Способ выявления зон асбестизации в гипербазитах

 

Использование: в геохимических методах поисков минерального сырья. Сущность: способ основан на отборе проб коренных пород, определении содержания алюминия и хрома и при наличии аномально высоких содержаний алюминия и аномально низких хрома по сравнению с фоновым содержанием при выделении перспективных зон. 2 табл., 2 ил.

Изобретение относится к геохимическим методам поисков минерального сырья и может быть использовано для поисков месторождений ломких и эластичных сортов хризотиласбеста в гипербазитах.

Известен способ прогноза и поиска хризотиласбестовых месторождений на стадиях геологических работ, носящий характер методических рекомендаций, объединяющих сведения по геолого-структурному положению массивов гипербазитов, петрографии и минералогии пород [1].

В этих работах не учитываются особенности геохимии (распределение элементов-примесей) в породах и минералах. Акцент делается на региональный и преимущественно структурно-тектонические факторы поисков. Выделение зон асбестизации в гипербазитах по структурно-минералогическим признакам, предпринятое ранее, сопряжено с неоднозначностью диагностики серпентинов под микроскопом. Достоверное определение минералов, сопутствующих асбестизации, требует и трудоемкого отбора монофракций для последующего изучения. Кроме того, надежная диагностика модификаций серпентина может быть выполнена только дорогостоящим рентгеноструктурным и электронно-микроскопическим методами, которые не рассчитаны на массовый анализ разовых проб.

Наиболее близким к изобретению является способ оценки асбестоносности серпентинитов гипербазитовых массивов с помощью петрохимических критериев [2] , рассчитанный на региональную оценку гипербазитов на предмет асбестоносности.

Однако этот способ содержит ряд недостатков. Работа не рассчитана на поиски скрытых залежей асбеста, выделение в гипербазитах наиболее перспективных зон. Имеется ряд допущений в расчетах дискриминантной функции, так как используется преимущественно содержание петрогенных элементов и только в одном типе пород - серпентинитах, роль других пород - дунитов, перидотитов в составе массивов не учитывается. Все петрогенные элементы определяются химическими методами, которые дают большую ошибку при низких содержаниях их в породах. Требуется большой объем поисковых работ, связанных с проходкой протяженных сплошных канав по поисковым линиям.

Цель изобретения - повышение надежности и экспрессности поисков, снижение затрат времени и средств на работы, связанные с определением перспективности площадей в массивах гипербазитов на хризотиласбест.

Цель достигается тем, что в гипербазитах производится отбор проб коренных пород, определяется содержание алюминия и хрома и по результатам анализа при отношении K = < 0,5 выделяются перспективные зоны. На интервалах, где К< 0,5, предполагают наличие скрытых залежей хризотиласбеста.

Предлагаемый способ поиска хризотиласбестовых месторождений основан на явлении резкого увеличения концентраций алюминия, титана, цинка при отрицательных значениях хрома в гипербазитах в процессе образования хризотиласбеста. Основой подобного поведения элементов является разнонаправленность тенденций концентрирования элементов алюминия, титана, цинка и хрома в процессе массовой, жильной серпентинизации и асбестирования, в привносе алюминия, титана, цинка и выносе хрома для всех типов пород - дунитов, перидотитов, серпентинитов. Происходит изоморфное вхождение алюминия, титана, цинка в структуру новообразованного асбеста и вынос из пород хрома за счет замещения хромита магнетитом и серпентинизации породообразующих оливина, пироксена и др.

В зависимости от глубины залегания залежей хризотиласбеста количество привносимых алюминия, титана, цинка и выносимого хрома различается: в тыловой части колонны или зоны серпентинизации и асбестизации наблюдается заметное увеличение содержаний алюминия, титана и цинка и снижение хрома по сравнению с передовой частью (на большей гипсометрической высоте), что объясняется удаленностью передовой части колонны от источника питания. Неодинаковыми количествами привноса алюминия, титана и цинка и выноса хрома на разных глубинах формирования залежей хризотиласбеста и объясняется разброс значений величины К.

Методика была опробована на месторождениях Западного Саяна -Буланташском и Абдырском.

На фиг. 1 изображен характер изменения содержания алюминия, хрома и цинка по разрезу штольни N 1 - накопление содержания алюминия и спад хрома в зонах асбестизации Буланташского месторождения; на фиг. 2 отражено соотношение алюминия, хрома и титана в зонах асбестизации на Абдырском месторождении - положительные аномалии алюминия, титана и отрицательные хрома.

П р и м е р 1. Буланташское месторождение находится в 10 км к югу от створа Саяно-Шушенской ГЭС. Геологически оно представляет собой поле гипербазитов Борусского массива (актовракский комплекс), в котором выделяются линейные залежи ломкого хризотиласбеста, приуроченные к тектоническим нарушениям ЮЗ - СВ простирания. В юго-западной части главной залежи наряду с ломкими распространены эластичные сорта асбеста.

