научная статья по теме МАГНИТОАКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ МАГНЕТИТОВЫХ РУД СЛОЖНОГО ГЕНЕЗИСА Математика

Текст научной статьи на тему «МАГНИТОАКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ МАГНЕТИТОВЫХ РУД СЛОЖНОГО ГЕНЕЗИСА»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2007, том 413, № 2, с. 251-253

= ГЕОФИЗИКА

УДК 550.382.3

МАГНИТОАКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ МАГНЕТИТОВЫХ РУД СЛОЖНОГО ГЕНЕЗИСА

© 2007 г. И. И. Глухих, В. С. Иванченко, член-корреспондент РАН В. И. Уткин

Поступило 04.08.2006 г.

Первые измерения магнитоакустической эмиссии (МАЭ) природных ферримагнетиков были выполнены на монокристалле магнетита практически стехиометрического состава [1]. В настоящей работе приведены результаты изучения МАЭ маг-нетитовых руд, в формировании которых принимали участие магматический, метасоматический и метаморфический процессы. Представителем такого типа руд является Естюнинское месторождение на Среднем Урале [2]. Показано, что МАЭ магнетитовых руд Естюнинского месторождения отражает наличие нескольких генераций (стадий) их образования. Особенно резкое различие наблюдается для сплошных руд, где проявляются все эти процессы. Наличие сульфидной минерализации при условии образования пирротина проявляется в особенностях (асимметрии) кривых МАЭ. Кроме того, особенности кривых МАЭ позволяют судить о различии направлений общей намагниченности природных ферримагнетиков.

Естюнинское месторождение расположено в Тагильском прогибе, для которого характерно широкое развитие габброидных и базальтоидных комплексов. Месторождение относится к субформации слаботитанистых магнетитовых руд и приурочено к западному экзоконтакту Тагильского сиенит-диоритового массива [3]. Вмещающая зона в целом сложена пироксен-плагиокла-зовыми породами и роговиками, возникающими при динамоморфизме вулканогенно-осадочных толщ Тагильского прогиба под воздействием разогретых базальтов и ультрабазитов Платино-носного пояса. Характерной особенностью месторождений этого типа является незначительное развитие в них гранато-эпидотовых скарнов, которые накладываются на ранее сформированные метасоматиты с малотитанистым магнетито-вым оруденением. Оруденение представлено многочисленными пласто- и линзообразными телами, располагающимися согласно полосчатости вмещающих пород [3].

Институт геофизики

Уральского отделения Российской Академии наук, Екатеринбург

Ново-Естюнинская рудоносная зона, откуда отобраны образцы для измерений, залегает (по В.Д. Рудницкому, К.Б. Алешину) в мощной толще интенсивно-метаморфизованных кислых вулканитов, сменяющихся по падению породами основного состава. Рудное тело № 21 залегает внутри толщи кислых метаморфизованных пород. Магнетитовая минерализация приурочена к пятнисто-полосчатым разновидностям андезит-даци-товых метаморфитов (вулканогенно-осадочный характер отложения исходных пород). Рудное тело № 22 залегает среди пироксен-плагиоклазовых пород основного состава. Внутри рудного тела наблюдаются прослойки гранатовых, пироксен-гранатовых скарнов и эпидотитов.

На месторождении выделяется несколько типов руд, различающихся по парагенезису минералов, по текстурным и структурным особенностям, по характеристикам магнетита в них [4]. Наиболее распространены на месторождении плагиоклаз-пироксенитовые магнетитовые руды, в меньшей степени типично скарновые (пирок-сен-гранат-магнетитовые). Выделяется группа эпидотизированных плагиоклаз-пироксен-магне-титовых руд. По текстурным особенностям различаются сплошные (содержание магнетита более 70%), богатые пятнистые и полосчатые (от 40 до 70% магнетита), бедные вкрапленные (от 20 до 40% магнетита) руды и оруденелые породы (менее 20% магнетита). По составу самого магнетита на месторождении выделяется высокотемпературный малотитанистый магнетит, характерный для руд плагиоклаз-пироксенит-магнетитового состава, и магнетит скарновой стадии, характерный для руд пироксен-гранат-магнетитового состава.

Во вкрапленных рудах и оруденелых породах распространен малотитанистый магнетит с постоянным присутствием штриховидно-пластинчатых выделений ильменита и шпинели, обладающий наименьшими значениями коэрцитивной силы, являющийся более поздней генерацией и образовавшийся при высоких температурах в результате ме-тасоматических процессов в постмагматическую стадию после внедрения сиенит-диоритовой интрузии. Встречается во всех типах руд [3, 4].

252

ГЛУХИХ и др.

Усл. ед.

/ (а)

/ 20 -1

10

(б)

5

1 (в)

10 (г)

5 -----— \

-200

-100

100 200 Н, кА/м

Рис. 1. Типичные кривые магнитоакустической эмиссии различных типов руд Естюнинского месторождения: а - сплошые руды; б - богатые, пятнистые руды; в - бедные вкрапленные руды, г - сульфидные (пир-ротиновые) руды.

Для пятнистых руд характерен титаномагне-тит с типичными структурами распада твердых растворов. Для этих руд отмечается понижение температуры Кюри (560-570°С) и повышенное значение коэрцитивной силы. Титаномагнетит этих руд является наиболее ранней генерацией, выделившейся в условиях, близких к условиям магматического рудообразования [3].

