Пошукова мінералогія Продовження Пошукова мінералогія весь

Пошукова мінералогія Продовження

Пошукова мінералогія – весь комплекс досліджень, спрямований на одержання з мінералів та мінеральних асоціацій інформації, потрібної для розробки критеріїв пошуків Об’єктами пошуків є рудні тіла як складові родовищ

Критерії пошуків Типоморфізм мінералів Мінерали – індикатори зруденіння

Прогноз і прогнозування – науково обґрунтоване передбачення місць можливої наявності зруденіння Мета: Прогноз Геологічні дані Мінералогічні дані виявлення найвірогідніших місць локалізації корисних копалин

Мінералогічне поле – це зона літосфери, що охоплює рудні тіла Мінералогічна аномалія – ділянка мінералогічного поля, в межах яких значення параметрів аномально відхиляються від фонових Виходи тіл корисних копалин, Ореоли навколо тіл корисних копалин, Мінералогічні зони, Місця мобілізації рудної речовини, Шляхи міграції рудоносних розчинів

Мінералогічні розшуки • Розшуки й оконтурення мінералогічних аномалій • Вивчення структури мінералогічної аномалії • З’ясування будови і геологічної ситуації • Передбачення промислової цінності й масштабів родовища

1. Регіональне геолого-геофізичне вивчення території (масштаб 1: 100000) 2. Середні, великомасштабні знімання (1: 50000 і 1: 25000) 3. Загальні розшуки 4. Розшуково-оцінні роботи 5. -7. Попередня, детальна розвідка і експлутація родовищ

Мінеральні (речовинні) розшукові індикатори • Окремі мінерали та їх асоціації • Типоморфні особливості мінералів

Гіпергенні мінерали зон окиснення сульфідних родовищ Псевдоморфози гематиту по магнетиту Гематит і гетит

Самородна мідь

Малахіт

Азурит

Смітсоніт Zn. CO 3 Родохрозит Mn. CO 3 Целестин Sr. SO 4 Бастнезит (Ce, La)(CO 3)F

Піроморфіт Pb 5(PO 4)3 Cl Міметит Pb 5(As. O 4)3 Cl Крокоїт Pb. Cr. O 4 Геміморфіт Zn 4 Si 2 O 7(OH)2·H 2 O

Мінерали супутнки Піроп

За розшуковими функціями мінерали-індикатори поділяють: • Корисні рудні мінерали • Мінерали, споріднені з корисними • Мінерали-супутники

Типоморфні особливості мінералів • • Елементи-домішки Забарвлення Термоелектричні властивості Структурні дефекти

Ідикатори рідкіснометального зруденіння Турмалін поліхромний Турмалін рожевий Лепідоліт фіолетовий

Флюорит

Пектоліт Na. Ca 2 Si 3 O 8(OH) у віліаміті Віліаміт (Co, Ni)Sb. S

Методи мінералогічних пошуків 1. Візуальні пошуки (прямий метод) 2. Розшуки за концентраційними аномаліями (первинними мінеральними ореолами розсіювання) Корисні мінерали є у корінному заляганні Непромисловий синрудний Концентраційна аномалія ореол рудного тіла Промислове рудне тіло

Схема розшуків за концентраційною аномалією • Виявлення і оконтурення мінералогічної аномалії шляхом візуальних шукань і мінералогічного опробування • Визначення структури аномалії, зональності, геологічної ситуації • Прогнозування положення у просторі рудного тіла • Фіксація рудного тіла та його оцінка

Методи мінералогічних пошуків 3. Розшуки за мінеральними ореолами зонального рудовідкладення й ореолами білярудних змін Поширені типи білярудних змін: Перекристалізація Карбонатизація Окварцування Хлоритизація Серитицизація Грейзенізація Альбітизація Епідотизація Каолінізація Пропілітизація Алунітизація Серпентинізація Піритизація

Методи мінералогічних пошуків 4. Розшуки за вторинними мінеральними ореолами зміни Утворюються за рахунок гіпергенних процесів Зони окиснення, над сульфідними рудами – залізні шапки, над соляними покладами – гіпсові шапки

Методи мінералогічних пошуків 5. Розшуки за вторинними мінеральними ореолами розсіяння Мінералогічні аномалії складені уламками і зернами рудних мінералів та мінералів-супутників – потоки механічного розсіяння. Форму механічного розсіяння визначає анізотропія дії різних агентів розсіяння

