Морфологические типы и особенности химического состава цирконов из россыпей участка Камбулат Бешпагирского титан-циркониевого месторождения (Ставропольский край)

циркониевое месторождение россыпь ископаемое

2.2 Методика отбора и обработки проб

Для изучения морфологии цирконов применялась методика обработки проб и выделения минералов. За время практики мною было отобрано 8 образцов.

Образец №1 - песок рудный (вес-29,16) - Левый борт р. Ягурка; п. Малые Ягуры;

Образец №2 - Песок рудный (вес - 28,51) - п. Горный; балка Поперечная (западная сторона);

Образец №3 - Песок рудный (вес 29,90) - п. Летняя Ставка; канава №73;

Образец №4 - Песок рудный (вес 31,09) - п. Горный; водохранлище; 150 м западнее от моста;

Образец №5 - Песок рудный (вес 32,52) - п. Горный; балка Поперечная (восточная окраина);

Образец№6 - Песок рудный (вес 30,12) - п. Горный; Канава 71.

Образец№7 - Песок рудный (вес 34,85) - Восточная окраина п.Горный; 200 м от ЛЭП;

Образец №8 - Песчаник - п. Горный; Канава 71.

(Приложение 1 - карта фактического материала).

В основном пробы были представлены песком светло-серым в верхней части и светло-желтым в нижней части разреза, тонко-, мелкозернистый, горизонтально-, косо-, мульдообразнослоистый, с включениями естественного шлиха в массе породы и более концентрированного в горизонтальных прослоях, подчеркивающих косо-, мульдообразную слоистость вмещающих пород.

Учитывая преобладающий тонко-, мелкозернистый состав продуктивных песков, а также значительное количество алевритового (<0.05мм) компонента, изучение рудных песков и выделение черного концентрата проводилось по методике, исключающей даже минимальные потери тяжелых минералов.

Методика выделения циркона включала следующие операции:

Взвешивание до и после квартовки;

Квартовка;

Мокрая расситовка по 7 классам;

Сушку;

Взвешивание по классам;

Деление в бромоформе по классам;

Промывка в спирте;

Сушка черного концентрата;

Взвешивание тяжелой фракции- черного концентрата;

Минералогический анализ.

Был проведен гранулометрический анализ, в результате которого выделено 7 гранулометрических классов:

+0,2;

-0,2+0,16;

-0,16+0,14;

-0,14+0,1;

-0,1+0,063;

-0,063+0,044;

-0,044.

После выявления гранулометрических классов выяснилось, что основная часть рудных компонентов черного концентрата находится в пятом (-0,1+0,063) и шестом (-0,063+0,044) гранулометрических классах.

Результаты взвешивания тяжелой фракции (черного шлиха), после деления в бромоформе (в гр.):

№1 -0,03

№2 - 0,99

№3 - 1,65

№4 - 4,6

№5 - 7,48

№6 - 1,21

№7 - 16,64

Минералогический анализ тяжелой фракции проб показал что оснавная доля приходится на минералы:

- ильменит (20-55%);

- рутил (5-18%);

- сфен (5-10%);

- лейкоксен (5-15%);

- циркон (5-21%).

Главные рудные минералы проявления Камбулат имеют следующие типоморфные признаки.

Ильменит представлен двумя типами зерен: 1) угловатые неправильной формы, слабо окатанные, часто уплощенные; 2) округлые, хорошо окатанные. В основном агрегаты черного цвета.

Зерна рутила имеют вытянутую форму, реже представлен не окатанными обломками неправильной формы, цвет варьируется от красноватого до оранжево-желтого, зерна полупрозрачные, имеют стеклянный блеск.

Циркон представлен в большей части окатанными прозрачными зернами розового цвета, реже встречаются обломки кристаллов гиацинтового типа.

Лейкоксен характеризуется угловатыми слабо окатанными зернами неправильной формы. Цвет лейкоксена меняется от коричневого до практически белого.

2.3 Исследование минералов циркона

Циркон кристаллизуется в тетрагональной сингонии, образуя дипирамидальные и призматические кристаллы. Твердость по шкале Мооса -- 7--8; плотность 4,680--4,710 г/смі. Цвет варьирует в зависимости от содержания примесей: от коричневато-жёлтого до коричневого, сероватый, красный, розовый; иногда бесцветен. Блеск сильный алмазный. Спайность несовершенная по (100). Обычно радиоактивен, всегда содержит примеси редких (REE) и радиоактивных (U, Th) элементов.

Минералы-спутники: ильменит, кварц, магнетит, амфиболы, слюды, эгирин, ксенотим, рутил, ставролит, пирохлор, полевые шпаты, апатит, сфен, колумбит, флюорит, кальцит, пирит, нефелин, альбит. 

