Привести характеристику минерала – халькозин (состав, структура, минеральный парагенезис, условия образования)

8. Основы минерагенического (металлогенического) анализа. Методология, т.е. совокупность используемых методов изучения объекта. Эта совокупность определяется конечной целью прикладного направления. Конечной целью минерагении является «расшифровка» или детальные исследования закономерностей формирования взаимосвязанных петрологических и литологических комплексов, их картирование и, с построением минераграмм, определяющих временные особенности развития комплексов. На основе минерагенической карты и минераграмм строятся прогнозные карты, где отмечаются выявленные рудные формации для поиска определенных рудных месторождений, выделяются лито- и петроформации, прогнозируемые на нерудные п.и. (твердые). Отдельно строятся прогнозные карты на газожидкие п.и. (углеводороды, подземные воды, газы (неуглеводородные He, N)). В зависимости от типов выделения формаций, их вещественного состава, могут создаваться специализированные прогнозные карты на отдельные виды п.и., в первую очередь рудные. Это связано со спецификой выявления рудных формаций уже в процессе минерагенического анализа. Подобная работа завершает составление картографического материала.

Первым этапом минерагенического анализа служит геологическая съемка с составлением геологических карт различного масштаба. Её стадийность начинается с мелкомасштабной (1:500000), продолжается среднемасштабной (от 1:500000 и до 1:100000), заканчивается крупномасштабной - кондиционной (1:50000). Крупномасштабная съемка характеризуется выделением с получением данных о составе пород (геохимическом, минералого-петрографическом) с выделением формационных комплексов по площади рапространения, по временным интервалам. Выявляются различные геотектонические реперы перерывов осадконакопления, которые могут иметь или межформенный характер, или локальный внутриформационный характер. Эти перерывы позволяют строить минераграммы, фиксировать остаточные или переотложенные продукты кор выветривания, наметить вещественные связи между размываемым комплексом и перекрывающим его новым комплексом. Их глубина размыва позволяет сказать о рудоносности кор выветривания. Эта съемка сопровождается картировочным бурением (бурение неглубоких (до 100-150 м) скважин при геолого-структурной сьемке и составлении геологических карт масштаба 1:200000 и 1:50000. Производится обычно в тех районах, где коренные пород скрыты под мощной толщей рыхлых современных отложений, а также с целью поисков скрытых рудных тел и россыпных месторождений в районах возможного их нахождения. Обычно применяют колонковое бурение). Таким образом на этой стадии используются все методы анализа вещества, как минерального вещества, что позволяет нам строить достаточно обоснованную минераграмму (важно для магматических пород).

Помимо кондиционной съемки существует еще более крупномасштабное картирование, которое применяется при исследованиях перспективных участков на то или иное п.и., выделяемое по каким-либо аномальным признакам, свидетельствуемое о накоплении здесь одного вида п.и. Масштаб съемки – 1:10000, 1:50000

В итоге оконтуривается месторождение, наносится на карту, отмечается время его образования на минераграмме. К карте прикладывается комплекс структурно-формационных карт, которые характеризуют вещественный состав, мощность разновозрастных формаций определенных минерагенических эпох.

Билет 15

1. Метаморфизм. Его генетические типы и минералого-геохимические фации. Особенности глубинного размещения фаций метаморфизма в пределах подвижного пояса, по Добрецову.

Метаморфизм (греч. metamorphoómai — подвергаюсь превращению, преображаюсь) — процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида.

Метаморфизм приурочен к геострукт условиям и геологич комплексам, кот связ с г/с условиями и накоплением мощ осад толщ с одновр прояв-ем магматизма и ороген тектоники.

Прежде всего целесообразно выделять локальный мета­морфизм, охватывающий небольшие участки земной коры, и ре­гиональный, проявляющийся на значительных территориях (зоны складчатости).

К локальному типу относятся: 1) контактовый (или контактово-термальный) метаморфизм, связанный с влиянием внед­ряющегося магматического расплава; 2) автометаморфизм, обусловленный воздействием постмагматических растворов и газов на магматические породы самой интрузии; 3) локально может проявляться также динамометаморфизм (точнее, одна из его разновидностей - катакластический метаморфизм), связанный с влиянием тектонических движений.

Региональный метаморфизм является по сути дела динамотер-мальным и протекает во время погружения пород во все более глубокие зоны земной, коры. При увеличении температуры выше того предела, при котором начинается частичное расплавление по­род, следует выделить еще более высокую ступень метаморфизма— ультраметаморфизм.