Методика розшуків за ореолами розсіювання • Виявлення уламків або зерен рудних мінералів і мінералів-супутників • Картування площ їхнього поширення, оконтурення ореолів розсіювання • Визначення закономірностей зміни вмісту мінералів усередині ореолу • Прогнозування і відкриття рудного тіла

Наземні мінералогічні розшуки за ореолами розсіювання • • Валунно-льодовиковий Уламковий Гальково-річковий Шліховий

Термолюмінесцентний метод • • Кальцит, Польові шпати, Кварц, Флюорит Термоелектричний метод Вимірювання термо-ЕРС рудних мінералів • Пірит, • Арсенопірит

Метод радіаційних дефектів • Під дією природного і штучного радіоактивного опромінення в мінералах виникають стабільні електронно-діркові центри (ЕДЦ) • Концентрацію ЕДЦ вимірюють на ЕПРспектрографі

Які задачі розв’язують • Пошук радіоактивних елементів • Визначають концентрації парамагнітних Е-центрів, знаючи абсолютний вік родовищ • Визначають абсолютний вік родовищ • Вивчають історію родовищ, що містять уран

Ревізійно мінералогічні методи пошуків • Повторна передіагнозтика мінералів відомих родовищ • Вивчення музейних зразків

Критерії прогнозної оцінки комплексних рідкіснометальних родовищ, пов’язаних з плутоногенними лужними кварцальбіт-мікрокліновими метасоматитами

Лужні рідкіснометальні граніти • Ta, Nb, Y, лантаноїди, Zr, Hf, Be

Геотектонічна позиція • Властиві областям тектоно-магматичної активізації кристалічних щитів, серединних масивів, складчастих поясів • Глибоке залягання поверхні Мохо (30 -40 км на древніх платформах і 40 -60 км в серединних масивах і складчастих поясах)

Вік родовищ • Відомі з нижнього протерозою • Максимальне поширення – в мезозої

Петрохімізм • Інтрузивні комплекси центрального типу • Суттєве наростання Na лужності та вмісту літофільних рідкісних елементів у процесах магматичної та постмагматичної еволюції • У складі магматичних серій часто присутні лужні породи • Пізні власне продуктивні фази комплексів представлені лейкогранітами, сублужними або лужними гранітами

При кількісній прогнозній оцінці виявлених родовищ слід мати на увазі: 1. Масштаб родовищ залежить від ступеню консолідації активізованих структур. Родовища, розміщені на платформах і серединних масивах крупніші, ніж у складчастих поясах 2. Якщо родовища знаходяться в зонах розривних порушень, найбільш масштабні знаходяться у вузлах перетину наскрізними порушеннями регіонального, іноді планетарного характеру

• Більшість рудно-метасоматичних тіл має успадковану від заміщених інтрузивів куполовидну, штокоподібну, дайкоподібну або більш складну форму • Найбільш інтенсивному метасоматичному заміщенню підлягають апікальні ділянки інтрузиних тіл

Родовища Y, лантаноїдів, Ta i Nb • Пов’язані з найбільш високонатрієвими лужними кварц-альбітовими метасоматитами, збагаченими Fe-Na силікатами • рибекіт Fe 3(Al, Fe 3+)2 Si 8 O 22, • егірин, • астрофіліт (K, Na)3(Fe 2+, Mn)7 Ti 2 Si 8 O 24(O, OH)7

Y, лантаноїди концентруються в: • • фергусоніт YNb. O 4, пірохлор (Ca, Na)2 Nb 2 O 6(OH, F), ксенотим YPO 4, монацит (Ce, La, Nd, Th)PO 4, бастнезит Y(СO 3)F, гагареніт Na. Ca. Y(F, Cl)6, гадолініт Y 2 Fe 2+Be 2 Si 2 O 10

Родовища Nb-Ta • • пірохлор (Ca, Na)2 Nb 2 O 6(OH, F), кріоліт Na 3 Al. F 6, циркон Zr. Si. O 4, полілітіоніт KLi 2 Al. Si 4 O 10(F, OH)2 цинвальдит KLi. Fe 2+[Al 2 Si 3 O 10](F, OH)2 феримусковіт колумбіт Fe(Nb, Ta)2 O 6 торит Th. Si. O 4

