Изучение степени подвижности редки и рассеянных элементов, входящих в состав таких породообразующих минералов-концентраторов как биотит и мусковит, имеет большое значение в познании эндо- и экзогенных рудообразующих процессов ...
Особенности распределения химических элементов в горных породах рассматривают как геохимический критерий при изучении магматических и осадочных комплексов горных пород и связи их с полезными ископаемыми. Как известно, геохимические исследования увеличивают глубинность поисков месторождений полезных ископаемых. Эти поиски основаны на изучении закономерности распределения химических элементов в толщах горных пород. Следовательно, для геохимических поисков важно одновременное определение многих химических элементов и их количественное соотношение в различных горных породах отдельных регионов, участков и зон исследуемой территории. При этом исследуется большое количество проб. Это могут быть сотни, тысячи и десятки тысяч анализов. Основной объем анализа составляют горные породы и рыхлые отложения. Минералы и руды в этом случае представляют меньшее количество определений, но их выполнение может носить специфический характер ...
Горные породы, минералы и руды часто анализируются по методике ступенчатого ослабления спектральных линий. Преимущества этого метода перед другими ускоренными приемами спектрального анализа в одновременном определении многих элементов, скорости и простоте оценки содержания в большом диапазоне определяемых концентраций. Это делает метод перспективным для геохимических исследований на больших площадях, поисковых и других геологических задач. В связи с этим была получена характеристика воспроизводимости и точности метода, оценены его возможности. Показано, что спектрограмма позволяет учитывать состав пробы и определять содержание примесей непосредственно по градуировочному графику (не в интервалах). На примере серии определений различных элементов установлено, что относительно химического анализа средняя погрешность составляет ±25%.
Выявление региональных геохимических закономерностей по характеру распределения химических элементов в толщах осадочных пород может быть достигнуто ускоренными методами спектрального анализа. Однако при этом необходима достаточная точность определения содержания химических элементов в горных породах и сохранение основных достоинств спектрального анализа: скорости, высокой чувствительности и простоты. На основании учета особенностей проб горных пород и простых приемов анализа целесообразно применение метода появления линий в комплексе с трехступенчатым ослабителем (на отдельные элементы) и метода ступенчатого ослабления линий на три порядка по М. М. Клеру. Методом М. М. Клера, в отличие от других ускоренных приемов анализа, одновременно определяются многие элементы по одному спектру, кроме того, оценка содержания проста в большом диапазоне определяемых концентраций. Это делает метод перспективным для массового анализа образцов горных пород при региональных исследованиях ...
В геологической практике при поисках рудных месторождений для геохимической характеристики различных комплексов горных пород и рудопроявлений с успехом используются простые производительные методы спектрального анализа. Часто получаемая при этом точность определения содержания в пределах некоторых интервалов (например, 0,001—0,003; 0,003—0,01; 0,01—0,03% и т. д.) при поисках ореолов рассеяния молибдена, олова, свинца, цинка, вольфрама и других рудных компонентов может быть достаточной. Но в ряде случаев появляется необходимость применения массовых методов анализа с более точным определением содержания исследуемых элементов.
Ряд геологических вопросов решается с использованием данных спектрального анализа. Практическое значение приобретает спектральный анализ и при геохимических исследованиях, в частности при металлометрической съемке. В комплексе с геофизическими методами в партиях и экспедициях при поисках и изучении ореолов рассеяния различных химических элементов выполняется большое число анализов на свинец, молибден, олово, медь, цинк, вольфрам, сурьму, никель, кобальт, мышьяк и другие элементы. В этом случае спектральные определения металлов выполняются в пробах рыхлых отложений (наносов). При поисках рудных тел, не выходящих под наносы, рассеянная минерализация в некотором удалении от рудных тел может быть также обнаружена спектральным опробованием коренных пород или наносов с поверхности.
Методы спектрального анализа широко применяются в практике геологоразведочного дела. Большое значение для нужд геологии имеют те методы, которые базируются на простых и доступных приемах спектрального анализа, обеспечивают хорошую производительность, возможность определения большого числа химических элементов по спектру пробы и дают количественную характеристику определяемых элементов. Таким методом в настоящее время является метод полного спектрального анализа, когда проба вводится в электрическую дугу и для количественной оценки используется ослабление интенсивности спектральных линий на три порядка. Содержание определяется по графику зависимости числа ступеней аналитических линий от концентрации элемента в пробах. Однако процесс испарения и возбуждения определенного элемента зависит от состава пробы, подвергающейся анализу. Поэтому интенсивность линий при одинаковой концентрации элемента может быть различна в пробах разного состава.
В настоящее время качественный и количественный спектральный анализы внедряются в геологоразведочное дело при поисках и разведке разнообразных ископаемых с целью исследования вещественного состава вмещающих пород, зон оруденения, минералов и руд, изучения распределения редких и рассеянных элементов в различных типах изверженных и осадочных горных пород, а также и для решения других аналитических задач. Особого внимания заслуживает полный спектральный анализ, которым одновременно можно определять несколько десятков химических элементов по спектрограмме, полученной испарением навески в 30— 40 мг исследуемой пробы в электрической дуге между угольными электродами (исследуемое вещество помещается в углубление нижнего электрода). Универсальность и ценность этого метода исследования определяются скоростью и возможностью определения большого числа химических элементов и их содержания без применения сложной вспомогательной аппаратуры. При этом метод базируется на простых и доступных приемах спектрального анализа. В спектральном анализе количественное определение связано с оценкой интенсивности спектральных линий исследуемых элементов. В методе ослабления линий с помощью логарифмического сектора или фильтра применяется визуальное определение интенсивности спектральных линий. Нами выполнен ряд экспериментов, которые позволили оценить возможности указанного выше метода и на примере никеля и кобальта показать более высокую точность упрощенных и быстрых количественных определений элементов в тех же пробах.
В директивах XIX съезда Коммунистической партии Советского Союза по пятому пятилетнему плану развития СССР на 1951-1955 гг. в области промышленности, в частности, указывается: «Значительно расширить производство цветных металлов. Увеличить за пятилетие производство, примерно, в следующих размерах: меди рафинированной на 90 процентов, свинца в 2,7 раза, алюминия не менее, чем в 2,6 раза, цинка в 2,5 раза, никеля на 53 процента и олова на 80 процентов» [1]. Это означает увеличение геологоразведочных работ, повышение требования к проводимым поисковым и разведочным работам с точки зрения оперативности и всестороннего изучения исследуемых объектов. Для комплексного изучения руд пород и минералов, для полной характеристики составляющих элементов особо важную роль приобретает спектральный анализ на всех стадиях геологоразведочных работ.
Благодаря созданию высококачественной отечественной аппаратуры для исследования минералов и руд методы спектрального анализа приобретают все большее значение как при изучении вещественного состава месторождений, вмещающих пород, зон оруденений и т. д., так и при количественной оценке содержания в них рудных компонентов. Особую ценность спектральный анализ представляет в полевых условиях, увеличивая оперативность геологоразведочных работ и позволяя произвести предварительную оценку исследуемых объектов. Экспериментальные исследования, проведенные нами на материале изучения медных колчеданных руд, позволили разработать методику быстрого количественного спектрального определения меди в полевых условиях без применения сложной дополнительной аппаратуры. Методы количественного спектрального анализа базируются на однозначной зависимости между интенсивностью спектральных линий элементов и концентрацией этих элементов в исследуемом веществе. Эта зависимость устанавливается сравнением спектров проб и эталонов визуально или микрофотометром по измерению почернений спектральных линий.
