CC BY
0
УДЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ РАДИОИЗОТОПОВ ПОРОД И РУД ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ АЛБЫН (ПРИАМУРЬЕ)
Н.В. Моисеенко, канд. геол.-минерал. наук, науч. сотр. Н.И. Синякова, мл. науч. сотр. Н.М. Сафина, инженер
ФГБУН Институт геологии и природопользования ДВО РАН (Россия, г. Благовещенск)
DOI:10.24412/2500-1000-2023-12-3-69- 74
Аннотация. Впервые получены данные по активности бета-излучающих изотопов 40К, 137Cs и гамма-излучающих изотопов 40Ж, 137Cs, 222яп, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232п и 228П в сланцах и рудах месторождения Албын Амурской области. Показано, что средние показатели удельной активности бета- и гамма-излучающих легких изотопов 40Ж и 137Cs во вмещающих сланцах выше, чем в рудах. В свою очередь, удельные активности тяжелых изотопов 222Ш, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232П и 228П выше в рудных метасоматитах. Не установлена положительная корреляция между золотом и активностью изотопов радиоактивных элементов в рудных метасоматитах.
Ключевые слова: золото, метасоматиты, углеродистые сланцы, уран, торий, радиоактивные элементы, удельная активность изотопов.
Албынское месторождение входит в состав Харгинского рудного узла Верхне -Селемджинской золоторудной минераге-нической зоны и принадлежит Эльгакан-ской купольной структуре [1]. Структура купола - брахиформная горст-антиклиналь разбита системой субмеридиональных и субширотных разломов на тектонические блоки. Основные фации сформированы метаморфизованными вулканогенно-
осадочными породами условно нижне-позднепалеозойского возраста и верхне-карбоновыми телами метагабброидов и гранитоидов. Месторождение локализовано в пределах афанасьевской и златоустов-ской свит, состоящих из слюдисто-кварц-полевошпатовых, слюдисто-полевошпат-кварцевых и хлорит-эпидот-полевошпат-кварцевых сланцев. Наиболее древние магматические породы представлены комплексом позднекаменноугольных габбро-плагиогранитов. Породы комплекса вместе с терригенно-осадочными отложениями изменены в зеленосланцевой фации метаморфизма [1]. Руды прожилково-вкрапленные и являются гидротермально-метасоматическими, малосульфидными и золотокварцевыми. По данным минералогического анализа минеральный состав руд (в %): кварц - 70-85, глинисто-
слюдистые минералы - 4-6, карбонаты - 518, полевые шпаты (альбит) - 1-2. Сульфиды представлены арсенопиритом, пиритом, пирротином, сфалеритом количество их в рудах 2-5%. Золото находится в сульфидно-кварцевых прожилках, в которых в переменном количестве часто присутствуют железистые карбонаты.
Для исследований были отобраны пробы руд и вмещающих углеродистых сланцев из двух рудных зон золоторудного месторождения Албын. В результате пробо-подготовки породы были издроблены и разделены на фракции (+2), (-2+1), (-1+0,5) и (-0,5). С помощью минералогического анализа были определены количественные значения рудных, акцессорных и породообразующих минералов. Содержание пет-рогенных элементов были установлены с помощью рентгено-флуоресцентного метода. Для редких элементов был применен метод масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS). Для установления содержания золота и серебра была использована атомная абсорбция. Для проб и образцов пород и руд были проведены замеры удельной активности бета-излучающих изотопов 40^ 137Cs и гамма-излучающих изотопов 40^ 137Cs, 22^п, 22(^, 228^, 232та и 228Т на
сцинтилляционном спектрометре «Прогресс». Фиксация результатов измерения проводилась при помощи программного обеспечения «ПРОГРЕСС-5». Содержание золота во всех пробах было определено методом атомно-абсорбционного анализа (АЦ МГИ ИГиП ДВО РАН). Значения линейных коэффициентов Пирсона для парных корреляций рассчитаны при помощи
программного обеспечения STATISTICA 10.
