Рентгеновское излучение с разной длиной волны, используемое при диагностике минералов, обычно определяется природой стандарта, который используется в рентгеновском источнике. Медь является почти официальным стандартом при минералогических исследованиях. Однако имеются примеры, когда предпочитается использование другого стандарта в источнике, как, например, кобальт. Он используются при анализе проб с высокими концентрациями железа, поскольку «железные шляпы» могут не давать удовлетворительные результаты с медным стандартом. Важно знать какие использовались рентгеновские трубки, поскольку все расположения характеристических пиков 28 для каждого минерала бывают смещены!

PIMA анализ

Подобно рентгеновскому анализу PIMA (портативный инфракрасный минералогический анализатор) используется для определения минералогии образцов пород. Он требует относительно маленьких проб, но они должны быть сухими. Этот метод получил развитие только в последе время. В нём применяется поглощение коротко волнового инфракрасного излучения различными молекулярными связями, особенно связями ОН и СО3. Это быстрый относительно дешёвый метод для определения минералов гидротермально-измененных пород, особенно глин и карбонатов. Следовательно, он очень полезен для диагностики листовых силикатов (филлитов), аргиллитов и глин, интенсивных аргиилитовых изменений.

Однако важно знать пределы применимости этого метода. Во-первых, безводные минералы не будут диагностироваться, если они не увлажняются до гидратного состояния. Сюда входят кварц, полевые шпаты, пироксены, гранаты, ангидрит, барит, флюорит, магнетит, все сульфиды и металлы. Некоторые исследователи полагают, что этим методом трудно определять цеолиты. Но в тоже время иллит, смектит и хлорит могут идентифицироваться в пробах, не обязательно в виде отдельных фаз (которые могут свидетельствовать о наложении), или в смешано-слойных соединениях. Следовательно, предполагается, что это метод является полезным при определении минералов в полевых условиях, но он может требовать рентгеновских и/или петрографических исследований для подтверждения некоторых минералов и текстурных соотношений.

Флюидные включения

Анализ флюидных включений потенциально является очень ценным методом, но может использоваться не всегда. Здесь приводится обзор принципов, обсуждаются ограничения и приводятся описания, как получить самые необходимые данные. Далее будут обсуждены детально только измерения температуры гомогенизации и температуры замерзания, поскольку эти данные являются самыми распространенными результатами этого метода. Другие методы возможны, но они неизбежно более дорогие и обычно не используются в рудной разведке.

Цели. Целями анализа флюидных включений являются: 1.0. Определение температуры образования вторичных минеральных фаз.

2.0. Определение минерализации гидротермальных растворов, ответственных за гидротермальные изменения и рудообразование. 3.0. Определение трендов температуры во времени и пространстве и минерализации гидротермальных растворов (флюидов).

4.0. Создавать возможности для моделирования физических процессов включая кипение, разбавление, смешение и остывание через кондуктивную теплоотдачу, которые могут быть связанными с рудной минерализацией.

5.0. Помощь в построении палео-гидрологической модели рудообразующей системы.

6.0. Помощь в интерпретации глубины эрозии, наличия разломов и любых иных тектонических нарушений. 7.0. Помощь в корреляции рудообразующих событий, как, например, парагенезисов.

Что такое флюидные включения?

Флюидные включения представляют собой дефекты в кристаллах, образованные в процессе отложения руд или после него (рис 5). Все кристаллы имеют флюидные включения, некоторые из них твёрдые. Для наших целей важными являются многофазные флюидные включения, т. е. такие которые содержать жидкость и газ. Они могут также содержать одну или более твердых фаз («дочерние кристаллы») и могут иметь две несмешиваемые жидкости. Существует широкий интервал возможных составов флюидов. Использование флюидных включений в исследовании эпитермальных систем будет успешным тогда, когда большая часть включений в этих средах представлена простыми включениями, которые относительно легко интерпретировать. В порфировых системах флюидные включения могут дать также ценную информацию, но они, как правило, более сложные, требуют значительной коррекции условий давления и более трудно интерпретируемые.

Пригодность минералов для анализа флюидных включений

Минералы, вмещающие флюидные включения, должны быть прозрачными, чтобы их было можно просматривать в толстых шлифах (до 1 мм), содержать включения достаточного размера, быть стабильными во времени, устойчивыми при вскрытии нагреванием и относительно многочисленными. Самыми лучшими минералами в эпитермальных и порфировых месторождениях, в порядке полезности, являются: кварц, ангидрит, кальцит и другие карбонаты, сфалерит, барит, флюорит, адуляр.

Другие минералы могут использоваться, но реже и результаты исследований могут быть менее надежными. Так, например, флюидные включения в гематите, пирите, вольфрамите и боурноните были успешно исследованы, но требуют использования инфракрасного света.

Физические основы. Гидротермы, образующие кристаллы, возможно, были однофазными (жидкими или надкритическими) или двухфазными (жидкость+пар, то-есть кипение). Включения, образовавшиеся из однофазных гидротерм, используются наиболее часто, но присутствие других типов включений также интересно и значительно. Если однофазные гидротермы захватываются при «высоких» температурах, то по мере их остывания в недрах системы в них образуются газовые пузырьки. Если они разогреваются, то будут превращаться в одну фазу (гомогенизировать) при некоторой температуре. Главным допущением при исследовании флюидных включений является тот факт, что температура гомогенизации связана (но необязательно она такая же) с температурой образования минералов.

Проблемы. Имеется ряд трудностей и ограничений при анализе флюидных включений, которые необходимо учитывать, чтобы избежать неверных выводов.

1. Необходимо осознавать, что эта методика базируется на статистике. Одно включение имеет ограниченную ценность, поскольку любое индивидуальное включение образовано в результате взаимодействия многих процессов. Местоположение включений является многозначительным фактором, а местонахождение проб имеет ещё большую ценность. Тренды более важны, чем абсолютные значения. Нельзя сосредоточиваться лишь на изолированных отдельных измерениях. В связи с этим лучше рассматривать средние значения измерений, поскольку они менее подвержены крайним оценкам.

2.Если первичные гидротермы были не однофазными, то отношение газа к жидкости не будет одним и тем же во всех включениях, поскольку они захватывались из разных смесей жидкость+пар. Температуры гомогенизации будут в этом случае колебаться в более широких интервалах. Однако превышение пара по занимаемому объёму более важно, чем превышение жидкой фазы. Такой ряд температур гомогенизации будет систематически завышен (рис. 6, 11.7).