Дипломная работа: Минералогия техногенных россыпей Андрее-Юльевского участка
В июне 2009 г. проведены рекогносцировочные (подготовительные) работы - маршруты методом геологического обследования со шлиховым опробованием техногенных россыпей - с целью оконтуривания образований (рис.1) и предварительного определения содержания полезных минералов в пределах лицензионной площади. Объёмы работ составили 34,9 пог. км маршрутов и 90 шлиховых проб. Общее количество выделенных участков - 11 разобщенных участков. Все участки представляют собой рекультивированные техногенные отвалы. Общая площадь выделенных участков с техногенными образованиями составляет 854881 м2 (0,85 км2 ). По результатам прямых наблюдений, находящихся в пределах отдельных участков неглубоких карьеров средняя глубина вскрытых техногенных образований составляет около 3 м. Техногенные образования представлены алевритовыми песками, песком, галькой с включениями щебня. Щебень представлен преимущественно кварцем, стяжениями гидроксидов железа, окатышами глин. Содержание щебня в техногенных песках не превышает 5%. Оконтуренные наиболее крупные по площади участки разбурены ручным шнековым бурением по сети 200 х 100 м. Объёмы бурения составляют 125 пог. м. Общее количество скважин - 53 скв., более 90% из которых вскрыли техногенные отложения на полную мощность. Средняя глубина скважин составила 2,35 пог. м, максимальная глубина бурения 4,7 м. Все скважины опробованы. Длина секции опробования составляет в среднем 1,0 м. Общее количество отобранных проб составило 222 пробы, в том числе шлиховых по поисковым маршрутам 89 проб, шлиховых по скважинам 133 пробы.
В условиях полевой минералогической лаборатории мною был проведен полуколичественный сокращенный минералогический анализ 28 шлиховых проб на кианит и золото. Проведенные минералогические исследования показали отсутствие признаков промышленного золота в исследованных пробах. Единичные знаки золота наблюдались в единичных пробах. По предварительной оценке содержание кианита в техногенных образованиях колеблется от 0,123 до 54,6 кг/м3 .
Так же на площадях развития техногенных образований были проведены геофизические работы методом ВЭЗ.
По предварительным оценкам ресурсный потенциал Андрее-Юльевского участка техногенных россыпей составляет 28-45 тыс. т, что делает этот объект перспективным на этапе внедрения нового вида минерально-сырьевых ресурсов - кианитовых концентратов (Коротеев, 2009).
Непосредственным руководителем работ в поле был Савичев А.Н. Работа выполнена в Институте минералогии УрО РАН под научным руководством Попова В.А., которому автор благодарен за поддержку и внимание к дипломной работе.
Рис.1. Расположение перспективных участков техногенных песков (на рисунке отмечены белым цветом).
1. Методы исследования
Для характеристики песка техногенных проб, взятых с Андрее-Юльевского участка применялись следующие методы исследования:
1) В полевых условиях отбирались шлиховые пробы. Отбор производился из пробуренных на участке скважин;
2) Лабораторные исследования, включающие в себя:
а) Количественный минералогический анализ шлиховых проб;
б) Изучение отдельных кристаллов оптическим методом;
в) Рентгеноструктурный анализ глин.
1.1 Шлиховое опробование и полуколичественный минералогический анализ шлиховых проб
Отбор шлиховых проб, для написания дипломной работы, проводился во время практики на Андрее-Юльевском участке техногенных образований, на котором в то время шли поисковые и начальная стадия оценочных работ.
Первый этап работ заключался в выносе главной (опорной) магистрали и поисковых линий (сеть 200м × 100м), ориентированных в крест простирания техногенных образований. Поисковые линии закладывались в местах с максимальным видимым распространением техногенных образований с помощью теодолита 2Т2А, GPS-навигатора Garmin и компаса.
Параллельно с выносом поисковых линий проходили маршруты методом геологического обследования. Во время маршрутов отбирались шлиховые пробы с глубины 30-40 см, весом в среднем 10 кг.