Если же породы, испытавшие глубокие преобразования типа интенсивного регионального метаморфизма вследствие проявления новых тектонических движений, окажутся поднятыми снова в более высокие зоны земной коры, они могут претерпеть ряд новых из­менений, получивших название регрессивного метаморфизма.

Согласно определению П. Эскола, «метаморфическая фация охватывает все породы, возникшие в таких сходных усло­виях температуры и давления, что определенный химический состав приводит к одной и той же ассоциации минералов».

Цеолитовая фация характеризует переход от диагенеза к метаморфизму при захоронении и постепенном погружении осадков, когда t (температура) и р (давление) выше, чем на по-верхности: р = 200—300 МПа, t = 200—300 °С; типичные минералы: цеолиты, альбит, кварц, адуляр. Фация встречается редко.

Фация зеленых сланцев формируется на несколько

большей глубине: t = 300°C, р = 200—400 МПа. Для нее характерны минералы зеленой окраски: хлорит, эпидот, актинолит. Выделяют три более дробных подразделения — субфации, именующиеся по гипичным минералам.

Фация глаукофановых сланцев имеет не вполне определенное положение. В современных работах ее относят к фа-ппи более высоких давлений, чем это сделано Ф. Тернеоом (р=1000 МПа).

Фация альмандиновых амфиболитов выделяется и зонах высокой ступени регионального метаморфизма, t почти достигает 700 °С. По ассоциациям минералов выделяются три суб­фации. В наиболее глубинных зонах здесь наблюдается гранити­зация, что свидетельствует о высоких температурах.

Фация гранулитов охватывает совокупность метаморфи­ческих пород, характеризующихся ассоциациями силлиманит — гранат: диопсид — гиперстен; t>700°С, р=300—1000 МПа; нет водных минералов. Наблюдается частичное расплавление пород. Выделяются две субфации.

Фация эклогитов формируется в условиях высоких t и р. Их состав отвечает основным породам. Допускается, что эклогиты образуются на глубинах около 40 км (в верхней мантии) при t>700 °С и р> 1000 МПа.

Диаграмма показ метаморф процессы во всем многообр и тесн связь минер парагенезисов с глубиной с глубиной.

f-коэф железистости, опр ж-ть гранатов, уменьш с увелич глубинности метаморфизма

gt-градиент мезо-, катагенеза

1-зона нормал осад и магм пород (порфирит-гипабиссал зона, сланцы) метагенез, начало мет-ма

2-зеленокаменных пород и филлитов (серицитовые пор), глин минералов нет

3-зона хлорит-слюдист сланцев (мусковит-1-я субфация, биотит -2-я более выс t)

4-эпидотовых амфиболитов и двуслюдяных гнейсов (полосчат стр-ра, укрупнен стр-ра кр-лов)

5-амфиболитов и биотитовых гнейсов

Все 5 зон разд по величине давления на подзоны. Разд-е нач во 2-й зоне до 4-й.

Во 2-й зоне появ-е дистена (кианита)- Ku, андалузит-And, силлиманит-Sill.

6-зона мигматитов

7-зона роговиков, контакт.роговики, скарны

8-бухиты, кот предст собой роговики со стекловат основой.

8,6,9 – область ультрамет-ма

2 Микропетрографические и оптические признаки группы оливина.

Группа оливина предст собой непрерывный ряд изоморфных смесей форстерита — Mg₂Si0₄ и фаялита — Fe₂SiО₄.

Форстерит кристаллизуется при температуре 1890°С, фаялит — при 1205°С. Из этого следует, что магнезиальные оливины, тяготеющие по составу к форстериту, образуются раньше железистых.

По структуре своей оливины отн к островным силикатам.

Сингония, класс симметрии, пространственная группа. Ромбическая; 2/т2/т2/т; Pmcn.

Оливины, образующие порфировые выделения в излившихся породах, дают характерные формы разрезов в шлифах в виде вытянутых шестиугольников, иногда корродированных. В глубинных породах оливины встречаются в виде зёрен неправильной формы, как правило, изометричных очертаний.

Параметры элементарной ячейки и число формульных единиц, а = 4,76, b= 10,20, с = 5,98 (форстерит, Mg₂SiО₄); Z = 4. а = 4,82, b = 10,48, с = 6,11 (фаялит, Fe₂Si0₄).

Спайность. По {010} неясная.

