Удельная активность радиоизотопов пород и руд золоторудного месторождения Албын (Приамурье)

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 вулканогенноосадочными породами условно нижнепозднепалеозойского возраста и верхне-карбоновыми телами метагабброидов и гранитоидов. Месторождение локализовано в пределах афанасьевской и златоустовской 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 гидротермальнометасоматическими, 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 индуктивносвязанной 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 40K, 137Cs и гамма-излучающих изотопов 40K, 137Cs, 222Rn, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232Th и 228Th 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
to g	40 К	439.47± 115.79	743.64±99.35
	137 Cs	1449.08±277.56	1920.21±138.56
cd cd	40 K	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
	226 Ra	32.04±6.80	26.80±11.93
	228Ra	39.44±6.77	22.50±7.72
	232 Th	43.97±4.08	27.04±8.85
	228Th	47.18±7.43 27.04±7.43	27.04±10.28
Медианное содержание Au ( г/т)		1.71	0.29

По представленным результатам (табл. 1) видно, что вмещающие углеродистые сланцы показывают большую радиоактивность для легких бета-излучающих изотопов 40K и137Cs и гамма-излучающих изотопов 40K (рис. 1). Противоположную картину можно наблюдать для тяжелых изотопов уран-ториевых семейств 222Rn, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232Th и 228Th (рис. 2).

■ Метасоматиты ■ Углеродистые сланцы

Рис. 1. Гистограмма удельной активности (Бк/кг) легких изотопов 40K и 137Cs углеродистых сланцев и рудных метасоматитов Албынского месторождения

Активность изотопа 40K в определенном   входит в состав полевых шпатов и слюд.

смысле зависит от содержания К, который   Полевые шпаты в рудах представлены в 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.

■ Метасоматиты ■ Углеродистые сланцы

Бк/кг

Рис. 2. Гистограмма удельной активности (Бк/кг) группы изотопов уран-ториевых семейств углеродистых сланцев и рудных метасоматитов Албынского месторождения

Рис. 3. Диаграмма средних содержаний (С) радиоактивных элементов (г/т) и К 2 О (%) 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 40K связана с концентрацией К в породах, а активность 222Rn, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232Th и 228Th 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 222Rn, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232Th и 228Th) ведут себя иначе, чем легкие ядра 40K и137Cs.

• ■ Северная рудная зона ■ Восточная рудная зона

Бк/кг

Рис. 4. Гистограмма удельной активности (Бк/кг) легких изотопов 40K и137Cs рудных мета-соматитов Северной и Восточной рудных зон Албынского месторождения

■ Северная рудная зона

■ Восточная рудная зона

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 К 2 О для рудных метасоматитов зоны Северной (К 2 О – 2,3%) по сравнению с рудами зоны Восточной (К 2 О – 1,3%). В свою очередь в Восточной зоне концентрации радиоактивных элементов Th 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 (R) между удельными активностями изотопов, полученных на сцинтилляционном 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 (R) активности радиоизотопов с содержанием золота.

Показаны значения коэффициентов корреляций, значимых на уровне p <.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, зави- сящее 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 R 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 ак- тивности радиоизотопов вмещающих сланцев и руд Северной и Восточной зон золоторудного месторождения Албын. Было установлено, что руды показывают меньшую радиоактивность для легких бета-излучающих изотопов 40K и137Cs и гамма-излучающих изотопов 40K и большую для тяжелых изотопов уран-ториевых семейств 222Rn, 224Ra, 226Ra, 228Ra, 232Th и 228Th. Не установлена положительная корреляция между золотом и удельной активностью изотопов в рудах месторождения.