СПОСОБ ПОИСКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ
METHOD OF RARE METALS DEPOSITS SEARCH

Изобретение относится к поискам месторождений полезных ископаемых, а именно к прогнозу и поиску редкометального лопаритового сырья.
Известны способы литогеохимических поисков полезных ископаемых, при которых отбираются пробы пород из коренных обнажений или керна скважин, затем в пробах различными методами анализа определяются содержания микроэлементов, на основании статистического анализа выделяют фоновые значения параметров и геохимические аномалии, которые считают перспективными для дальнейших поисков месторождения
[Аристов В.В. Методика геохимических поисков твердых полезных ископаемых. // М: Недра, 1984, 200 с.].
Известен способ геохимического поиска месторождений полезных ископаемых, состоящий в том, что осуществляют отбор проб из природного объекта, где предполагается наличие околорудных геохимических ореолов, проводят многоэлементный анализ проб на рудообразующие и сопутствующие химические элементы-индикаторы, полученные многомерные геохимические данные стандартизируют путем деления содержаний элементов на кларковые (фоновые), преобразуют их в нормированные, балльные или иные оценки, имеющие близкие функции и параметры распределений, производят ранжирование в каждой пробе рассчитанных стандартизованных величин в порядке их убывания, сравнивают многомерные ранжированные геохимические спектры между собой при помощи непараметрического критерия Спирмена (Rsp), выделяют рудно-ореольные классы проб и определяют их сходство с заданными эталонными классами руд или околорудных ореолов. Для анализа берут не менее 6-8 элементов-индикаторов
[Патент РФ №2183845, кл. G01V 9/00, опубл. 20.06.2002].
ф
ф
ф
a
а
а
Известен способ поиска оруденения цветных, редких и благородных металлов, включающий отбор проб коренных пород, их анализ на содержание породообразующих окислов и суждение по полученным данным о наличии оруденения. Для каждой пробы по величине содержания породообразующих окислов вычисляют аддитивные значения термодинамической энтропии S, теплоемкости С и электродного потенциала Е, определяют их фоновые S, С, Е и аномальные значения S, С, Е, рассчитывают коэффициент K интенсивности проявления рудообразующего процесса по формуле
a
ф
а
ф
а
ф
K=(S-S)·(С-С)·(Е-Е)
α
α
a
a
a
и при -0,1>K>0,1 устанавливают наличие оруденения, а его масштаб "P" рассчитывают по формуле Р=(К)n, где  - коэффициент пропорциональности; n - площадь участка с аномальными значениями S, С, E
[Патент РФ №2013793, кл. G01V 9/00, опубл. 30.05.1994].
По величине рассчитанного коэффициента интенсивности рудообразующего процесса судят о наличии и масштабе оруденния.
Недостатком вышеприведенных способов является большой объем опробования, необходимость проведения инструментального анализа проб, а также невозможность сопоставления с фоном анализов, относящихся к контрастным геологическим образованиям. Вместе с тем, ряд массивов интрузивных пород характеризуется наличием первичной магматической расслоенности, т.е. чередованием генетически связанных пород, различающихся, иногда контрастно, пропорциями слагающих их минералов.
16
Известен способ поиска месторождений редких металлов, например тантала, включающий отбор мономинеральных образцов кварца по поверхности из гидротермальных жил, облучение их гамма-квантами дозой, переводящей изоморфный германий в парамагнитное состояние, измерение методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) концентрации примесных германиевых центров и при концентрации последних в исследуемых образцах более 1,2×10 сп/г суждение о наличии скрытых массивов танталоносных гранитов
[Патент РФ №2068189, кл. G01V 9/00, опубл. 20.10.1996].
Способ позволяет обнаружить скрытые массивы или объекты, в частности, при поиске полезных ископаемых, выявить и оценить на тантал скрытые гранитные массивы. Однако способ обладает рядом недостатков: ЭПР анализ кварца является дорогостоящим, требует сложного оборудования, которое может использоваться только в стационарной лаборатории и должно обслуживаться специалистами высшей квалификации.
Наиболее близким техническим решением является способ поиска месторождений редких металлов, например тантал-ниобиевых месторождений в щелочных гранитах и метасоматитах, состоящий в том, что осуществляют отбор шлиховых проб из природного объекта, их минералогический анализ и судят по полученным данным о наличии месторождения
[Патент RU №2189061, кл. G01V 9/00, опубл. 2002.09.10]
Указанный способ предназначен для поиска тантал-ниобиевых месторождений в щелочных гранитах и метасоматитах. В качестве индикатора используют цирконы. В шлиховых пробах фиксируют короткопризматические и дипирамидальные цирконы, определяют в цирконах содержания циркония, тантала, ниобия и, ориентируясь на пробы с наибольшим содержанием тантала, ниобия и наименьшим содержанием циркония, сгущают сеть шлихового опробования. При содержании двуокиси циркония ниже 60-65%, пентоксида тантала и пентоксида ниобия соответственно больше сотых и десятых процентов судят о наличии в коренном залегании тантал-ниобиевого месторождения.
