12 марта 2016г.
Важнейшей задачей современных методов анализа химического состава является изучение комплексных концентраций благородных металлов (БМ) в разнообразных ассоциациях за один аналитический прием. Такие подходы позволяют исключить влияние частностей аналитических методов. Авторы полагают, что предлагаемые методические приемы помогают решить поставленные вопросы. В дальнейшем будут описаны примеры их реализации.
При изучении металлических полезных ископаемых особый интерес представляют парагенезисы БМ. Изучение условий, приводящих к концентрированию металлов и возникновению их ассоциаций, имеет важное значение при рассмотрении вопросов генезиса рудных месторождений.
Рост потребления БМ, и платиноидов в том числе, обуславливает необходимость комплексного извлечения их как в традиционных рудных месторождениях, так и в нетрадиционных [1, 2 и др.].
Решение основных задач рудничной геологии непосредственно связано с качеством лабораторных исследований, проводимых с целью изучения геохимии благородных металлов, в том числе и металлов платиновой группы (МПГ). Широкое внедрение современных методов диагностики БМ в рудах месторождений с повышенным содержанием углерода существенно расширяет возможности исследования МПГ. Наибольшее значение в связи с этим представляют методы атомно-абсорбционной спектрометрии [3, 4, 5, 6, 7].
Анализ МПГ, особенно микроколичеств, в геологических объектах является очень сложной аналитической задачей. Еще большие проблемы возникают при одновременном определении БМ. Все это не всегда позволяет использовать известные приемы, и вынуждает разрабатывать специфические способы анализа.
Все известные методы количественного определения БМ основываются на следующем:
- во-первых, необходимо окислить углеродистую основу с полным выделением из нее углерода без потери металлов;
- во-вторых, предполагается окисление самих металлов (переведение их в раствор) и их концентрирование при необходимости;
- в-третьих – инструментальное определение элементов.
Наибольшую сложность здесь представляет поиск способа разложения углеродистой части породы. Разработкой способов окисления углеродистой основы занимались многие исследователи, в частности, Бельский и др., 1997; 1999; Митькин и др., 2003; Шварцман и др., 1975,1984; Бажов и др., 1977; Курский и др., 1984; Варшал и др., 1994; Кубракова и др., 1990; Coveney, 1992 и другие. Все эти способы обладают определенными достоинствами, но, к сожалению, не лишены недостатков. Кроме того, во всех перечисленных работах не предусмотрено определение серебра, возможно из-за его летучести.
В связи с этим, была поставлена задача разработки способа окислительной деструкции углеродсодержащих пород, который позволил бы определять одновременно золото, платину, палладий и серебро независимо от форм их существования, а также снизить потери БМ при анализе.
В результате проведенных работ был получен патент на изобретение «Способ разложения проб при определении благородных металлов в углеродистых породах» [8]. Заявленный способ повышает точность определения концентрации золота, платины, палладия вследствие минимизации потерь металлов на стадии пробоподготовки и позволяет одновременно определять золото, платину, палладий и серебро в углеродистых породах, а также сократить время аналитических операций. В качестве инструментального окончания можно использовать не только атомно-абсорбционную спектрометрию, но и любой метод, предусматривающий определение металлов из растворов.
Предложенный способ позволил выполнить аналитические работы по проведению геохимических исследований при определении БМ методом атомно-абсорбционной спектрометрии на спектрометре МГА-915 в лаборатории физических методов исследования кафедры геологии Оренбургского государственного университета из образцов следующих промышленно-генетических типов месторождений Оренбургской области (более 1200 анализов):
- колчеданного типа;
- месторождений, связанных с ультрамафитами;
- золотосульфидных;
- медистых песчаников;
- нефтегазовых месторождений;
- галогенных формаций [4].
На основе разработанного способа подготовки геохимических проб к атомно-абсорбционному анализу установлено широкое распространение платины и палладия в ассоциации с золотом и серебром в промышленно- генетических типах месторождений (цветных, благородных металлов, хрома, хризотил-асбеста, нефти, каменной соли).