Отбор литохимических проб проводился из коренных обнажений, выходящих среди курумов, вкрест простирания контактов массива, элементов вторичной полосчатости, известных жил серпентина и асбеста. Шаг опробования зависит от обнаженности участка и колеблется от 10 до 50 м. Расстояние между поисковыми линиями составляет 400-500 м. Вес пробы 500 г. На месторождении также опробовались залежи асбеста из штолен протяженностью до 700 м.

Отобранные на опытном отрезке пробы анализировались на алюминий, титан, цинк и хром полуколичественным и количественным эмиссионным спектральным методами по методикам. Для проверки надежности определения алюминия пробы подвергались химическому и рентгеноспектральному анализам. Методы показали допустимую сходимость. Для работы в полевых условиях использовался полуколичественный спектральный анализ как наиболее экспрессный и оперативный. Результаты анализа представлены в табл. 1 и на фиг. 1.

В "пустых" породах, вмещающих залежи асбеста, содержание алюминия колеблется около 0,5-0,6% (в пересчете на Аl₂О₃), титана- 10-14 г/т, цинка - 20-24 г/т, хрома - 2700-3000 г/т. С приближением от "пустых" пород к скоплениям прожилков асбеста в породах заметно возрастает содержание алюминия, титана, цинка и резко снижается хрома, причем эта особенность наблюдается как в серпентинитах, так и в слабо измененных перидотитах и дунитах, на границе с которыми в серпентинитах залегают жилы хризотиласбеста.

В непосредственной близости от жил асбеста в перидотитах и серпентинитах количество алюминия, титана, цинка увеличивается соответственно Аl₂O₃ до 2%, титана до 26 г/т, цинка до 83 г/т при содержании хрома до 400 г/т.

Характер распределения хрома и алюминия (совпадение всплесков содержания алюминия с низкими значениями хрома) является наиболее благоприятным фактором для локализации хризотиласбеста в гипербазитах.

По результатам табл. 1 показатель K = 100 в продуктивных участках не превышает 100, в оптимальных вариантах соответствуя значениям меньше 50 (наиболее глубокие части залежей).

П р и м е р 2. Абдырское месторождение находится на СВ-фланге Борусского гипербазитового массива. Геологические условия залегания жил асбеста здесь аналогичны Буланташскому месторождению. Отличие Абдырского месторождения от Буланташского заключается в более широком развитии здесь слабо измененных дунитов, перидотитов и приуроченности залежей асбеста к границе перехода этих пород к серпентинитам, в наиболее интенсивной разрывной тектонике, заметном смещении залежей асбеста по простиранию и падению, в четкой вторичной полосчатости вмещающих пород, проявляющейся в чередовании серпентинизированных перидотитов и серпентинитов с литоидными разновидностями того же состава (за счет перекристаллизации) и тяготении части тел асбеста к так называемым литоидным серпентинитам, в преобладании в верхних (головных) частях залежей эластичных сортов хризотиласбеста, что повышает в целом качество сырья, в меньшем градиенте концентрации, в более плавном распределении алюминия, титана, цинка и хрома по разрезам асбестовых залежей и в зонах контакта (зальбандах), что объясняется нахождением месторождения на большей абсолютной высоте (1800-2100) м. Отсюда и показатель К здесь заметно выше в продуктивной части месторождения, но не более 100. Результаты анализа представлены в табл. 2 и на фиг. 2.

На разных геологических разрезах виден тот же максимум накопления алюминия, титана, отчасти цинка с приближением от "пустых" пород к продуктивным участкам, а также в породах, заполняющих промежутки между залежами асбеста. Важно подчеркнуть, что при проверке обнаружилось совпадение геохимических аномалий алюминия, титана и хрома с уже известными залежами асбеста.

Таким образом, отмеченная разнонаправленная тенденция накопления алюминия, титана, цинка и вынос хрома при разных стадиях серпентинизации (массовой, жильной), а также при асбестизации гипербазитов может считаться общей для изученных и пространственно разобщенных между собою асбестовых месторождений.

Применение предлагаемого способа обеспечивает весьма достоверную геохимическую информацию о наличии хризотиласбестовых залежей в исследуемом скрытом пространстве, а также о точном месте их нахождения, высокую производительность и низкую стоимость аналитических работ (полуколичественный спектральный анализ доступен большинству производственных аналитических лабораторий и не требует специального уникального оборудования); снижение затрат времени и средств на поисковые работы за счет сокращения трудоемкого площадного опробования, а также снижения объема горных выработок за счет уменьшения метража непродуктивных интервалов.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ЗОН АСБЕСТИЗАЦИИ В ГИПЕРБАЗИТАХ, включающий отбор проб коренных пород, их анализ и суждения по полученным результатам о наличии зоны асбестизации, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и экспрессности, определяют содержание алюминия и хрома, а суждение о наличии зон асбестизации выносят при соотношении K = < 0,5.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3