Данный способ позволяет снизить затраты на поисковые работы по сравнению с вышеизложенными, однако, достоверность полученных результатов невелика. Помимо этого, недостатком способа является его применимость только для поиска месторождений щелочно-гранитной формации, т.е. к месторождений, локализованных в породах, активность кремнезема в которых достаточна для формирования циркона. Вместе с тем комплексные ниобий-танталово-редкоземельные (лопаритовые) месторождения, приуроченные к массивам агпаитовых нефелиновых сиенитов, в которых цирконий находится не в форме циркона, а в форме цирконосиликатов, таким методом обнаружены быть не могут.
Задачей настоящего изобретения является снижение затрат на поиски лопаритового оруденения и повышение достоверности получаемых результатов.
Поставленная задача решается тем, что в способе поиска месторождений редких металлов, включающем отбор проб из природного объекта, их последующий минералогический анализ и установление наличия месторождения, в качестве индикатора месторождений редких металлов используют выделения лопарита, осуществляют отбор штуфных проб, представляющих основные разновидности пород на территории интрузивного массива, проводят петрографическое изучение минерального состава проб, при этом в случае фиксирования в пробах лопарита определяют характер зерен лопарита, а по наличию среди них лопарита идиоморфной формы судят о перспективности поисков месторождений редких металлов в данном массиве.
Целесообразно предварительно разделять интрузивный массив на слагающие его комплексы пород, при этом отбор и изучение штуфных проб производят из участков каждого комплекса массива.
Целесообразно также проводить отбор штуфных проб из участков, близких к кровле, середине и подошве каждого комплекса массива.
На фиг.1 представлен вид шлифа с ксеноморфными выделениями лопарита (черное) из нижней зоны дифференцированного комплекса.
На фиг.2 - вид шлифа с идиоморфными, хорошо оформленными кумулятивными кристаллами лопарита в лопаритовой руде.
3
Способ применим к расслоенным интрузивным массивам. Как установлено в настоящее время, механизмом формирования таких массивов является гравитационное осаждение кристаллов из конвектирующего магматического расплава. Показано, что лопарит (REE,Na,Sr,Ca)(Ti,Nb,Ta)O кристаллизуется из щелочного магматического расплава. Ксеноморфная или идиоморфная форма выделения лопарита определяется временем кристаллизации этого минерала относительно породообразующих минералов. В случае ранней кристаллизации лопарита возможны его перенос в большом объеме расплава и сегрегация в отдельных горизонтах в результате процессов гравитационно-конвективной дифференциации.
Для территории исследуемого интрузивного массива одним из известных способов производят отбор штуфных проб, представляющих основные разновидности пород массива. В случаях, когда представляется возможным разделить массив на комплексы пород, отбор проб производится так, чтобы были охарактеризованы все основные разновидности пород из каждого комплекса. При большой мощности расслоенных комплексов отбирают пробы, характеризующие как участки, близкие к кровле, так и участки, близкие к середине и к подошве комплекса.
Из отобранных проб изготавливают шлифы, в которых стандартными методами петрографического исследования определяют минеральный состав, формы выделения минералов и их структурные взаимоотношения. На основе структурных взаимоотношений минералов в породе определяют идиоморфный/ксеноморфный характер акцессорного лопарита. В случае наличия в комплексе пород идиоморфного лопарита делают вывод о перспективности поисков лопаритового оруденения в этом массиве.
Пример
Предлагаемый способ реализован в двух детально исследованных массивах щелочных пород, в одном из которых разведаны лопаритовые месторождения.
На территории массивов опробован керн скважин, пересекающих слагающие массив комплексы пород. Из отобранных образцов изготовлены прозрачно-полированные шлифы. Под микроскопом проведено петрографическое изучение шлифов пород, изучены формы выделения лопарита.
Из трех комплексов, слагающих первый массив, кумулятивный лопарит был обнаружен в тех двух, в которых имеются лопаритовые залежи.
Установлено, что в наиболее глубинной зоне дифференцированного комплекса массива лопарит образует ксеноморфные выделения (фиг.1), приуроченные к интерстициям, в то время как с глубин 1320-1350 м лопарит становится хорошо оформленным, идиоморфным (фиг.2).
Смена форм выделения лопарита (1320-1350 м от верхнего контакта) совпадает с появлением горизонтов, обогащенных лопаритом - самый нижний рудный горизонт располагается на глубине 1325 м от верхнего контакта комплекса.
При исследовании пород второго массива кумулятивный лопарит обнаружен не был. На территории этого массива лопаритовые месторождения отсутствуют.
Таким образом, использование в качестве индикатора различных форм выделения лопарита позволяет с высокой степенью достоверности оценить перспективность рудоносности исследуемых массивов путем разделения массивов магматических пород на перспективные и неперспективные, тем самым снижая затраты на поиски месторождений в сравнении с литохимическим, аэрорадиометрическим и другими дорогостоящими методами за счет того, что метод не требует большого количества проб и проведения химического анализа с использованием дорогостоящего аналитического оборудования.