Особенности бета- и гамма-излучения радиоактивных изотопов в рудосодержащих и вмещающих породах на примере золоторудного месторождения Албын

Идея о том, что отклонение содержания К или Тh в породах от их скоррелированных кларковых концентраций является индикатором накопления в них рудных элементов, ранее высказывалась А.М. Портновым [1]. Эта работа послужила основанием для предположения, что содержание благородных металлов в породах может иметь связь с содержанием в них радиоактивных элементов.

Для исследований было выбрано золоторудное месторождение Албын располо-женое в верховьях одноименного ручья, к юго-востоку от посёлка Златоустовск и принадлежащее Харгинскому руднороссыпному узлу Джагды-Селемджинской металлогенической зоны.

Месторождение локализовано во вмещающих комплексах афанасьевской (PZ?) и златоустовской свит (C2). Афанасьевская свита представлена мусковит-кварц-альбитовыми, мусковит-альбит-кварце-выми, альбит-хлорит-эпидот-амфиболовы-ми сланцами. Златоустовская свита сложена кварц-серицитовыми, часто углеродсодержащими сланцами, эпидот-актинолит-альбитовыми, кварц-эпидот-хлоритовыми, хлорит-актинолит-кварц-альбитовыми, мусковит-кварц-альбитовыми сланцами, метапесчаниками, филлитизированными глинистыми сланцами, метабазальтами, мраморизованными известняками.

Рудные метасоматиты развиты по слюдистым сланцам афанасьевской свиты и телам метабазитов златоустовского комплекса слюдисто-кварц-альбитового и хлорит-кварц-серицитового состава. Золотая минерализация чаще всего связана с сульфидизацией и прожилковым окварце-ванием в слюдисто-кварц-альбитовых ме-тасоматитах [2]. Реже оруденение локализовано в зонах милонитизации и катаклаза и совсем незначительно в хлорит-кварц-слюдистых метасоматитах. Руды месторождения относятся к убогосульфидным и малосульфидным [3]. Основные сульфиды (2-3%) - арсенопирит, реже пирит, редко халькопирит, галенит, сфалерит, шеелит, антимонит.

Ранее для вмещающих комплексов Ал-бынского золоторудного месторождения уже были получены коэффициенты корреляции содержания урана и тория с золотом и серебром [4].

Для исследования были попарно отобраны образцы вмещающих и рудных разностей в точках №1 (52°58′04,3′′; 133°39‘18,1’’) и №2 (52°55‘42,9’’, 133°33′55,5′′) в Восточной части Центрального карьера Албынского месторождения. Из рудной зоны точки №1 была отобрана проба хлорит-актинолит-кварц-альбитовых сланцев: АЦ-ИН-29 (с более высоким содержанием благородного металла –95 мг/т и по этому показателю причислена к руде) и проба АЦ-ИН-30, которая была отнесена к вмещающим породам (содержание Au-44 мг/т). В точке №2 были отобраны: рудная проба АВ-И16-15 (окварцованные слюдисто-кварц-альбитовые метасоматиты) с содержанием Au 670 мг/т и проба вмещающих пород – АВ-И16-14 (Au 73 мг/т).

Пробоподготовка образцов включала в себя щадящее дробление до фракции (-1) с отбором средней пробы весом 500 г для замера на сцинтилляционном спектрометре.

Для проб, отобранных в этих точках, оценка уровня активности бета- и гамма-активных изотопов в рудных и рудосодержащих породах проводилась отдельно друг от друга. Измерения активности бета-излучающих изотопов 137Cs, 40K и 90Sr в образцах проводилось при помощи сцинтилляционного бета-спектрометра «Прогресс-бета» в режимах спектрометрического измерения активности 90Sr(Y) и 137Cs с прямым переносом вещества пробы в измерительную кювету. Масса счетного образца – 10 г. Экспозиция измерения составляла 1800 с. Фиксация результатов измерения проводилась при помощи программного обеспечения «ПРОГРЕСС-5».

Активность гамма-излучающих изотопов замерялась на сцинтилляционном гамма-спектрометре «Прогресс-гамма». Масса счетного образца – 500 г, геометрия измерения – половина чаши Маринелли, экспозиция замера – 1800 с.

Измерения показали, что в среднем активность бета- и гамма-излучающих изотопов для образцов АЦ-ИН-29 и АЦ-ИН-30, отобранных в точке №1, во вмещающих породах выше, чем в рудных (табл. 1 и 2).

Таблица 1. Сравнение активности бета-излучающих изотопов в рудосодержащей пробе

АЦ-ИН-29 и вмещающей пробе АЦ-ИН-30

Номер пробы	Номер замера	Активность в пробе , Бк/кг
		40 К	137 Cs	90Sr (Y)
АЦ-ИН-29 (рудная)	1	424	769	31,3
	2	413	1198	46
	3	345	1031	47
	Средние значения	394,0	999,3	41,4
АЦ-ИН-30 (вмещающая)	1	784	2390	93
	2	1123	2414	16
	3	540	2331	144
	Средние значения	815,7	2378,3	84,3

Таблица 2. Сравнение активности гамма-излучающих изотопов в рудосодержащей про- бе АЦ-ИН-29 и вмещающей пробе АЦ-ИН-30

