способ поиска россыпей eu - монацита

Формула изобретения

СПОСОБ ПОИСКА РОССЫПЕЙ Eu МОНАЦИТА, включающий отбор шлиховых проб из россыпей в районе развития черносланцевых толщ, определение в пробах содержания Еu-монацита и суждение по его аномальным концентрациям о наличии россыпи Еu-монацита, отличающийся тем, что предварительно отбирают пробы коренных пород черносланцевых толщ, определяют в них содержание CaO и TP+Y, а шлиховые пробы отбирают из россыпей в районе развития черносланцевых толщ, характеризующихся значениями CaO0,5% и TP+Y 0,25%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к геолого-геохимическим способам поисков полезных ископаемых и может быть использовано при поисках россыпей особой бесториевой разновидности монацита, обогащенного Еu.

До настоящего времени одним из основных источников редкоземельных элементов (РЭ) в мире являлся, так называемый, желтый монацит CePO₄(TR₂O₃ 70% P₂O₅ 30%), обогащенный в значительной мере торием (ТhO₂ до 13%), а иногда и ураном. Коренным источником желтого монацита являются магматогенные породы кислого состава гранитоиды, гранитогнейсы, пегматиты, разрушение которых в условиях гумидного климата тропиков и субтропиков приводит к накоплению монацита сначала в корах выветривания, а затем в россыпях. Добывается он главным образом из различных типов редкоземельных россыпей, широко распространенных в мире, способы поисков которых известны [1]

Однако специфика состава желтого монацита оказывает негативное экологическое влияние при его промышленном использовании: неизбежное накопление радиоактивных отходов в местах его переработки. В ряде стран, в том числе и в бывшем СССР, промышленные россыпи желтого монацита сейчас не разрабатываются. В то же время, в последние годы резко поднялись цены на монацитовый концентрат, так как нет другого, более богатого источника таких дефицитных для современной техники элементов как неодим, иттрий и иттриевые лантаноиды. Торий же и уран являются очень неблагоприятными, но неизбежными элементами-примесями генетического типа желтого монацита.

Однако уже с 1936 г. стали появляться находки иной разновидности монацита, так называемого, серого монацита, основной отличительной особенностью состава которого является очень низкое содержание тория и урана (менее 0,6% в совокупности) или даже их отсутствие, и, наоборот, аномально высокие содержания европия (Eu₂O₃ до 1,5%) и неодима (Nd₂O₃ до 25%). Кроме отличий в составе серый монацит резко отличается от желтого внутренней структурой, физическими свойствами и другими типоморфными признаками. Но до последнего времени промышленные россыпи серого монацита практически были неизвестны в мире и даже не решена проблема его генезиса.

При проведении полевых работ в различных районах Испании, а также, используя коллекцию серного монацита Тайваня, Заира и Конго, и, наконец, путем сравнительного анализа литературных данных по другим районам распространения серого монацита, был выделен новый геолого-промышленный тип редкоземельных россыпей пролювиально-аллювиальные россыпи аутигенно-метаморфического Eu-монацита (серого монацита). Реконструкция условий зарождения и развития аутигенного Eu-монацита позволила выявить физико-химический механизм концентрирования редкоземельных элементов в углеродисто-терригенных осадках и разработать способ поисков коллювиально-пролювиальных и пролювиально-аллювиальных россыпей (россыпей ближнего сноса) серого монацита [2] Этот способ основывался на том, что черносланцевые толщи признаны наилучшим коренным источником серого монацита, а для поиска россыпей монацита следует произвести опробование россыпей ближнего сноса, расположенных в районе развития черносланцевых толщ. Далее проводился шлиховой анализ проб на содержание в них монацита, и по его аномальным значениям судили о наличии россыпи и ее промышленном значении.

Однако этот способ достаточно трудоемок, так как требует не только выделения всех россыпей ближнего сноса, примыкающих к черносланцевой толще, но и полное их шлиховое опробование и анализ.

Предлагаемый способ на основе анализа параметров кристаллизации Eu-монацита в углеродисто-терригенных осадках и выявлении главных параметров концентрирования РЭ позволяет определить потенциальную монацитоносность коренного источника черносланцевой толщи и далее опробовать только те россыпи ближнего сноса, которые примыкают к перспективным черносланцевым толщам. Это повышает точность способа и одновременно уменьшает трудозатраты и стоимость.

Предлагаемый способ отличается тем, что отбирают пробы коренных пород черносланцевых толщ, определяют в них содержание TR + Y и CaO и опробуют россыпи, примыкающие к участкам черносланцевых толщ, характеризующихся значениями TR + Y 0,025% и CaO 0,5%

Предлагаемый способ поясняется чертежом.

Способ выполняется следующим образом.

Отбирают геохимические пробы коренных пород черносланцевой формации, испытавших метаморфизм низких ступеней, не перекрытых рыхлыми отложениями.

Определяют в пробах содержание TR + Y и CaO любым способом чувствительностью для TR + Y не менее 0,005% и для CaO не менее 0,05%

Выделяют участки пород черносланцевой формации с содержанием в пробах TR + Y 0,025% и CaO 0,5% и считают их перспективными на продуцирование коренного Eu-монацита (подтверждением этого предположения может служить наличие единичных знаков Eu-монацита в шлифе).

Выбирают области ближнего сноса, примыкающие к перспективным участкам черносланцевых толщ.

Проводят шлиховое опробование и анализ выбранных областей ближнего сноса на наличие Eu-монацита, проводящийся в сером шлихе (3-я и 4-я электромагнитные фракции).

По аномальным содержаниям Eu-монацита судят о наличии россыпи и ее промышленной значимости.

Параметры, которые определяют монацитоносность коренных черносланцевых толщ, были выявлены путем анализа физико-химической обстановки кристаллизации минералов, содержащих РЭ. Выводы этих исследований коротко могут быть сформулированы следующим образом: в случае избытка СаО в водной среде новообразуемые аутигенные фазы будут кристаллизоваться в виде апатита, сфена и других Са-содержащих минералов, стехиометрия которых будет ограничивать количество входящих в них РЭ. Иными словами, будет происходить их рассеивание. При дефиците СаО и восстановительной среде осадконакопления появляется возможность кристаллизации монацита, структура которого допускает концентрирование РЭ и, в первую очередь, Eu⁺² (фаза, обогащенная европием, формируется первой, так как двухвалентная модификация данного элемента является относительно активной формой для сорбции и концентрирования ее органическим веществом из водной среды).

Величины этих параметров были определены на основе анализа большого количества проб коренных пород черносланцевых толщ, формирующих известные Eu-монацитовые россыпи в областях ближнего сноса.

После определения границ содержаний TR + Y и CaO в пробах перспективных черносланцевых толщ, была проведена проверка этих значений путем постановки способа в новых районах. Способ испытывался на территории рудного района Мурунтау (см. табл.1), где черносланцевые толщи были определены как неперспективные на продуцирование Eu-монацита, и шлиховое опробование областей ближнего сноса подтвердило этот вывод.

Дальнейшие испытания способа проходили в Испании (см.табл.2), где были выявлены участки перспективных черносланцевых толщ (перспективные литотипы), и проведенное опробование областей ближнего сноса, примыкающих к ним, подтвердило этот вывод. Кроме того, испытания показали значительное (до 30%) сокращение материальных и трудовых затрат в предлагаемом способе относительно ранее существующего.