Способ разбраковки минералов по условиям их образования

 

Изобретение относится к прикладной минералогии, а именно к радиоспектроскопии минерального вещества, и может быть использовано для классификации минералов различного генетического типа, для определения источников сноса россыпей, а также для определения приуроченности минералов к месторождениям полезных ископаемых. Целью изобретения является повышение достоверности полезной информации о минералах за счет учета внутренних механических напряжений и электрических полей. Ориентируют монокристалл по отношению к вектору поляризующего магнитного поля. При определенных ориентациях монокристалла определяют интенсивность спектров электронного парамагнитного резонанса. По отношению интенсивностей в исходных, облученных и отоженных образцах проводят разбраковку минералов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (б») 4 Г 01 N 24/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»

Ц 2"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4269293/31-25 (22) 26 ° 06,87 (46) 30,09.89.Бюл. Р 36 (71) Институт геохимии и физики минералов АН УССР (72) И.В,Матяш и А.Б.Брик (53) 538.69.083(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

»f 1271220, кл. С 01 N 24/10, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1l17507, кл. С 01 N 24/10, 1982. (54) СПОСОБ РАЗБРАКОВКИ МИНЕРАЛОВ ПО

УСЛОВИЯМ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ (57) Изобретение относится к прикладной минералогии, а именно к радио,спектроскопии минерального вещества, и может быть использовано для классиИзобретение относится к прикладной минералогии, а именно к радиоспектроскопии минерального вещества, и может быть использовано для классификации минералов различного генетического типа, для определения источников сноса россыпей, а также для определения приуроченности минералов к месторождениям полезных ископаемых. Целью изобретения является повышение достоверности получаемой информации о минералах за счет учета внутренних механических напряжений и электрических полей, Сущность изобретения связана с тем, что если локальная симметрия парамагнитного центра в кристалле и группа

cQiMMeTpHH кристалла в целом не обладают центром инверсии, то электрические

2 фикации минералов различного генетического типа, для определения источников снова россыпей, а также для определения приуроченности минералов к месторождениям полезных ископаемых ° Целью изобретения является повышение достоверности полезной информации о минералах за счет учета внутренних механических напряжений и электрический полей. Ориентируют монокристалл по отношению к вектору поляризующего магнитного поля, При определенных ориентациях монокристалла определяют интенсивность спектров электронного парамагнитного резонанса, По отношению интенсивностей в исходных,облученных и отожженных образцах проводят разбраковку минералов, поля и механические напряжения, действующие на такой пагамагнитный центр., сдвигают его резонансные частоты, Эти ® сдвиги частот обусловлены тем, что вклад орбитального магнитного момента в эффективный магнитный момент В ею центра при указанных воздействиях ф » изменяется, Вклад орбитального момента, а также внутренних электрических р полей и механических напряжений в положение линий электронного парамагнитного резонанса может быть найден экспериментально путем определения компонент g-фактора парамагнитных

Ъ. центров при различных ориентациях оси монокристалла по отношению к вектору поляризующего магнитного поля.

В реальных кристаллах всегда имеются хаотически ориентированные меха15116 нические напряжения и электрические поля, обусловленные дефектами кристаллической структуры. При тех ориентациях монокристалла по отношению ,к вектору поляризующего магнитного поля, когда вклад спин-орбитального взаимодействия в g-Ààêòoð максимален, внутренние механические напряжения и электрические полн максимально 10 сдвигают резонансные частоты сигналов электронного парамагнитного резонанса различных центров. При тех ориентациях монокристалла, когда вклад спин-орбитального взаимодействия в резонансные частоты минимален, резонансные частоты соответственно наиболее слабо сдвигаются внутренними механическими напряжениями и электри, ческими полями. При этом резонансные 20 линии наиболее узкие и интенсивные.

Отношение интенсивностей, определенных при ориентациях монокристалла по отношению к вектору поляризующего магнитного поля, соответствующих 25 экстремальным значениям.

gp = р — 2 0023, где я — Р-фактор парамагнитного центра, 2,0023 — p-фактор свободного электрона,30 спектров ЭПР парамагнитных центров минералов, и изменение этой величины

1 при облучении и отжиге несет в себе информац па об исследуемом объекте и позволяет проводить разбраковку минералов по условиям их образования.

Б некоторых случаях, когда одно из главных значений g-фактора близко к р-фактору свободного электрона

2,0023, способ может быть реализован,10 не только на монокристаллах, но и на порошкообразных образцах. При этом требуемые ориентации вектора поляризующего магнитного поля по отношению к осям кристалла выполняются для час-45 тичек образца, дающих вклад в высокои низкополевые компоненты спектра

ЭПР.

Описание предложенного способа принедено на примере одного из наиболее распространенных минералов-кнарца. Образцы природного кварца в тех или иных количествах всегда содержат А1"О-центры, которые образуются о+ s+ при изоморфном замещении Ях - А1 .При этом парамягнитняя дырка локализуется ня мостиконом ионе кислорода 0 3+ ° Ф+ связанном с ионом А1 и ионом Si

54 1 в соседнем SiO+ тетраэдре. В результате исследования образцов кварца двух типов, приуроченных к двум различным районам Украинского кристаллического щита-, получены значения отношений интенсивностей спектров

ЭПГ н исходных, облученных и отожженных образцах, равные 1040 5

10+0,5 и 6 -0,5 соответственно, я в образцах второго типа соответственно — 3,5+0,5; 540,5 и 7ФО,5. Интенсивности спектров ЭПР соответствуют экстремальным значениям Ар, при которых д-фактор парамагнитного центра н кварце имеет значения 2,0612 и 2,0023, Исследование этих же образцов по изнестному способу показало, что интенсивности сигналов ЭПР в исходных образцах, а также в облученных образцах примерно одинаковы, т,е. разделить эти образцы по известному способу не удается.

Таким образом, предложенный способ разбряковки минералов по условиям их образования позволяет получить новую информацию об исследуемом объекте, которая существенно расширяет возможности способя разбраковки и его достоверность, что имеет определяющее значение при решении прикладных и фундаментальных геологических проблем, формула и з обре т е н и я

Способ разбраковки минералов по условиям их образования, включающий облучение, отжиг образцов, регистрацию спектров электронного парамагнитного резонанса исходных, облученных и ото>кженных образцов., о т л и ч яю шийся тем, что, с целью понышения его достоверности за счет учета внутренних механических напряжений и электрических полей, регистрируют спектр ЭПР для образца в виде монокристалла, ориентированного по отношению к вектору поляризующего магнитного поля тяк, что

= я — 2,.0023, где g - g-haxxop rrapaxarr

2,0023- р-фактор свободного электрона, принимает экстремальные значения, определяют интенсивности сигналов при максимальном и минимальном значениях

Составитель Т.Торопкина

Техред И.Верес Корректор Л Патай

Редактор M.Êåëåìåø

Ъ я,Заказ 5896/47 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101

5 1511654 6 д р и по величине их отношения в ис- раэцах производят разбраковку минера-.. ходных, облученных и отожженных об- лов, l