Номер пробы Номер замера Активность в пробе, Бк/кг 40K 137Cs 222Rn 224Ra 226Ra 228Ra 232Th 228Th АЦ-ИН-29 (рудная) 1 412 0,104 73,7 0,5 36,1 29,8 30,8 42,1 2 477 1,260 78,3 4,5 30,4 37,2 34,5 33,7 3 454 0,207 69,9 6,3 32,8 25,5 31,7 31,8 Среднее 447,7 0,5 74,0 3,8 33,1 30,8 32,3 35,9 АЦ-ИН-30 (вмещающая) 1 1056 5,90 91,2 8,7 25,9 23,7 37,2 29,1 2 1034 0,99 99,5 8,0 29,9 34,3 31,4 25,3 3 1043 2,34 95,1 н/о 33,1 35,4 35,4 28,5 Среднее 1044,3 3,1 95,3 5,6 29,6 31,1 34,7 27,6 н/о – значение ниже чувствительности прибора

Особенно это заметно при сравнении активности изотопов 40К, 137Cs и 90Sr(Y). В пробе с более низким содержанием золота АЦ-ИН-30 их активность была в 2 и более раз выше, чем в пробе с более высоким содержанием благородного металла (АЦ-ИН-29).

Для образцов АВ-И16-14 и АВ-И16-15, отобранных в точке №2, были получены данные, представленные в таблицах 3 и 4.

Таблица 3. Сравнение активности бета-излучающих изотопов в рудосодержащей пробе

АВ-И16-15 и вмещающей пробе АВ-И16-14

Номер пробы Номер замера Активность в пробе, Бк/кг 40К 137Cs 90Sr (Y) АВ-И16-14 (вмещающая) 1 684,0 1962,0 73,0 2 652,0 1776,0 138,0 3 551,0 2059,0 151,0 4 708,0 2106,0 86,0 5 612,0 1945,0 118,0 6 745,0 1925,0 65,0 7 614,0 1974,0 110,0 8 637,0 2048,0 39,0 9 849,0 2105,0 15,0 10 847,0 2093,0 68,0 Средние значения 689,9 1999,3 86,3 АВ-И16-15 (рудная) 1 22,0 260,0 8,0 2 н/о 192,0 11,0 3 н/о 194,0 48,0 4 290,0 128,0 н/о 5 н/о 203,0 74,0 6 74,0 80,0 н/о 7 96,0 205,0 н/о 8 28,0 н/о 359,0 9 97,0 н/о 118,0 10 37,0 14,0 142,0 Средние значения 92,0 159,5 108,6 н/о – значение ниже чувствительности прибора

Таблица 4. Сравнение активности гамма-излучающих изотопов в рудосодержащей пробе АВ-И16-15 и вмещающей пробе АВ-И16-14

Номер пробы Номер замера Активность в пробе, Бк/кг 40K 137Cs 222Rn 224Ra 226Ra 228Ra 232Th 228Th АВ-И16-14 (вмещающая) 1 771,0 1,72 53,0 29,5 30,25 48,0 45,3 43,1 2 915,0 3,96 112,3 н/о 40,40 34,1 48,9 20,6 3 958,0 4,09 99,7 34,4 32,90 64,7 48,4 49,8 4 885,0 2,32 101,8 1,1 32,85 25,6 46,5 24,4 5 980,0 1,35 106,1 н/о 31,55 29,6 51,2 22,5 6 878,0 5,92 106,2 8,5 28,75 32,4 47,8 н/о 7 819,0 3,57 100,3 н/о 29,30 43,0 46,0 33,3 8 861,0 5,34 99,5 18,9 27,70 46,3 48,4 28,3 9 565,0 н/о 58,54 10,5 17,22 22,9 21,8 22,4 10 930,0 1,02 102,9 34,2 20,83 59,1 48,1 33,4 Среднее 856,2 3,25 94,03 19,59 29,18 40,57 45,24 30,87 АВ-И16-15 (рудная) 1 38,4 2,16 8,53 н/о 4,84 5,7 4,36 н/о 2 88,2 1,88 5,19 н/о 5,8 н/о 2,65 н/о 2 54,8 4,82 8,81 н/о 8,85 н/о 4,45 0,10 4 20,0 3,42 3,93 н/о 0,12 7,5 н/о н/о 5 150,0 1,75 6,02 н/о 1,45 н/о 1,96 н/о 6 71,6 5,68 5,06 н/о 6,48 20,1 0,93 н/о 7 80,4 4,09 4,64 н/о 7,67 н/о н/о н/о 8 32,4 4,64 1,07 н/о 9,53 2,0 5,80 н/о 9 73,2 3,40 2,89 н/о 1,85 8,4 1,61 н/о 10 39,9 3,81 2,16 н/о 4,39 7,9 н/о 0,96 Среднее 64,89 3,565 4,83 н/о 5,098 8,6 3,11 0,53 н/о – значение ниже чувствительности прибора

При сравнении данных, полученных для образцов АВ-И16-14 и АВ-И16-15, было выявлено, что средние показатели удельной активности бета- и гамма-излучающих изотопов во вмещающей породе выше, чем в рудной. При этом для бета-излучающих изотопов 40K и 137Cs и гамма-излучающих изотопов 40K, 222Rn, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232Th и 228Th они отличаются на порядок. Для этих же проб характерна более контрастная разница в содержании благородного металла.

Эти результаты сопоставимы с данными, полученными ранее для проб с номерами АЦ-ИН-29 и АЦ-ИН-30, отобранных ном случае выявленная закономерность носит ещё более выраженный характер.

Таким образом, в ходе исследования были получены данные об удельной активности ряда изотопов (40K, 137Cs , 90Sr, 222Rn, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232Th и 228Th) в образцах рудосодержащих и вмещающих пород золоторудного месторождения Ал-бын. Выявлена вероятная отрицательная корреляция радиоактивности пород с содержанием в них благородных элементов.

на том же месторождении, однако, в дан-