О.Б. Наумова¹

Пермский университет

ЭКСПРЕСС-МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА ТЯЖЕЛОЙ ФРАКЦИИ

Методика исследования минерального состава тяжелой фракции неодинакова в различных геологических организациях [1, 2, 6]. Результаты анализов, выполненные разными исследователями в одном и том же районе или на одном объекте, но по разным методикам (размерным классам), могут оказаться несопоставимыми между собой. Для решения ряда геологических задач и достоверного сопоставления результатов анализов нужна простая методика, позволяющая оценивать состав вещества в целом. Это поможет решать многие геологические задачи: определять количество вещества в питающих провинциях, оценивать величину поступления вещества в терригенно-минералогические провинции, т.е. рассматривать вопросы перераспределения вещества в пространстве и времени.

Распределение минералов по классам тяжелой фракции сложное. Оно обусловлено многими факторами: источниками питания и удаленностью от них, фациальной обстановкой осадконакопления. Неравномерность распределения минералов по фракциям приводит к неоднородности минерального состава вещества в разных размерных классах [7].

Автором изучен четвертичный аллювий Средней Камы. Он создается за счет поступления вещества из разных источников питания (местные верхнепермские, мезозойские и ледниковые с верховьев Камы, палеозойские с Западного Урала). В крупных классах тяжелой фракции сконцентрированы эпидот, ставролит, в средних – лимонит, лейкоксен, в мелких – ильменит, хромит, циркон, гематит, магнетит, рутил. Вещество одного узкоразмерного класса существенно отличается от другого. Наибольшая разница (%) в содержании отдельных минералов по размерным классам составляет: эпидот (77 и 16), амфибол (10 и 0,4), ставролит (3,1 и 0,6), кианит (12 и 3), ставролит (3,1 и 0,6), гранат (7 и 0,9), рутил (3,6 и 0,2), циркон (10,8 и 0,3), ильменит (3,4 и 0,2), хромит (6,3 и 0,1), магнетит (14,1 и 2 ,4).

Анализ показывает, что информация по одной размерной фракции часто совершенно не отражает количество того или иного минерала в образце (пробе). Ошибки в определении содержания минерала могут достигать нескольких раз, иногда наблюдается различие на порядок [4]. Тенденция концентрации тяжелых минералов в разных размерных классах установлена для отложений и других генетических типов: моренных отложений, озовых, флювиогляциальных, делювиальных и морских осадков. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что минералогический анализ как по узкоразмерной, так и по широкоразмерной фракции не может дать достоверных результатов о составе всего вещества. Эти способы анализа, несомненно, имеют право на существование, но применение их должно ограничиваться определенными условиями. Для решения ряда геологических задач нужна методика, позволяющая оценивать состав вещества тяжелой фракции в целом.

Наиболее полно этим требованиям удовлетворяют методика изучения тяжелой фракции по многим размерным классам с вычислением средневзвешенного содержания. Это чрезвычайно трудоемкие исследования, которыми занимается лишь ограниченный круг ученых–литологов. В каждой размерной фракции необходимо проанализировать 300 – 500 зерен минералов, это составляет оптимальное число зерен при литологических исследованиях [2, 7]. Иногда в анализе участвует до 10 размерных классов (число исследуемых зерен до 5000).

Предлагается экспресс-метод изучения минерального состава тяжелой фракции. Метод включает следующие операции.

1. Разделение исходной навески в тяжелой жидкости (бромоформе) и выделение тяжелой фракции.

2. Рассев тяжелой фракции на ситах с целью получения нескольких узкоразмерных классов.

3. Взвешивание каждой узкоразмерной фракции, вычисление процентного содержания этих фракций и определение гранулометрического состава вещества.

4. Исследование под бинокулярным микроскопом минерального состава каждой размерной фракции. Для этого в изучаемом классе исследуется число зерен, кратное весовому проценту этой фракции в гранулометрическом профиле пробы.

Таким же образом изучаются и все остальные размерные фракции. В итоге в анализе участвует 500 минеральных зерен. Содержания одноименного минерала во всех размерных фракциях суммируется. Введение поправочных коэффициентов на плотность и форму минералов повышает точность анализа [6]. Редкие зерна могут определяться просмотром всей навески.

Преимущество методики состоит в быстром и эффективном определении состава тяжелой фракции. В анализе участвуют минералы всех размерных фракций. В каждой размерной фракции во внимание принимаются равновеликие (равнообъемные) зерна, так как анализируемые фракции узкоразмерные. Это снижает ошибки анализа, обусловленные в других способах анализа неодинаковым размером анализируемых зерен. Методика одинаково успешно может применяться для анализа проб с закономерным и незакономерным распределением минералов по размерным фракциям. Точность анализа будет повышаться (понижаться) по мере увеличения (уменьшения) числа зерен, участвующих в анализе.

Результаты анализов, полученные по такой методике, сопоставимы между собой независимо от литологического и генетического типа пород, т.к. они характеризуют валовой состав тяжелой фракции в целом, а не отдельные ее частей – размерных фракций. При этом информация о дифференциации вещества по размерным классам является дополнением к сведениям о минеральном составе. Основные принципы экспресс-метода минералогического анализа близки методу петрографического анализа обломочных пород [4]. Проверка метода на ряде объектов позволила получить положительные решения [3, 5].

Библиографический список.

1. Коперина В. В. К вопросу о единой методике минералогического анализа терригенной части осадочных пород // К вопросу о состоянии науки об осадочных породах. М.: Изд-во АН СССР, 1951. С. 198-210.

2. Кухаренко А. А. О методике количественно-минералогического состава шлихов // Вестн. ЛГУ. Сер. Геол. и геогр. 1957. Вып. 8. С. 157-179.

3. Наумова О. Б. Экспресс-метод определения валового минералогического состава тяжелых фракций // Достижений молодых ученых в области геологии, геофизики, географии: Тез. докл. Пермь, 1984. С. 24-25.

4. Наумова О. Б., Лунев Б. С. Способ определения валового петрографического состава галечников и валунов // Авторское свидетельство СССР № 1270702. Опубл. в бюлл. № 42, 1986.

5. Наумова О. Б., Наумов В. А. Руководство по определению валового петрографического и минералогического состава и комплексной оценке золотоносного аллювия. Пермь, 1986, 100 с. / Деп. в ВИНИТИ 8. 05. 86 № 4441-В 86.

6. Новиков В. А. Типизация и унификация методов минералогических анализов шлихов и рыхлых пород // Тр. ЦНИГРИ. М., 1970. Вып. 94. 88 с.

7. Осовецкий Б. М. Тяжелая фракция аллювия. Иркутск, 1986, 260 с.