Применимость петрологии к разведке месторождений (стр. 3 из 4)

8. Измеряемые включения могут быть не презентативными для события, которое изучается. Поскольку существуют трудности в наблюдениях флюидных включений в непрозрачных минералах, то обычно внимание концентрируется на флюидных включениях в прозрачных жильных минералах и делается допущение, что условия рудообразования для них такие же, как полученные по этим минералам. Инфракрасные исследования флюидных включений в непрозрачных минералах показали, что хотя непрозрачные минералы и кварц проявляются в одних и тех же текстурных условиях в одно и то же время, то данные по флюидным включениям могут быть применимы и в этом случае.

Ключом к преодолению многих из этих ограничений является петрографический анализ перед началом измерений флюидных включений. Следовательно, нельзя проводить исследования флюидных включений без предварительного изучения шлифов, особенно, в районах с неизвестным геологическим строением.

Оценки минерализации гидротермальных растворов

Минерализация может определяться двумя методами:

- измерением снижения точки замерзания;

- определением температуры растворения дочерних кристаллов.

Главным допущением, на котором базируется метод понижения точки замерзания, является то, что ионная концентрация гидротермальных растворов вызывает постепенное снижение их точки замерзания. Снижение точки замерзания может быть связано с моляльной концентрацией растворов. Допускается, что это может быть раствор NaCl. Это допущение является приемлемым для эпитермальных гидротерм, которые имеют низкую минерализацию, но мало надёжно для месторождений, более глубоко расположенных, или VHMS, которые могут содержать гиперминерализованные рассолы. Многовалентные ионы могут также влиять на это допущение.

Присутствие большой доли СО₂ также важно, но обычно она влияет на температуры гомогенизации, на газообразные включения, на нижние первые точки плавления льда или повышает, а не понижает, последние точки плавления льда вследствие формирования сеточек. Влияние СО₂ при высоких её концентрациях проявляется в показаниях повышенной кажущейся минерализации, чем она есть в реальности (рис..12, 11.13). В связи с этим, считаем уместным, напомнить, что тренды минерализации являются более важной информацией, чем отдельно взятые измерения.

Графики минерализации относительно температур гомогенизации могут показать разбавление, кипение или тренды остывания. Физически точки замерзания труднее наблюдать, чем температуры гомогенизации. Необходимо исследовать более крупные и более прозрачные включения. В связи с этим обычно делается меньше измерений в каждом образце. Также исследования более длительные и, следовательно, более дорогие.

Второй метод применяется только для включений, которые содержат дочерние кристаллы и основан на растворимости различных минералов в воде. Дочерние минералы нагреваются до тех пор, пока они не растворятся в гидротермах. Обычно метод применяется лишь тогда, когда используется галит или, что более редко, сильвит. Эти два минерала самые часто встречающиеся дочерние кристаллы и наиболее легко идентифицируемые. В простой системе NaCl-H2O галит будет присутствовать в виде дочернего кристалла при комнатной температуре там, где гидротермы имеют минерализацию 26.3 вес.% NaCl или более. В более сложных системах состав всей системы необходимо определить или оценить путём измерений точки замерзания до того, как можно будет точно рассчитать минерализацию.

Другие методы. Другие методы как, например, масс-спектрометрия или газовая хроматография, за исключением Рамановской лазерной спектроскопии, проводящиеся в большей или меньшей степени с разрушением (дробление, плазменное удаление), нацелены на анализ самого включения. Имеется несколько других методов, но дороговизна и трудности интерпретации измерений обычно не позволяют их использовать в рудной разведке.

Необходимые процедуры. Проведение небольших измерений имеет ценность в определении геологических событий в новых месторождениях. Исследование флюидных включений являются самым значительным только тогда, когда пробы на флюидные включения хорошо отобраны, как, например, при детальном картировании и/или бурении. Отбор проб для анализа флюидных включений производится на основании петрографических исследований. Важно понять, что измерять. Необходимо знать, что обычно лишь жильный материал будет представительным, даже сильно окремнённые вмещающие породы имеют малую пригодность для измерений флюидных включений.