В результате исследования были получены данные об удельной активности радиоизотопов во всех типах пород. В таб. 1 показаны усредненные значения радиоактивности для каждого изотопа, в нижней части таблицы также приведены средние содержания золота для углеродистых сланцев и метасоматитов.
Таблица 1. Средняя удельная активность (в Бк/кг) радиоизотопов в породах и рудных метасоматитах золоторудного^ месторождения Албын _
Радиоизотопы Метасоматиты Углеродистые сланцы
40К 439.47± 115.79 743.64±99.35
137Cs 1449.08±277.56 1920.21±138.56
40K 404.69±104.70 566.07±69.12
222Rn 75.54±9.88 65.10±17.79
224Ra 25.42±7.01 7.70±3.67
226Ra 32.04±6.80 26.80±11.93
228Ra 39.44±6.77 22.50±7.72
л s 232Th 43.97±4.08 27.04±8.85
L- 228Th 47.18±7.43 27.04±7.43 27.04±10.28
Медианное содержание Аи (г/т) 1.71 0.29
По представленным результатам (табл. 1) видно, что вмещающие углеродистые сланцы показывают большую радиоактивность для легких бета-излучающих изотопов 40К и137Cs и гамма-излучающих
изотопов
40K
(рис. 1). Противоположную картину можно наблюдать для тяжелых
изотопов уран-ториевых семейств 224Яа, 226Яа, 228Яа, 232^ и 228Т (рис. 2).
222Rn,
Метасоматиты ■ Углеродистые сланцы
Бк/кг
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0
40К-Ье1а 40К^ашша 137Сз-Ье1а
Рис. 1. Гистограмма удельной активности (Бк/кг) легких изотопов 40К и 137Cs углеродистых сланцев и рудных метасоматитов Албынского месторождения
Активность изотопа 40К в определенном входит в состав полевых шпатов и слюд. смысле зависит от содержания К, который Полевые шпаты в рудах представлены в
1920
^тЩ
566 1449
405
основном альбитом, а калий содержащие слюды (мусковит) преобладают во вмещающих породах (углеродистых сланцах). По результатам РФА (рис. 3) содержание К2О в углеродистых сланцах составляет в
среднем 2.4%. В рудах концентрация К2О -1.8%. Радиоактивные элементы торий и уран влияют на активность тяжелых радиоизотопов уран-ториевых семейств.
Рис. 2. Гистограмма удельной активности (Бк/кг) группы изотопов уран-ториевых семейств углеродистых сланцев и рудных метасоматитов Албынского месторождения
и ТЪ К20
Рис. 3. Диаграмма средних содержаний (С) радиоактивных элементов (г/т) и К2О (%) в породах и рудных метасоматитах золоторудного месторождения Албын
По результатам минералогического анализа в рудах Албынского месторождения кроме цирконов присутствуют апатит, монацит и минералы тантала и ниобия. Торий встречается в монацитах, а уран в минералах группы тантало-ниобатов. Концентрации радиоактивных элементов (уран, торий) по результатам масс-спектрометрии (ICP-MS) наиболее высо-
кие в рудах (рис. 3), чем во вмещающих породах (углеродистых сланцах). Удельная активность радиоизотопа 40К связана с концентрацией К в породах, а активность 22^п, 22(^, 228^, 232та и 228Т с
ураном и торием.
Дополнительно была рассмотрена радиоактивная способность метасоматитов с разных рудных зон месторождения. Были
отобраны пробы рудных метасоматитов с Северной и Восточной зон месторождения Албын. На рис. 4 и рис.5 отображены сравнительные данные по удельной активности всех исследуемых изотопов. Со-
гласно полученным данным, тяжелые радиоизотопы уран-ториевых рядов 222яп, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232^ и 228Th) ведут себя иначе, чем легкие ядра 40К и137Cs.
