CC BY
1
УДЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ РАДИОИЗОТОПОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД АМУРО-ЗЕЙСКОЙ ВПАДИНЫ
Н.В. Моисеенко, канд. геол.-минерал. наук, н.с. Н.М. Сафина, инженер
ФГБУН Институт геологии и природопользования ДВО РАН (Россия, г. Благовещенск)
DOI:10.24412/2500-1000-2023-12-3-64-68
Аннотация. Установлены средние значения удельной активности бета-излучающих изотопов 40К, 137Cs и гамма-излучающих изотопов 40К, 137Cs, 222Ш, 224Ra, 226Ra, 228Еа, 232ТИ и 228П в магматических породах Амуро-Зейской впадины. В ходе исследований были рассмотрены граниты, гранодиориты и диориты ордовикского октябрьского магматического комплекса и андезиты мелового поярковского магматического комплекса. Значения удельной активности бета- и гамма-излучающих легких изотопов 40^, и 137Cs уменьшаются от кислых пород (граниты, гранодиориты) к более основным (диориты, андезиты) разностям. Похожая картина наблюдается и для гамма-излучающих тяжелых изотопов 40^, и 137Cs, 222Ш, 224Еа, 226Еа, 228Еа, 232ТН, 228ТИ. Не установлена положительная корреляция магматических пород среднего состава октябрьского и поярковского комплексов с золотом.
Ключевые слова: радиоактивные изотопы, золото, граниты, андезиты, магматические комплексы, удельная активность изотопов.
Магматические породы на территории работ относятся к октябрьскому и пояр-ковскому магматическим комплексам Амуро-Зейской впадины. Октябрьский гранитовый комплекс (уОо) слагают умеренно-щелочные граниты, гранодиориты и диориты. Для гранитоидов характерны массивные иногда грубополосчатые текстуры. Состав пород варьирует от гранитов до диоритов [1]. Изменение состава происходит за счет вариаций содержания калиевого полевого шпата и кварца. В породах, кроме структур, характерных для типично интрузивных образований, также наблюдаются метасоматические гранобла-стовые структуры. В породах встречается зональный плагиоклаз, крупные порфиро-бласты микроклина и участки с мелкозернистым лейкогранитом. Кроме этого линзы и жилы пегматитов постепенно переходящие во вмещающие граниты указывают на процессы кремниево калиевого метасоматоза. Гранитоиды иногда подвергались процессам динамометаморфизма, катакла-за и милонитизации что приводило к их изменению. Локально по породам проявлены процессы аргиллизации и альбитиза-ции. Среди акцессорных минералов пре-
обладают циркон, апатит, ильменит, отмечаются ортит и монацит. Гранитоиды характеризуются повышенным содержанием бария, стронция, хрома. Возраст октябрьского комплекса принимается ордовикским [2].
Породы поярковского андезитового комплекса (Кфк) выполняют рифтогенные впадины раннемелового возраста. В пониженных частях впадин присутствуют преимущественно терригенные породы, а в прибортовых - вулканогенные. Поярков-ская свита согласно залегает на отложениях итикутской, а там, где она отсутствует -на домезозойском фундаменте. По составу и флористическому комплексу поярков-ская свита разделена на подсвиты: нижнюю и верхнюю. Верхняя подсвита (Кфка) согласно наращивает разрез нижней под-свиты. Она представлена преимущественно эффузивами среднего и основного состава: андезитами, андезибазальтами, базальтами, их туфами, туфо и лавобрекчия-ми, туфотерригенными породами.
Для проведения исследовательских работ отбирались магматические породы следующих типов: граниты, гранодиориты и диориты октябрьского комплекса и суб-
вулканические андезиты поярковского комплекса. Пробы были издроблены до -1 мм и расситованы на фракции (-1+0,5), (0,5+0,2) и (-0,2). Для всех подготовленных проб, а также образцов пород, были проведены замеры удельной активности бета-излучающих изотопов 40^ 137Cs и гамма-излучающих изотопов 40^ 137Cs, 22^п, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232^ и 228Th на сцин-тилляционном 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 магматических пород. В таб. 1 показаны усредненные значения радиоактивности для каждого изотопа, в нижней части таблицы также приведены медианные содержания золота в разных типах магматических пород.
Таблица 1. Средняя удельная активность (в Бк/кг) радиоизотопов в магматических породах октябрьского и поярковского комплексов Амуро-Зейской впадины
Радио-изотопы
Граниты
Гранодиориты
Андезиты
Диориты
(U сз Ю н
0К
1197.04 ± 413
845.25 ± 364
562.33 ± 336
466.16 ± 305
7Cs
3180.75 ± 642
2602.75 ± 442
1618.94 ± 367
1402.86 ± 348
40K
1354.25 ± 267
927 ± 177
649.75 ± 149
563.76 ± 149
2Rn
203.40 ± 24.3
217.97 ± 26.2
126.20 ± 9.15
98.33 ± 15
6Ra
75.85 ± 13.3
126.55 ± 19.9
72.08 ± 7.97
37.44 ± 14.2
228Th
100.64 ± 26.4
92.47 ± 20.4
62.18 ± 10.7
43.16 ± 14.3
8Ra
90.76 ± 33.4
69.02 ± 24.8
34.40 ± 22.4
16.38 ± 11.2
232Th
86.03 ± 20.7
78.25 ± 15.1
25.10 ± 8.8
17.18 ± 9.9
4Ra
58.22 ± 27.3
16.6 ± 13.3
15.47 ± 12.3
7.17 ± 3.6
Медианное содержа_ние Au (г/т)
0.015
0.010
0.032
0.036
По полученным результатам (табл. 1) видно, что самые высокие значения удельной активности легких бета-излучающих изотопов 40К и137Cs и гамма-излучающих изотопов 40К (рис. 1) характерны для гранитов, более низкие для гранодиоритов и самые низкие для андезитов с диоритами. Для тяжелых изотопов уран-ториевых семейств 222Ял, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232Th и 228Th (рис. 2) в наиболее кислых разностях магматических пород - гранитах и грано-диритах также наблюдаются самые высокие значения удельной активности радио-
изотопов, которые падают к более основным разновидностям магматических пород (диориты, андезиты).