Наиболее разнородной является группа сплошных руд, где наряду с малотитанистым магнетитом встречается магнетит скарновой стадии, а также зерна магнетита, подвергшиеся перекристаллизации. Магнетит скарновой стадии - гомогенный, с неоднородной окраской, с температурой Кюри 573-575°С и средним значением коэрцитивной си-

лы. Относится к менее высокотемпературным образованиям контактово-метасоматического рудо-отложения. В целом же сплошные руды, по-видимому, являются результатом перекристаллизации (дробление, наложение скарнового процесса и сульфидной минерализации) ранее образованных руд. Магнетиты этих руд имеют наибольшее значение коэрцитивной силы при нормальной температуре Кюри (575°С). На рис. 1 приведены типичные кривые МАЭ для различных типов руд. Измерения выполнены по методике, описанной в работе [1]. В качестве информативных параметров используются: величина намагничивающего поля Нтах, при которой наблюдается максимальное значение МАЭ; диапазон намагничивающего поля, в котором проявляются процессы МАЭ; амплитуда МАЭ и общий вид (форма) кривой МАЭ. Эти параметры приведены в табл. 1.

Анализ полученных данных показывает, что малотитанистые высокотемпературные магнетиты орудененных пород и бедных вкрапленных руд практически не различаются. Наличие структур распада твердого раствора магнетита может объяснить увеличение величины Нтах по сравнению с чистым магнетитом [1]. Титаномагнетит пятнистых руд, характеризующийся пониженными значениями температуры Кюри [4], выделяется увеличением сигнала МАЭ и пониженным Нтах. Увеличение сигнала МАЭ, в первую очередь, может быть объяснено повышенным содержанием ферримагнетика, а понижение Нтах может быть связано с большей однородностью маг-нетитовой матрицы, хотя отмечено для этих магнетитов увеличение коэрцитивной силы [4]. Принципиальным отличием кривой МАЭ сплошных магнетитовых руд является наличие двух максимумов (рис. 1а).

По-видимому, это аддитивное сложение магнитоакустической эмиссии магнетитов различного генезиса. Максимум на кривой МАЭ в диапазоне намагничивающего поля 8.0-14.2 кА/м связан с МАЭ высокотемпературного малотитанистого магнетита со структурами распада твердого раствора, зерна которого отмечены в общей массе, и первичного титаномагнетита [4] (рис. 16). Второй максимум кривой МАЭ, регистрируемый в диапазоне полей -8.0...+3.2 кА/м, по-видимому, связан с МАЭ перекристаллизованных магнетитов скарновой стадии, имеющих практически стехиомет-рический состав (рис. 1в). Амплитуда сигнала МАЭ сплошных руд достаточно велика и приближается к величине, наблюдаемой на кристалле магнетита [1]. Наличие нескольких генераций магнетита и повышенной коэрцитивной силы может быть объяснением увеличения области намагничивающего поля, в котором проявляются процессы МАЭ.

0

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК том 413 < 2 2007

МАГНИТОАКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ 253

Таблица 1. Параметры магнитоакустической эмиссии различных типов руд Естюнинского месторождения

Информационные параметры МАЭ, Магнитные

среднее по трем рудным телам свойства по [4]

Типы руд H Hmax1' кА/м Hmax2, кА/м Диапазон существ., кА/м Амплитуда, отн. ед. Асимметрия T i Кюри' °С Hc, кА/м Генезис магнетита

Оруденелая порода 7.7 - 111 3.4 Есть 575 1.0 Высокотемпературный, метасоматический

Бедные вкрапленные 8.0 - 86 1.7 Нет 574 1.2 Высокотемпературный, метасоматический

Богатые, пятнистые 7.3 - 118 8.4 Есть 573 1.7 Магматический, первичный

Сплошные 10.5 -0.2 120 28.0 Есть 575 2.3 Скарновый метасоматический, перекристаллизованный, стадия сульфидной минерализации

Пирротиновые 11.2 -16 208 8.5 Есть - - Стадия сульфидной минерализации

Кривая МАЭ, зарегистрированная на образце, где значительная часть магнитной фракции представлена пирротином (>90%, рис. 1г), отмечена резкой асимметрией левой части кривой. Максимум в правой части кривой МАЭ обусловлен, по-видимому, уже описанным малотитанистым магнетитом или первичным титаномагнетитом. Максимум кривой МАЭ, обусловливающий асимметрию кривой и связанный с пирротином, находится в поле -16 кА/м. Область полей развития процессов МАЭ в этом случае увеличилась до 208 кА/м. Наличие такой асимметрии левой части кривых МАЭ в различной степени отмечается и на некоторых образцах других типов магнетитов.

Измерения МАЭ магнетитов позволяют оценить и особенности намагниченности в целом выделяемых генераций магнетита. Можно предположить, что наличие максимума кривой МАЭ в области нулевых полей, как это наблюдается для кристалла магнетита, соответствует симметричному положению узкой гистерезисной кривой намагничивания. При увеличении коэрцитивной силы и смещения центра гистерезисной кривой в область положительных значений намагничивающего поля происходит и соответственное смещение максимума МАЭ, так как увеличение намагничивающего поля проводится по восходящей петле гистерезиса. Наличие максимумов МАЭ в отрицательной области намагничивающих полей, по-видимому, связано с намагничиванием по нисходящей петле гистерезиса и, следовательно, с противоположным намагничением в целом этой генерации магнетита.

Таким образом, магнитоакустическая эмиссия магнетитовых руд Естюнинского месторождения отражает наличие нескольких генераций (или стадий) их образования: магматической, метасо-матической и скарновой. Особенно резкое различие

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Математика»