Оптические свойства. Полупрозрачные, бесцветные; фаялит бывает чуть желтоватым. Анизотропный, двуосный (+), 2V= 82-90° (форстерит). Двуосные (-), 2V=46-90° (другие оли­вины). Показатели преломления: п_p = 1,635-1,827, п_т = 1,651-1,869, п_g = 1,670-1,879. Минералы обладают высоким рельефом, шагреневой поверхностью и яркими интерференц окрасками 2-го и 3-го порядка (n_g-n_p=0,035-0,050). Погасание прямое, очень четкая интерференц фигура. Поскольку оливины легко изменяются, то пронизывающие кристаллы извилистые трещины часто выполняются магнетитом и окрашенными в зелено-желтые тона хлоритами или серпентином.

Двойникование встречается редко, но у деформированных зерен оливина иногда в плоскости n_pn_m при скрещен николях проявляется полосчат погасание.

Оливин характерен для осн и ультраосн пород в парагенезисе с пироксенами и осн плагиоклазами. Форстерит в чист виде встречается лишь в контактово-метаморфич породах, фаялит установлен в некотор гранит пегматитах.

3. Минералогический анализ руд: количественная оценка соотношения минералов.

Рудные агрегаты состоят, как правило, из рудных и жильных, или нерудных, минералов. Первые используются в промышленности, вторые - бесполезные для данной руды - идут в отвалы, в хвосты. Иногда руда пол­ностью состоит из полезных - рудных - минералов. В большинстве же случаев она содержит то или иное количество жильных, или, иначе говоря, нерудных, минералов.

К рудным относятся минералы, из которых извлекают те или иные металлы (галенит, сфалерит, халькопирит, магнетит, хромит и т. д.) или которые сами используются как полезное ископаемое (алмаз, слюда, асбест, табл. 2). Среди жильных, или нерудных, минералов, сопровождающих рудные, наиболее распространены кварц, карбонаты, барит, хлорит, сери­цит, гранат, пироксены, полевые шпаты, слюды, флюорит и т. д.

Один и тот же минерал в различных типах руд может быть либо рудным, либо нерудным, т. е. сопутствующим, бесполезным минералом. Так, напри­мер, сидерит в сидеритовых залежах - главный рудный минерал на железо, во многих гидротермальных месторождениях сидерит присутствует в не­больших количествах как сопутствующий бесполезный нерудный минерал и идет в отвалы.

В зависимости от соотношения рудных и нерудных минералов выде­ляются массивные, или сплошные, и вкрапленные руды.

К массивным относят обычно руды, содержащие больше 80% рудных минералов. Руды с меньшим содержанием рудных минералов относят к вкра­пленным, различая среди них густовкрапленные (50-80% рудных мине­ралов), средневкрапленные (30-50%) и бедные вкрапленные руды (меньше 30%). В виде массивных руд обычно встречаются руды железа, хрома, мар­ганца, меди, свинца, цинка, графита и др. Для большинства цветных, редких и драгоценных металлов характерны вкрапленные руды.

В минералогии при аналитических исследованиях образуется вы6орка с исходными данными, представляющая собой совокупность наблюдаемых (измеряемых) значений случайной величины (содержание минерала, металла и т.п.), характеризующихся какой-либо функцией распределе­ния. Значения случайной вели­чины обычно изменяются. Они характеризуются дисперсией случайной величины - мерой ее рассеяния около среднего арифметического, которая определяется формулами

При исследовании исходных данных в минералогии обычно ставятся три следующие задачи:

1. Выявление и интерпретация корреляционных связей между величинами.

2. Классификация руд по вещественному составу.

3. Выбор метода прогнозирования технологических показателей по вещественному составу руд.

Для выявления связен между величинами при­меняется корреляционный анализ, в результате которого определяются коэффициенты корреляции (парные), пред­ставляющие собой меру линейной взаимосвязи между двумя случайны­ми величинами:

При r = 0 зависимость между случайными величинами отсутствует. Она считается установленной, если коэффициент корреляции по абсолют­ной величине отличается от нуля, что устанавливается с помощью приближенного условия.

Предел значимости коэффициента корреляции можно определить по таблицам, где он зависит от числа проб (по вертикали) и от довери­тельной вероятности (по горизонтам). Если r > 0, то зависимость между случайными величинами прямая (с увеличением значений одной вели­чины растут значения другой), если r < 0, то обратная.

Коэффициенты корреляции широко используются для приближенной оценки связи между показателями качества переработки.

Коэффициенты корреляции объединяются в виде корреляционной матрицы - таблицы парных коэффициентов корреляции между случайными величинами выборки, в которой число строк равно числу столбцов