Были проведены химический анализ и рентгеноспектральный микрозондовый анализ. (Анализ был проведен в ИГЕМ РАН, аналитиком С.Е. Борисовским)

Циркон в различной степени окатан, при этом в большинстве зерен сохраняется призматическая форма кристаллов. Правильные, хорошо сохранившиеся бипирамидальные призматические кристаллы встречаются редко. Циркон представлен двумя разновидностями.

Циркон I встречается в виде сильно блестящих белых и слегка розоватых бипирамидальных кристаллов короткопризматического габитуса. Концентрируется в немагнитной фракции. Преобладают зерна размером от 0,07 до 0,02 мм. Наличие тонкозернистого циркона является характерной осложняющей особенностью руды, создающей трудности при получении концентрата.

Циркон II встречается в виде бурых призматических кристаллов или их обломков. Концентрируется в слабомагнитной фракции. Размер зерен от 0,07 до 0,04 мм. Присутствует в руде в подчиненном количестве.

Химсостав циркона I (масс.%, среднее по 10 ан.): ZrO2 - 66,20; HfO2 - 1,29; SiO2 - 31,51; Y2O3 - 0,2; Ce2O3 - 0,06; UO2 - 0,095; ThO2 - 0,079; TiO2 - 0,128; WO3 - 0,052; CaO - 0,105; P2 O5 - 0,242. В буром цирконе II содержание ZrO2 уменьшается до 58,93%, ThO2 до 0%. Увеличивается содержание Y2O3 до 1,08%, UO2 до 0,36%.

Морфологические особенности и состав цирконов изучались методами количественного минералогического анализа, рентгеноспектрального микроанализа (микрозондового) на приборе MS-Cameca и методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) в лабораториях ИГЕМ РАН и ВИМСа.

Содержание циркония и гафния в цирконах Бешпагирского месторождения по данным рентгеноспектрального (микрозондового) микроанализа (аналитик С.Е. Борисовский, ИГЕМ РАН)

В результате проведенных анализов была выведена теоретическая формула циркона - (Zr,Hf,Th,U,TR,Ca,Na)[(Si,Al,P,S)*(O,OH)4].

Морфологические особенности цирконов изучены с позиций выделения и определения количественных соотношений по следующим параметрам:

- соотношение кристаллов и обломков;

- морфологические типы цирконов и их соотношение;

- окатанность цирконов;

- присутствие и доля метамиктных цирконов, и пр.

Указанные параметры были изучены в выборке более 2000 зерен. Анализ общего распределения изученных зерен цирконов по различным морфологическим классам и типам свидетельствует о том, что в россыпи преобладают обломки цирконов, не сохранившие каких-либо кристаллографических форм (более 75%), а среди сохранившихся кристаллов (20-24%) преобладают в различной степени колотые зерна (77-98%).

Кристаллы циркона и их обломки с наибольшими коэффициентами удлинения (5-8), в особенности игольчатого типа (К-удл. ~7-8 и более), нередко представляют собой наиболее идиоморфные индивиды, характеризующиеся наибольшей степенью сохранности кристаллографических форм - наименьшей степенью окатанности и дробления, т.е. механического износа. Вероятно, их поступление происходило из относительно близко расположенного источника сноса, представленного массивами гранитоидного состава.

Включения присутствуют в различных количествах и разных комбинациях составов практически во всех кристаллах циркона и их обломках (колотых зернах). Эти включения представлены прозрачными газово-жидкими изометричными пузырьками, игольчатыми кристаллами рутила буровато-красного, бурого, черно-бурого цвета (и, возможно, ильменита); субизометричными и изометричными уплощенными зернами темноокрашенных (в основном, черных) минералов Fe, Ti, Mn (магнетита, ильменита, гематита, титаномагнетита и их промежуточных фаз, мелких кристалликов циркона).

Зерна циркона регенерированного облика содержат в своей внутренней части обломки кристаллов первичного кластогенного циркона, которые располагаются асимметрично по отношению к кристаллографическим осям зерна-«хозяина» и выполняют роль «затравки» (или центра) для развития процессов регенерации.

Процессы регенерации проявлены в зернах цирконов достаточно широко. Ее следы присутствуют в той или иной степени на поверхности большинства проанализированных зерен, либо в виде локальных фрагментов, либо покрывая всю поверхность зерна. Оболочки визуально диагностируются при просмотре зерен под бинокуляром, но еще отчетливее выделяются под электронным микроскопом.

Для регенерационных оболочек характерны:

- весьма специфичная матовая поверхность, снижающая степень прозрачности зерна и контрастно отличающаяся по этому признаку от первично окатанной поверхности зерен циркона овально-округлых и чечевицеобразных форм с леденцово-блестящей поверхностью, более однородных по составу и имеющих, как правило, наиболее интенсивные сиреневые оттенки окраски, отражающие их наиболее древнее происхождение;

- слабовыраженный розовато-сиреневый оттенок, как правило, более интенсивный, чем оттенок обволакиваемого зерна.

Размещено на Allbest.ru