Удельная активность радиоизотопов различных типов пород Маломырского золоторудного месторождения и её корреляция с содержанием в них золота

Месторождение Маломыр расположено в Селемджинском районе Амурской области в бассейне ручьев Сухоныр и Мало-мыр (левые притоки р. Ниж.Стойба). Оно принадлежит одноименному руднорассыпному узлу Джагды-Селемджинской металлогенической зоны. Месторождение находится в пределах Монголо-Охотской складчато-надвиговой системыобразован-ной при сближении Сибирской платформы с севера и докембрийского Буреинского срединного массива с юга. Структура рудного поля характеризуется напряженной складчатостью сжатия с пересекающимися разломами разных порядков.

Месторождение Маломыр сложено преимущественно метаморфическими породами среднего карбона златоустовской свиты. В составе златоустовской свиты выделяются комплексы общей особенностью которых является переслаивание различных литологических разновидностей пород. Рудовмешающие породы являются гидротермально-метасоматически преобразованными, их минеральный состав определяется составом исходных пород.

По пелитам и алевропелитам развиваются кварц-серицитовые сланцы, по полимиктовым песчаникам и вулканитам среднего состава - кварц-альбит-серицитовые, кварц-альбитовые и серицит-альбитовые сланцы, по плагиоэффузивам - кварц-альбитовые, альбитовые и серицит-мусковит-альбитовые сланцы, по вулканитам и туффитам средне-основного состава - зеленые сланцы кварц-карбонат-хлоритового и кварц-карбонат-альбит-хлорит-серицитового состава [1].

Интрузивные породы в пределах месторождения образованы позднепалеозойскими плагиогранитами златоустовского комплекса, слагающими субсогласные тела линзообразной формы среди сланцев златоустовской свиты. Тела гранитоидов совместно с вмещающими породами дислоцированы, милонитизированы и метаморфизованы в зеленосланцевой фации, на все породы наложилось интенсивное окварце-вание и альбитизация.

Рудные минералы представлены в основном пиритом и арсенопиритом. Также присутствуют примеси халькопирита, га- ленита, сфалерита, вольфрамита, магнетита, гематита, ильменита и самородного золота.

Все типы метасоматитов данного месторождения содержат золотосульфидную или золото-кварц-сульфидную минерализацию различной интенсивности.

Для исследования были отобраны породы следующих типов: рудные метасомати-ты, вмещающие углеродистые сланцы и плагиограниты. Пробоподготовка включала в себя щадящее дробление и разделение на фракции (+2), (-2+1), (-1+0,5) и (-0,5). 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 атомноабсорбционного 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 таблице 1 показаны усредненные значения радиоактивности для каждого изотопа, в нижней части таблицы также приведены средние содержания золота для пород и руды.

Таблица 1. Средняя удельная активность (в Бк/кг) радиоизотопов в породах и рудных метасоматитах Маломырского золоторудного месторождения

	Радио-изотопы	Метасоматиты	Углеродистые сланцы	Плагиограниты
ю н	40К	649,43 ± 99,99	1160,35 ± 144,77	849,44 ± 325,64
	137Cs	1669,30 ± 244,63	2956,65 ± 306,47	2545,78 ± 781,25
cd cd	40K	591,46 ± 98,22	1189,17 ± 145,78	890,56 ± 262,32
	137Cs	1,63 ± 0,51	1,64 ± 1,10	0,96 ± 1,39
	222Rn	62,32 ± 10,51	114,28 ± 13,23	129,87 ± 25,85
	224Ra	13,27 ± 4,39	26,51 ± 9,35	33,02 ± 13,04
	226Ra	24,74 ± 4,58	34,82 ± 5,89	49,54 ± 20,40
	228Ra	24,76 ± 6,89	45,04 ± 9,72	57,99 ± 18,25
	232Th	22,25 ± 4,74	37,25 ± 4,57	53,80 ± 11,04
	228Th	24,99 ± 6,63	46,32 ± 7,31	77,43 ± 15,25
Медианное содержание Au (г/т)		3,0	0,44	0,19

По представленным результатам (табл. 1) видно, что вмещающие углеродистые сланцы и плагиограниты проявляют большую радиоактивность, чем рудные метасоматиты. У легких бета-излучающих изотопов 40K и137Cs и гамма-излучающих изотопов 40K (рис. 1)наблюдается наиболее высокая удельная активность в углеродистых сланцах с понижением значений в плагиогранитах.

Рис. 1. Гистограмма удельной активности (Бк/кг) легких изотопов 40K и137Cs пород и руд месторождения Маломыр

Для тяжелых изотопов уран-ториевых семейств (рис. 2) наблюдается обратная картина, но в обоих случаях изотопы руд имеют самую низкую активность.

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 разных типах пород и руд месторождения. По результатам РФА (рис. 3) самое высокое содержание К2О у сланцев, поменьше у плагиогра-нитов и ниже всего у рудных метасомати-тов. Концентрации радиоактивных элементов (уран, торий) по результатам масс-спектрометрии (ICP-MS) ожидаемо имеют максимальные значения в плагиогранитах.