По данным геологических маршрутов была составлена карта фактов. По карте условно определились участки распространения техногенных песков. Затем последовал ряд маршрутов, в которых проводилась GPS-привязка точек отбора проб и залежей техногенных песков. После оконтуривания были выполнены буровые работы на глубину до 4 м шнековым способом вручную.
Пробоподготовка проводилась двумя способами:
а) В первом случае пробы просушивались, затем подвергались квартованию. Отквартованную часть пробы (в среднем 2 кг) ситовали, разделяя на фракции: >10; 10-5; 5-2,5; 2,5-1; 1-0,5; 0,5-0,25; 0, 25-0,1; - 0,1. В случае большого количества фракции - 1 мм ее подвергали сокращению, учитывая "надежную массу пробы", которая определялась по логарифмической диаграмме К.Л. Пожарицкого.
б) Во втором случае отобранные пробы подвергались обогащению на гидровашгерде. После промывки получались кианитовый концентрат и "хвосты" (более легкий материал). Высушенные концентраты ситовали на фракции: >10; 10 - 5; 5 - 2,5; 2,5 - 1; 1 - 0,5; 0,5 - 0,25; 0, 25 - 0,1; - 0,1. Для минералогического полуколичественного сокращенного анализа фракцию - 1 мм сокращали, учитывая "надежную массу пробы" (около 30 г).
После обработки проб следующим этапом работ являлся минералогический полуколичественный сокращенный анализ. Он заключался в определении, отборе и взвешивании кианита из фракций разной размерности. Крупные фракции просматривались под лупой (×2), мелкие - под бинокуляром. Данные заносились в журналы, а затем производился расчет процентного содержания кианита в каждой пробе.
Для написания данной работы мной были отобраны пробы с 27 скважин (с различных интервалов) и 5 проб с профиля № 26 (в среднем по 3 кг). После чего изучаемый материал был высушен, расквартован и расситован по фракциям >10; 10-5; 5 - 2,5; 2,5 - 1, 1 - 0,5; 0,5 - 0,25; <0,25. Масса полученных фракций от 15 до 120 г. После каждая фракция просматривалась под бинокуляром. Процентное содержание подсчитано методом "ста случайных зерен" - количественный шлиховой анализ, результаты сведены в приложении 1. Анализ шлиха проводился в ИМин УрО РАН.
1.2 Рентгенофазовый метод
Рентгенофазовый анализ проводился методом порошка на автоматизированном дифрактометре ДРОН - 2.0 (Институт минералогии УрО РАН, аналитик Т.М. Рябухина), с медным Кα - излучением, с целью идентификации глинистой составляющей. Интенсивность отражений оценивалась по высоте пиков.
Порошок для данного анализа был изготовлен из трех проб, выбранных с 26 линии - 26/04, 26/05, 26/11. Чтобы получить этот порошок был произведен опыт. С каждой пробы использовалась навеска примерно по 100 г., 6 стеклянных банок объемом по 700 мл, 3 лабораторных стекла.
Сначала по трем сосудам помещен испытуемый песок, наполовину залитый водой. Всё тщательно взмучивается и отстаивается в течение 10 минут (рис.2). (Для разделения по крупности). На дно оставшихся трех банок помещается по лабораторному стеклу, на которые сливается мелкая верхняя фракция из первых трех банок. После чего в течение двух дней масса осаждалась и налипала на стекла. После выжданного времени стекла подсушивались пару дней.
Полученный результат: 26/11 - раствор высох, масса гладкая серого цвета, прилипла к стеклу; 26/04 - высохшая масса местами образовала корки, местами гладкая прилипшая, коричнево-ржавого цвета; 26/05 - масса отошла от поверхности стекла в виде корок коричнево-бурого цвета. Полученные корочки имеют гладкую верхнюю поверхность, внутренняя - грубая с видимыми минеральными частицами.
Далее полученные корки были измельчены, расфасованы по конвертам и отправлены на рентгеноструктурный анализ.
Результаты рентгеноструктурного анализа (см. приложение 2) показали наличие в пробах каолинита, кварца, мусковита. В пробе 26/11 с пиком 13-14Ǻ - хлорит. Пикам со значением 3-4Ǻ соответствует кварц, 10Ǻ - мусковит, 7Ǻ - каолинит.