л Г (6)

Фиг.Ю

Составитель Ю, Колесник

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Л. Ливринц

Редактор Н. Семенова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3396

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101