Из выбранных образцов готовятся шлифы. Их необходимо тщательно полировать, что занимает длительное время, но такие же образцы можно использовать для минераграфии. Эта процедура состоит из 4-х стадий:

1.изучение и обнаружение включений.

2. измерение температур гомогенизации и температур растворения, если имеется возможность.

3.измерение точек замерзания.

4.интерпретация данных.

Количество измерений делается в зависимости от поставленных целей. Важно определить систематический тренд во время измерений, как, например, бимодальное распределение, размерную корреляцию, изменения во времени.

Для изображения. Если имеется значительное количество измерений, то полезны гистограммы (рис..14). Идеальным считается нанесение результатов на графики энтальпия-минерализация, поскольку смешение, кипение и остывание взаимосвязаны на графике в виде прямых линий (рис..15). Это обычно не делается, если данных недостаточно. График точек гомогенизации/замерзания является приближением к этому, а не плохим первым шагом (рис..16), но трудно знать, что делать с точками, где нет измерений минерализации. Если данные получены из проб, отобранных из значительно большего вертикального интервала (из скважины), то полезно построить графики с наложением вертикального масштаба на кривые точек кипения-глубина.

При интерпретации важно помнить цели: стараться понять тренды в пространстве и времени на языке физических процессов и затем связать их с эпизодами и процессами рудной минерализации и сделать полезные прогнозы.

Микрозонд/EDAX/SEM

Эти исследования включают ряд методов, основанных на рентгеновском излучении и электронной микроскопии. Они могут применяться к любым полированным пластинам или образцам с углеродным (или золотым) покрытием образцов. Углеродное покрытие может удаляться повторно позже с полированных поверхностей, если это требуется. Эти методы являются очень мощными, но наилучшим образом применимы после всестороннего петрографического и минералогического анализа. Они могут применяться как к прозрачным, так и не прозрачным фазам. Ограничениями для них является диагностика элементов с очень низкими атомными весами.

Сканирующий микроскоп (SEM) дает картину поверхности образца на сетке CRT, с которой можно получить фотографию. Это похоже на исследование под бинокулярным микроскопом, но с большими возможностями увеличения: можно изучать объекты с менее чем микронными размерами. Особенно он хорош при изучении текстурных взаимоотношений минералов на микроскопическом уровне. Так, например, его можно использовать при исследовании текстур замещения между гидротермальными полевыми шпатами, глинами и цеолитами. При изучении нефтяных залежей, SEM используется для исследования микропористости образцов керна.

Электронный микрозонд или EDAX (Energy-DispersiveX-rayAnalyser) анализирует химический состав в маленьких точках на поверхности образца с высокой точностью. Это позволяет оценить отдельные минералы вплоть до микронного размера. Анализ может быть полезен для диагностики большинства элементов тяжелее кислорода. Анализатор можно использовать тремя путями:

-количественная форма: он даёт точный анализ в точке;

-полуколичественная форма: для быстрого сканирования и примерной идентификации различных минералов;

-сканирование: может использоваться при «картировании» поверхности образцов на отдельные элементы, т.н. на золото. В зависимости от сложности программы, эта процедура может быть автоматизирована в разной степени. Некоторое оборудование может производить картины обратного рассеивания с демонстрацией различных элементов в разной тональности или цвете. Этот метод очень хорош при идентификации очень мелких объектов или тонких текстур, таких как зональность в золотых зёрнах или для определения количества серебра в галените.

Общие химические анализы.

Для получения общего химического состава свежих и изменённых пород или жильного материала применяются разные химические методы с использованием порошков пород. По сравнению с традиционным «мокрым» химическим методом или АА, некоторые более новые методы, такие, как XRF, NAA, ICPAES, ICPMS, могут давать данные более быстро и дешевле, хотя и с менее высокой точностью для всех элементов. Реальная выгода та, что там, где требуется многокомпонентный анализ, поскольку эти методы могут анализировать более 60 элементов, цена анализов будет немногим больше стоимости 10 анализов.