Родовища Be • Мають помітну К спеціалізацію метасоматитів, що виражено в широкому розвитку мікрокліну і присутності залізистих слюд (сидерофіліт-анітового ряду)

Берилій концентрується в: • • • Фенакіт Be 2 Si. O 4 Бертрандит Be 4 Si 2 O 7(OH)2 Гельвін Mn 2+4 Be 3(Si. O 4)3 S Гентгельвін Zn 4 Be 3(Si. O 4)3 S Лейкофан (Ca, Ce)Ca. Na 2 Be 2 Si 4 O 12(F, OH)2

Ознаками присутності на площі досліджень потенційно перспективних масивів рідкіснометальних лужних метасоматитів є присутність у корі звітрення типоморфних мінералів: • гагареніт Na. Ca. Y(F, Cl)6, • кріоліт Na 3 Al. F 6, • Ітрофлюорит, • Плюмбопірохлор (Pb, Y, U, Ca)2−x. Nb 2 O 6(OH) • Полілітіоніт KLi 2 Al. Si 4 O 10(F, OH)2 • Рибекіт Fe 3(Al, Fe 3+)2 Si 8 O 22

Роль мінералогії у переробці мінеральної сировини Технічна мінералогія

Технічна мінералогія Мінералогія Збагачення корисних копалин

Поява промислових методів збагачення корисних копалин • Дозволяють за допомогою тонкого подрібнення дезинтегрувати гірські породи на мінеральні компоненти • Розділити їх на основі різниці у фізичних та фізико-хімічних властивостей методами магнітної, електричної, гравітаційної сепарації

Головний об’єкт • Мінеральний індивід

Задачі технологічної мінералогії 1. Вивчення характеру вкрапленості мінералів 2. Кількісний мінеральний склад і балансовий розподіл хімічних елементів по мінералах 3. Фазовий склад різних мінеральних форм 4. Технологічні властивості мінералів під час збагачення

Важка збагачуваність • Подальше прогресуюче пониження вмісту головних корисних компонентів Причина: недостатня контрастність фізичних або фізико-хімічних властивостей мінералів

Технологічні властивості • Визначаються конституцією мінералів, дефектами кристалічної ґратки

Кількості мінералів визначають: • імідж-аналізом шліфів, аншліфів, полірованих пластинок; • методом точкового аналізу; • рентгенівською дифракцією; • підрахунком хімічних аналізів; • комбінацією перерахованих методів.

Співвідношення мінералів • Економічна цінність мінерального родовища майже завжди визначається не загальним хімічним складом матеріалу, а масовими співвідношеннями мінералів

Розподіл розмірності • потрібний для оцінки та передбачення ступеню відкриття частинок під час дроблення; • мінерали, які виділяються у вигляді крупних зерен, відкриваються вже при порівняно крупних розмірах уламків

Вивільнення мінералів • під дією природних агентів звітрювання з утворенням алювіальних відкладів та пісків; • «випадкове дроблення» . Завершується, коли розмір уламка стає менше початкової величини зерен всіх вмісних та цінних мінералів Процент корисного мінералу в частинці

Уламково малі частинки • Виділені в окремий різновид фазового стану речовини • Це зумовлено виключною аномальністю та нестабільністю їхніх властивостей • Уламкові індивіди набувають нові властивості • Конституційні властивості перекриваються новими метастабільними створеними у диспергованих мінералах за рахунок поверхневих і об’ємних дефектів їхньої структури

Задача мінералога • Оцінити вплив як первинних так і вторинних властивостей з метою прогнозування технологічної поведінки мінералу

• Умови флотації залежать від розміру частинок. Частинки розміром менше 10 мкм важко флотуються і перешкоджають флотації крупніших індивідів • Дрібнодисперсні гематит і гетит набувають парамагнітні властивості • Термічний аналіз механічно активованого лепідоліту – з’являються нові екзоефекти, викликані викривленням первинної структури лепідоліту

Для кристалів у стані малих частинок відмічють: • Зміна параметру кристалічної структури • Суміщення областей існування поліморфних модифікацій • Пониження температури плавлення і кристалізації

• Надлишкове подрібнення і деформація мінералів приводять до зворотнього результату – ефективність вилучення корисних компонентів падає