Активность изотопа 40К в определенном смысле зависит от содержания К, а концентрации таких радиоактивных элементов как уран и торий влияют на активность тяжелых радиоизотопов в магматических породах октябрьского и поярковского комплексов. По результатам РФА (рис. 3) самое высокое содержание К2О у гранитов, поменьше у гранодиоритов и наиболее низкое у диоритов и андезитов.
гранаты гранодиориты андезиты диориты
Рис. 1. Гистограмма удельной активности (Бк/кг) легких изотопов 40K ^37Cs магматических пород октябрьского и поярковского комплексов
222Rn 226Ra 228TÜ 228Ra 232Th 224Ra
Рис. 2. Гистограмма удельной активности (Бк/кг) группы изотопов уран-ториевых семейств магматических пород октябрьского и поярковского комплексов
граниты гранодиориты диориты андешты
Рис. 3. График медианных содержаний (С) радиоактивных элементов (г/т) и К2О (%) в
разных типах магматических пород
Концентрации радиоактивных элементов (уран, торий) также уменьшаются от более кислых разностей пород (граниты, гранодиориты) к более основным (диориты, андезиты).
Основной целью исследования было выявление возможных корреляционных связей между радиоактивностью пород и содержанием в них золота. Для гранитов, гранодиоритов и диоритов октябрьского магматического комплекса и субвулканических андезитов поярковского комплекса были просчитаны линейные коэффициенты корреляции Пирсона (Я) между удельными активностями изотопов, полученных на сцинтилляционном спектрометре «Прогресс» и удельными содержаниями Аи в тех же пробах. Результаты отражены в виде диаграмм на рисунках 4 и 5. Диаграммы построены в единой системе координат, что дает возможность сравнить распределение коэффициентов корреляции для разных типов магматических пород.
Концентрация золота в породах не зависит напрямую от излучательной способности радионуклидов. Эта связь может носить опосредованный характер, так как 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, существует возможность выделить основную тенденцию распределения коэффициентов Пирсона для каждого типа пород.
Среди полученных результатов наибольший интерес представляют диаграммы для гранитов октябрьского комплекса и андезитов поярковского комплекса. Величины Я имеют отрицательные значения для бета-излучающих изотопов 40К, 137Сб для гранитов и андезитов изученных магматических пород (рис. 4).
| граниты андезиты
Рис. 4. Коэффициенты корреляции (Я) активности легких изотопов и137Сб с содержанием золота. Показаны значения коэффициентов корреляций, значимых на уровне p
<.05000.
Установлена отрицательная корреляция между значениями удельной активности тяжелых изотопов 222Яп, 226Ra и 228^ и содержанием золота в андезитах поярковского комплекса.
■ граниты 'андезиты
Рис. 4. Коэффициенты корреляции (Я) активности радиоизотопов группы уран-ториевых семейств с содержанием золота. Показаны значения коэффициентов корреляций, значимых на уровне р <.05000.
В свою очередь между значениями тя-224Ra, 228Ra, 232Th и 228Th
положительная корреляция в гранитах октябрьского комплекса.
желых изотопов и благородным металлом прослеживается
Библиографический список
1. Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Т. 8. Восток СССР / Под ред. Л.И. Красного, В.К. Путинцева. - Л.: Недра, 1984. - 560 с.
2. Кошков Ю.В., Шейкина И.С., Вахтомина Н.Д. Отчет по составлению легенды Зей-ской серии листов Госгеолкарты-200 (издание второе). - Благовещенск: Амургеология, 1998.
SPECIFIC ACTIVITY OF RADIOISOTOPES OF DIFFERENT TYPES OF IGGMATIC ROCKS OF THE AMURO-ZEIYA DEPRESSION
N.V. Moiseenko, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Researcher N.M. Safina, Engineer
Institute of Geology and Nature Management of Far East Branch Russian Academy of Sciences
(Russia, Blagoveshchensk)
Abstract. The average values of the specific activity of beta-emitting isotopes 40K, 137Cs and gamma-emitting isotopes 40K, 137Cs, 222Rn, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232Th and 228Th in igneous rocks of the Amur-Zeya depression were established. During the research, granites, granodiorites and diorites of the Ordovician October magmatic complex and andesites of the Cretaceous Poyar-kovsky igneous complex were examined. The specific activity values of beta- and gamma-emitting light isotopes 40K and 137Cs decrease from acidic rocks (granites, granodiorites) to more basic varieties (diorites, andesites). A similar picture is observed for the gamma-emitting heavy isotopes 40K, 137Cs, 222Rn, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232Th, 228Th. A positive correlation of igneous rocks of average composition of the Oktyabrsky and Poyarkovsky complexes with gold has not been established.
Keywords: radioactive isotopes, gold, granites, andesites, igneous complexes, specific activity of isotopes.