40К-Ье1а 137Сз-Ь 40К^ашша
Рис. 4. Гистограмма удельной активности (Бк/кг) легких изотопов 40К и137Cs рудных мета-соматитов Северной и Восточной рудных зон Албынского месторождения
222Кп 22411а 22611а 228Ка 232ТЬ 228ТЬ
Рис. 5. Гистограмма удельной активности (Бк/кг) группы изотопов уран-ториевых семейств углеродистых сланцев и рудных метасоматитов Албынского месторождения
В пробах метасоматитов зоны Северной тяжелые ядра проявляют меньшую активность, чем в зоне Восточной (рис. 5), а легкие наоборот - большую (рис. 4). Такая закономерность по легким изотопам связана с более высокими значениями К2О для рудных метасоматитов зоны Северной (К2О - 2,3%) по сравнению с рудами зоны Восточной (К2О - 1,3%). В свою очередь в Восточной зоне концентрации радиоактивных элементов ^ и U в рудах выше.
Одной из задач исследований было установление корреляционных связей между радиоактивностью пород и содержанием в них золота. Для вмещающих пород и руд месторождения были просчитаны линейные коэффициенты корреляции Пирсона между удельными активностями изотопов, полученных на сцинтил-ляционном спектрометре «Прогресс» и содержаниями Au в пробах и образцах. Результаты представлены в виде гистограмм
на рисунке 6. Гистограммы построены в единой системе координат, что дает возможность сравнить распределение коэф-
фициентов корреляции для вмещающих пород и руд.
Рис. 6. Коэффициенты корреляции (Я) активности радиоизотопов с содержанием золота. Показаны значения коэффициентов корреляций, значимых на уровне р <.05000
Нельзя сказать, что концентрация золота в породах может напрямую зависеть от излучательной способности радионуклидов. Удельная активность радиоизотопов в некоторой мере характеризует содержание в породах радиоактивных элементов, зависящее также от ряда других параметров (периода полураспада, массового числа и др.). Рассматриваемая корреляционная связь не может быть оценена непосредственно, однако возможно выделить основную тенденцию распределения коэффициентов Пирсона для каждого типа пород. Для вмещающих сланцев величины Я имеют положительные или слабоположительные значения. Для рудных метасома-титов наблюдается обратная картина - отрицательные, или слабоотрицательные
значения. Такая тенденция может указывать на то, что при повышении концентрации золота в рудах падает удельная активность радиоактивных изотопов.
В результате проведенных работ были получены средние значения удельной активности радиоизотопов вмещающих сланцев и руд Северной и Восточной зон золоторудного месторождения Албын. Было установлено, что руды показывают меньшую радиоактивность для легких бе-та-излучающих изотопов ма-излучающих изотопов для тяжелых изотопов уран-ториевых семейств 222Яп, 224Яа, 226Яа, 228Яа, 232^ и 228Тк Не установлена положительная корреляция между золотом и удельной активностью изотопов в рудах месторождения.
40K ^37Cs и гам-40K и большую
Библиографический список
1. Казанцев Е.А., Малышев А.А., Орлова Н.И., Гидротермалиты Албынского месторождения // Разведка и охрана недр. - 2013. - № 11. - С. 7-11.
- HayKU o 3eMne -
SPECIFIC ACTIVITY OF RADIOISOTOPES OF ROCKS AND ORES OF THE ALBYN
GOLD DEPOSIT (AMURE REGION)
N.V. Moiseenko, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Researcher N.I. Sinjakova, Junior Researcher N.M. Safina, Engineer
Institute of Geology and Nature Management of Far East Branch Russian Academy of Sciences
(Russia, Blagoveshchensk)
Abstract. For the first time, data on the activity of beta-emitting isotopes 40K, 137Cs and gamma-emitting isotopes 40K, 137Cs, 222Rn, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232Th and 228Th in shales and ores of the Albyn deposit in the Amur region was obtained. It has been shown that the average specific activity of beta- and gamma-emitting light isotopes 40K and 137Cs in host shales is higher than in ores. In turn, the specific activities of heavy isotopes 222Rn, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232Th and 228Th are higher in ore metasomatites. A positive correlation has not been established between gold and the activity of isotopes of radioactive elements in ore metasomatites.
Keywords: gold, metasomatic rocks, carbonaceous shales, uranium, thorium, radioactive elements, specific activity of isotopes.
