Рентгенолюминесценция минералов как индикатор рудоносности

Спектроскопические (поглощение энергии) и люминесцентные (выделение энергии) свойства являются отражением реальной струк-туры кристаллического вещества на ионно-электронном уровне, а по-этому могут служить практически неисчерпаемым источником инфор-мации о конституции и условиях формирования минералов. В частно-сти, люминесцентно-спектроскопическая информация может послу-жить основой для разработки новых индикаторов и критериев рудо-носности.
Одним из наиболее перспективных для решения геологических задач свойств минералов является рентгеностимулированная люми-несценция (РЛ), обусловленная излучательными переходами электро-нов между валентной зоной и зоной проводимости в активированных рентгенизацией примесных или решеточных дефектах. Проведенные исследования показали, что инструментально фиксируемой и широко варьирующей РЛ характеризуется большинство породообразующих и жильных минералов, сопровождающих оруденение. Это дает возмож-ность использовать люминесцентные свойства минералов для решения задач, связанных с расчленением и корреляцией немых осадочных и метаморфических толщ, региональных метасоматитов, крупных жиль-но-штокверковых систем, с определением формационной принадлеж-ности рудных месторождений и оценкой их масштаба, с выявлением скрытой зональности, вычленением рудных горизонтов, прогнозом оруденения на глубину, определением уровня эрозии. Ниже рассмат-риваются некоторые примеры информативности РЛ ряда породообра-зующих и жильных минералов, характеризующихся стабильностью состава и обычных своих свойств.
Исследован эпидот из рифейских аповулканогенных сланцев, околорудных метасоматитов медно-порфировых, колчеданно-полиметаллических и барит-полиметаллических рудопроявлений и месторождений, золотоносных россыпей. В спектрах РЛ эпидота уста-новлены полосы излучения Mn2+ (580-590 нм) и Fe3+ (745 нм). В неко-торых случаях наблюдалась дополнительная полоса при 615-630 нм, которая приписана нами центру Mn2+ в примесном карбонате. Анализ вариаций РЛ на марганцевых и железных центрах эпидота позволяет сделать вывод о возможности ее использования для разделения мета-морфических и метасоматических пород, выявления активных участ-ков региональных разломов, оценки степени метасоматического изме-нения вулканогенно-осадочных субстратов, определения потенциаль-ной рудоносности.
Хлориты и мусковиты (серициты) - важнейшие породообра-зующие минералы, характеризующиеся практически сквозным распро-странением в геологических объектах самого разного генезиса. Нами изучены магнезиально-железистые хлориты и диоктаэдрические слю-ды из метаморфических пород, околорудных метасоматитов редкоме-талльных, медно-молибден-порфировых, жильных молибден-вольфрамовых, колчеданно-полиметаллических и барит-полиметаллических месторождений. В спектрах РЛ большинства ис-следованных слоистых алюмосиликатов зафиксированы две достаточ-но сильные полосы излучения Mn2+ (565-575 нм) и Fe3+ (730-750 нм). Кроме этого, в спектрах целого ряда образцов выявлены наложенные на полосы марганцевого и железного центров серии узких линий излу-чения редких земель.
По характеру основной, "железо-марганцевой" люминесценции рассматриваемые минералы могут быть подразделены на М-тип, в РЛ-спектрах которого доминирует излучение на Mn-центрах (в основном магнезиальные хлориты и серициты метаморфических пород и регио-нальных пропилитов); MF-тип с соизмеримой люминесценцией на марганцевых и железных центрах (железо-магнезиальные хлориты и серициты внешних зон рудосопровождающих метасоматитов); F-тип, отличающийся доминированием в РЛ-спектрах полосы Fe-центров (магнезиально-железистые хлориты и серициты из околорудных и ру-довмещающих метасоматитов).
Важным дополнением к "железо-марганцевой" люминесценции выступает излучение на редкоземельных центрах, характерное для хлоритов и серицитов MF- и особенно F-типов. Геологическое значе-ние редкоземельной люминесценции слоистых алюмосиликатов со-стоит в том, что она фиксируется только у хлоритов и серицитов из рудовмещающих метасоматитов в относительно крупных, часто про-мышленно перспективных объектах. В РЛ-спектрах слоистых алюмо-силикатов из рудопроявлений линии редких земель практически не обнаруживаются. Следовательно "редкоземельная" РЛ хлоритов и се-рицита может служить критерием оценки масштаба экспертируемого рудного объекта.