Впервые научно обоснованы возможные перспективы платиноносности нефтегазовых флюидов и эвапоритовых образований кунгурского возраста платформенного Оренбуржья.
Полученный в результате исследований массив элементоопределений послужил основой систематического изучения платиноидов. Применение математических методов позволило установить статистические, пространственные и, отчасти, временные закономерности их распределения по обширной территории Оренбургского Урала. При этом была выявлена важнейшая роль палладия в распределении БМ, которая проявилась при статистических исследованиях.
Так методом кластерного анализа установлено устойчивое обособление палладия в рудах изученных месторождений. Кластерные дендрограммы множества выборок, формируемых случайным образом, выявили обособления палладия в отдельную группу.
На основе мощного аппарата дискриминантного анализа распределения БМ в углеводородных месторождениях удалось классифицировать нефти и предположить возможные источники БМ в них.
Для анализа межэлементных отношений методом главных компонент (МГК) была составлена представительная выборка из проб с максимальными концентрациями БМ в рудах разнообразного состава и генезиса. Анализ распределения БМ в признаковом пространстве позволяет сделать вывод о поступлении палладия в литосферу в определенные моменты геологической истории.
Независимое распределение палладия в различных рудах месторождений Оренбургской части Южного Урала позволяет использовать платино-палладиевое отношение при типизации месторождений, а также выявления металлогенических зон [4, 7].
Таким образом, задействованные при статистическом обобщении результатов математические методы (кластерный, дискриминантный анализ, метод главных компонент и др.) позволяют выявить нетривиальные закономерности распределения платиноидов в изученных месторождениях Оренбургской части Южного Урала.
Следует отметить, что, полученные результаты с применением новых подходов к одновременному анализу золота, платины, палладия и серебра в геологических средах позволяют расширить перспективы изученных территорий Оренбургской области на благородные металлы.
Список литературы
1. Додин Д.А. Новая концепция расширения и комплексного освоения сырьевой базы платиновых металлов / Д.А. Додин, Н.М. Чернышов, О.А. Дюжиков и др. // Платина России. – М.: Геоинформмарк, 1994. – С. 5 - 17.
2. Золоев К.К. Платинометальное оруденение в геологических комплексах Урала / К.К. Золоев, Ю.А. Волченко, В.А. Коротеев, И.А. Малахов, А.Н. Мардиросьян, В.Н. Хрыпов. – Екатеринбург, 2001. – 199 с.
3. Аналитическая химия металлов платиновой группы: Сборник обзорных статей / Сост. и ред. Ю.А. Золотов, Г.М. Варшал, В.М. Иванов. М.: Едиториал УРСС, 2003. – 592 с.
4. Пономарева, Г.А. Региональные закономерности распределения платиноидов в Оренбургской части Южного Урала: автореф. дис….канд. геол-мин. наук: 25.00.11. – Екатеринбург, 2013. – 23 с.
5. Пономарева Г.А. Благородные металлы в галогенных формациях Оренбуржья / Г.А. Пономарева // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: сб. статей МНМК.– Оренбург: ООО ИПК, 2014.- С. 987-989.
6. Овчинников В.В. К вопросу о генезисе Садкинского месторождения асфальтита / В.В. Овчинников, Г.А. Пономарева, // Вестник Оренбургского государственного университета. – Оренбург: ОГУ, 2015. – № 3. – С. 170-175.
7. Пономарева Г.А. Металлогеническая зональность платиноидной специализации Оренбургской части Южного Урала / Г.А. Пономарева // Вестник Оренбургского государственного университета. – Оренбург: ОГУ, 2015.– № 6. – С. 147-151.
8. Пономарева Г.А. Патент № 2409810 РФ МПК51 G01N 31/00 Способ разложения проб при определении благородных металлов в углеродистых породах / Г.А. Пономарева, П.В. Панкратьев; заявитель и патентообладатель Оренбургский государственный университет. - № 201018930/15; заявл. 10.03.2010; опубл.20.01.2011. - Бюл. №2. – 7 с.