Удельная активность радиоизотопов различных типов магматических пород Амуро-Зейской впадины

Магматические породы на территории работ относятся к октябрьскому и пояр-ковскому магматическим комплексам Амуро-Зейской впадины. Октябрьский гранитовый комплекс (γOo) 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, катаклаза и милонитизации что приводило к их изменению. Локально по породам проявлены процессы аргиллизации и альбитизации. 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 (K 1 pk) 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 (K 1 pk 2 ) согласно наращивает разрез нижней подсвиты. 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 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 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 по- родах октябрьского и поярковского комплексов Амуро-Зейской впадины

	Радио-изотопы	Граниты	Гранодиориты	Андезиты	Диориты
to н	40 К	1197.04 ± 413	845.25 ± 364	562.33 ± 336	466.16 ± 305
	137 Cs	3180.75 ± 642	2602.75 ± 442	1618.94 ± 367	1402.86 ± 348
cd cd	40 K	1354.25 ± 267	927 ± 177	649.75 ± 149	563.76 ± 149
	222Rn	203.40 ± 24.3	217.97 ± 26.2	126.20 ± 9.15	98.33 ± 15
	226Ra	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
	228 Ra	90.76 ± 33.4	69.02 ± 24.8	34.40 ± 22.4	16.38 ± 11.2
	232 Th	86.03 ± 20.7	78.25 ± 15.1	25.10 ± 8.8	17.18 ± 9.9
	224 Ra	58.22 ± 27.3	16.6 ± 13.3	15.47 ± 12.3	7.17 ± 3.6
Медианное содержание 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 40K и137Cs и гамма-излучающих изотопов 40K (рис. 1) характерны для гранитов, более низкие для гранодиоритов и самые низкие для андезитов с диоритами. Для тяжелых изотопов уран-ториевых семейств 222Rn, 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 ⁴⁰K 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 К 2 О у гранитов, поменьше у гранодиоритов и наиболее низкое у диоритов и андезитов.

Рис. 1. Гистограмма удельной активности (Бк/кг) легких изотопов 40K и137Cs магматических пород октябрьского и поярковского комплексов

■ граниты ■ гранодиориты ■ диориты ■ андезиты

Рис. 2. Гистограмма удельной активности (Бк/кг) группы изотопов уран-ториевых семейств магматических пород октябрьского и поярковского комплексов

■ Th ell еК2О

Рис. 3. График медианных содержаний (С) радиоактивных элементов (г/т) и К 2 О (%) 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 (R) между удельными активностями изотопов, полученных на сцинтилляционном спектрометре «Прогресс» и удельными содержаниями Au 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 R имеют отрицательные значения для бета-излучающих изотопов 40K, 137Cs для гранитов и андезитов изученных магматических пород (рис. 4).

• ■ граниты ■ андезиты

Рис. 4. Коэффициенты корреляции (R) активности легких изотопов 40K и137Cs с содержанием золота. Показаны значения коэффициентов корреляций, значимых на уровне p

<.05000.

Установлена отрицательная корреляция между значениями удельной активности тяжелых изотопов 222Rn, 226Ra и 228Th и содержанием золота в андезитах поярковского комплекса.

Рис. 4. Коэффициенты корреляции (R) активности радиоизотопов группы уран-ториевых семейств с содержанием золота. Показаны значения коэффициентов корреляций, значимых на уровне p <.05000.

В свою очередь между значениями тя- положительная корреляция в гранитах ок-желых изотопов 224Ra, 228Ra, 232Th и 228Th    тябрьского комплекса.

и благородным металлом прослеживается