Рис. 2. Гистограмма удельной активности (Бк/кг) группы изотопов уран-ториевых семейств пород и руд месторождения Маломыр

Рис. 3. График медианных содержаний (С) радиоактивных элементов (г/т) и К 2 О (%) в породах и рудных метасоматитах золоторудного месторождения Маломыр

На месторождении Маломыр полевые шпаты в основном представлены альбитом, в гораздо меньшей степени – адуляром, или ортоклазом, поэтому, по всей видимости, содержание калия связано с присутствием серицита, широко развитого в углеродистых сланцах. По минералогиче- скому анализу такие акцессорные минералы как циркон, в основном встречаются в плагиогранитах, в меньшем количестве в сланцах и метасоматитах. Удельная активность радиоизотопа 40K связана с концентрацией К в породах, а активность 222Rn,

224Ra, 226Ra, 228Ra, 232Th и 228Th с ураном и торием.

Отдельно была рассмотрена радиоактивная способность метасоматитов с разных участков месторождения. Все рудные метасоматиты были разделены на группы. Каждая группа проб отбиралась с определенного участка месторождения, относя- щегося к отдельной рудной зоне. Были отобраны пробы с Центральной, Кварцитовой и Ожидаемой рудных зон. В таблице 2 приведены сравнительные данные по удельной активности всех исследуемых изотопов, а также усредненные содержания золота для каждой зоны.

Таблица 2. Средняя удельная активность (в Бк/кг) радиоизотопов в метасоматитах руд- ных зон Маломырского золоторудного месторождения

Радиоизлучающие	Зона Центральная	Зона Кварцитовая	Зона Ожидаемая
40К	859,77 ± 131,31	712,23 ± 236,20	711,75 ± 206,01
to     137Cs	2191,50 ± 323,08	1760,62 ± 519,17	1752,13 ± 734,17
40K	862,96 ± 149,25	569,62 ± 162,17	563,63 ± 212,98
137Cs	1,72 ± 0,76	2,58 ± 1,60	1,21 ± 1,70
222Rn	53,89 ± 11,66	108,72 ± 21,94	93,31 ± 16,83
1  224Ra	4,18 ± 1,84	24,23 ± 9,61	44,51 ± 14,72
cd   226Ra	14,65 ± 4,08	49,10 ± 10,21	30,84 ± 11,74
228Ra	10,59 ± 5,14	54,22 ± 13,78	61,10 ± 16,20
232Th	12,28 ± 4,61	44,62 ± 6,66	44,34 ± 8,42
228Th	11,02 ± 4,30	55,08 ± 15,91	49,26 ± 20,94
Медианное содержа-	3,8 г/т	1,84 г/т	0,75 г/т

Согласно полученным данным, тяжелые радиоизотопы уран-ториевых рядов (²²²Rn, ²²⁴Ra, ²²⁶Ra, ²²⁸Ra, ²³²Th и ²²⁸Th) ведут себя иначе, чем легкие ядра ⁴⁰K и ¹³⁷Cs. В зонах Кварцитовая и Ожидаемая удельные активности всех изотопов сравнимы по значениям. В пробах метасоматитов зоны Центральная тяжелые ядра проявляют сравнимо меньшую активность, чем в других зонах, а легкие наоборот – большую. Такая закономерность связана с более высокими значениями К 2 О для рудных мета-соматитов зоны Центральной (К 2 О-3.3%) по сравнению с зонами Кварцитовой (К 2 О-2.8%) и Ожидаемой (К 2 О-2.6%).

Основной целью исследования было выявление возможных корреляционных связей между радиоактивностью пород и содержанием в них золота. Для каждого типа пород рассматриваемого месторождения были просчитаны линейные коэффициенты корреляции Пирсона (R) между удельными активностями изотопов, полученных на сцинтилляционном спектромет- ре «Прогресс» и удельными содержаниями Au в тех же пробах. Результаты представлены в виде диаграмм на рисунке 4. Для наглядности диаграммы построены в единой системе координат, что дает возможность сравнить распределение коэффициентов корреляции для разных типов пород.

Нет оснований полагать, что концентрация золота в породах может напрямую зависеть 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, поэтому прямая оценка величин коэффициентов корреляции не будет иметь смысла. Однако, возможно выделить основную тенденцию распределения коэффициентов Пирсона для каждого типа пород.

■ Метасоматиты ■ Сланцы

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

Среди полученных результатов наибольший интерес представляют диаграммы для рудных метасоматитов, величины R которых имеют отрицательные значения для всех излучающих изотопов (рис. 4). Такая обратная корреляция может свидетельствовать о том, что породы, в которых происходит концентрация благородного металла, характеризуются падением уровня активности изотопов при увеличении содержание золота. Обратную тенденцию имеют коэффициенты корре- слабоположительные. Для плагиогранитов каких-либо существенных закономерностей распределения рассматриваемых кор-реляционныхзначений не выявлено.

В результате проведенных исследований было установлено, что средние значения удельной активности радиоизотопов в метатсоматитах ниже, чем в углеродистых сланцах и плагиогранитах. Показано что в метасоматитах наблюдается отрицательная корреляция между активностью радиоизотопов и содержанием золота, а вмещаю- ляции для вмещающих углеродистых   щие породы характеризуются положи- сланцев, они либо положительные, либо   тельной корреляцией.