Барит представляет собой полигенный минерал, весьма широ-ко распространенный в рудных месторождениях гидротермально-осадочного, гидротермально-метасоматического и гидротермального жильного типов. Спектр РЛ барита в основном определяется полосами излучения на свинцовых центрах Pb2+ в ультрафиолетовой (380 нм) и Pb+-Vc (830 нм) областях. Интенсивность "свинцовой" люминесценции барита явно коррелирует с генетической типизацией месторождений. Барит из баритовых гидротермально-осадочных месторождений харак-теризуется малоинтенсивной, из барит-сульфидных гидротермально-метасоматических - среднеинтенсивной, а из сульфидно-баритовых жил - интенсивной РЛ. Установлено также, что интенсивность излуче-ния в ультрафиолетовой области растет с возрастанием монобаритово-сти месторождений, а в инфракрасной - с увеличением содержания сульфидов. Последнее дает возможность выявлять скрытую или не-контрастную зональность баритсодержащих рудных месторождений, прогнозировать их продуктивность (сульфидоносность) на фланги и глубину.
Шеелит - полигенный рудный минерал, широко развитый в скарновых, жильных, стратиформных месторождениях, а также рас-пространенный в шлиховых ореолах, которые часто рассматриваются как поисковый признак коренных редкометальных месторождений. Полигенность и аккумуляция в россыпях делают шеелит важным ми-нералом-индикатором рудоносности. В спектрах РЛ исследованного нами шеелита выявлена широкая полоса с максимумом 440 нм, кото-рая обычно приписывается излучению на решеточном центре [WO4]2-, и серия линий редких земель (Nd, Sm, Gd, Tb, Dy). Анализ показал, что интенсивности РЛ на решеточном центре и Gd3+ прямо коррелируют между собой и могут служить эффективным средством формационной и фациальной диагностики шеелитоносных месторождений.
Наименьшей люминесценцией характеризуется шеелит из стра-тиформных карбонатных залежей. Существенно выше излучает шее-лит контактово-метасоматических месторождений (скарны, апоскар-новые роговики), а максимальной РЛ отличается шеелит из комплекса наложенных на ранние метасоматиты кварцевых и кварц-карбонатных жил.
Апатиты представляют собой группу минералов, образую-щихся практически в любых геологических обстановках: магматиче-ской, гидротермальной, метаморфической, седиментогенной, гипер-генной. Объектами наших исследований послужила кальциофосфатная минерализация в вулканогенных породах, околорудных метасомати-тах, гидротермально-метаморфогенных жилах, метаморфических по-родах (эпидотовых амфиболитах), фосфатоносной коре выветривания. В спектре РЛ апатитов всегда обнаруживается интенсивная и довольно широкая полоса излучения на Mn2+ (570 нм), на которую в большинст-ве случаев накладывается система линий редких земель- Ce (сдвоенная полоса 350-380 нм), Nd (850 нм), Sm (540, 600, 625, 710 нм), Eu (445 нм), Gd (312 нм), Tb (380, 410, 435 нм), Dy (480, 580, 670, 765 нм). При этом наиболее сложной люминесценцией характеризуются фтор-хлорапатиты магматогенно-гидротермального происхождения, в РЛ-спектрах которых интенсивности излучения на марганцевых и редко-земельных центрах соизмеримы (марганцево-редкоземельный тип спектра РЛ). Фтор-гидроксилапатиты из метаморфических пород об-ладают весьма сильной "марганцевой" люминесценцией (иногда на порядок более интенсивной, чем у апатитов гидротермального проис-хождения), но слабым излучением на редких землях (редкоземельно-марганцевый тип спектра РЛ). Наконец, карбонатапатиты из фосфато-носной коры выветривания отличаются незначительной РЛ на марган-цевых центрах и полным отсутствием излучения на центрах редких земель (марганцевый тип спектра РЛ).

Powered by Drupal - Design by artinet