Способ определения глубины образования алмазоносных трубок взрыва


 


Владельцы патента RU 2421761:

Государственное научное учреждение "Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси" (BY)

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано для определения глубины зарождения алмазоносных трубок взрыва, а также других полезных ископаемых, происхождение которых связано с глубинной геодинамикой. Сущность: измеряют содержание химических элементов семейства редких земель (РЗЭ), состоящего из 14 тесно связанных элементов-лантаноидов. Составляют матрицу изменений содержаний РЗЭ с глубиной погружения, вычисляют их градиенты. По градиентам увеличения содержания отдельных элементов определяют предельную глубину, при которой в системе семейства редких земель между легкими и тяжелыми элементами достигнуто равновесие. Данная глубина соответствует глубине зарождения родоначальных магм в мантии Земли, связанных с образованием алмазоносных трубок взрыва. Технический результат - повышение достоверности определения глубины образования алмазоносных трубок взрыва.

 

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при определении глубины зарождения алмазоносных трубок взрыва (диатрем), а также других полезных ископаемых, происхождение которых связано с глубинной геодинамикой.

Многие виды полезных ископаемых не остаются в местах своего образования, а перемещаются. Поэтому знание глубины залегания родоначальных магм, связанное с образованием трубок взрыва, является определяющим в оценке перспектив алмазоносности территории.

Учитывая сложность природных процессов образования полезных ископаемых, трудно решить проблему оценки глубины зарождения алмазоподобных трубок взрыва, опираясь только на температурный параметр. Поэтому нужен способ, который позволял бы рассматривать земные оболочки как области разнообразных физико-химических равновесий, характеризующиеся определенным составом и содержанием элементов. Наибольшее влияние на формирование ископаемых имеют две оболочки геосферы: земная кора и верхняя мантия.

Известны различные способы определения среднего содержания элементов верхней мантии Земли.

Один из способов основан на преемственности химического и минералогического состава основных и ультраосновных пород Земли с каменными метеоритами-хондритами. Хондритами они названы из-за присутствия в них хондр-маленьких округлых образований, содержащих оливины и пироксены - главные минералы верхней мантии Земли.

Другой способ основан на отождествлении с верхним мантийным веществом океанических ультраосновных пород, поднятых драгами со дна Атлантического и Индийского океанов [1-2].

Таким образом, рассмотренные способы определения содержания элементов в геосферах Земли показывают, что химические элементы в них находятся в статистических равновесиях, различных для каждой геосферы. При изменении геодинамических условий химические элементы могут перемещаться из одной геосферы в другую. Это делает возможным проследить глубину их перемещения.

Известен способ определения глубины образования минералов - спутников алмазов, найденных в трубках взрыва, по увеличению изменения температуры плавления минерала с глубиной (температурный градиент для данного типа пород), позволяющей определить предел глубины в образовании диатрем [3].

Однако указанный способ не учитывает так называемый ксеногенный фактор, т.е. влияние окружающей среды на движущийся магматический расплав в верхние слои земной коры, что уменьшает точность определения глубины образования минералов (лантонидов) - спутников алмазов [4].

Технической задачей изобретения является повышение достоверности определения глубины образования алмазоносных трубок взрыва с учетом геохимических особенностей целого семейства редкоземельных элементов (РЗЭ) - лантонидов.

В геохимическом семействе РЗЭ, несмотря на различия в величинах заряда атомного веса и валентности, все элементы объединяются так, что их свойства меняются постепенно, без скачков. Это означает, что с одной стороны в природе имеют место явления их совместного нахождения, а с другой - миграция. Миграция ионов из такого семейства идет только с одной стороны, в порядке написанных рядов или справа, или слева в зависимости от хода геохимического процесса [5].

Семейства РЗЭ в первоначальных расплавах, исходя из второго принципа термодинамики, в статических условиях находятся в состоянии равновесия, соответствующего кларкам Верхней мантии Земли. В процессе подъема магматического вещества тугоплавкие более «тяжелые» элементы редких земель отстают от более «легких». В результате на том или ином глубинном срезе равновесное состояние (баланс) элементов нарушается, а количественные соотношения более «тяжелых» лантаноидов плавно уменьшаются. Причем, чем выше подъем расплавленного вещества, тем меньше в нем процент более «тяжелых» элементов.

Техническая задача решается способом определения глубины образования алмазоносных трубок взрыва, основанном на измерении содержания химических элементов семейства редких земель (РЗС), состоящих из 14 тесно связанных элементов-лантаноидов, составлении матрицы изменений содержания РЗЭ в зависимости от глубины погружения и по градиентам увеличения содержания отдельных элементов, при которой в системе семейства редких земель между легкими и тяжелыми элементами достигнуто равновесие в мантии Земли, и определении по полученной матрице предельной глубины, связанной с образованием алмазоносных трубок взрыва.

Заявляемый способ оценки глубины образования алмазоносных трубок осуществляется следующим образом. На перспективных участках, где по геофизическим данным выявлены аномалии трубчатого типа, бурят поисковые скважины. В верхней, средней и нижней частях трубчатого тела отбирают образцы пород, в которых определяют содержание редких земель. Количественное содержание 14 редкоземельных элементов - лантаноидов на разных глубинных срезах - измеряют высокоточным нейтронным генератором НГ-12-1. По результатам измерения их содержаний с глубиной составляют матрицу изменений содержания РЗЭ и определяют их градиенты. По градиентам увеличения содержания отдельных элементов определяют предельную глубину, при которой в семействе лантаноидов между легким и тяжелым элементами наступает равновесие. Это равновесие в мантии Земли и указывает на глубину зарождения алмазоносных трубок взрыва.

Содержание редкоземельных элементов, нормированных по кларкам мантии Земли, может составлять 0,95-1,05. Первая величина 0,95 и менее соответствует глубинам, относящимся к обедненной части мантии типа базальта, а вторая - 1,05 и более - к неистощенной. Величина 1,05 и более указывает на глубину зарождения алмазоносных трубок взрыв [5].

Так, например, при изучении кимберлитов Западной Якутии установлено, что в высокоалмазоносных трубках взрыва относительные содержания (тяжелых) тугоплавких редкоземельных элементов в 1,5-2 раза превышают значения, полученные по низкоалмазоносным трубкам. Последнее характеризует различие в глубине заложения родоначальных магм, связанных с образованием алмазов.

Предлагаемый способ определения глубины образования алмазоносных трубок взрыва позволяет улучшить качество поисковых работ и повысить их эффективность.

Источники информации

1. Гольдшмит, 1937; Б.Мейсон, С.Тейлор 1967 и др. с.65-71.

2. Тейлор С.Р. и др. Континентальная кора, ее состав и эволюция. М.: «Мир», 1968, с.300.

3. Краткий справочник по геохимии. М.: «Недра», 1970, с.47-53, с.257.

4. Соболев Н.В. и др. Кимберлиты, Лампроиты и проблемы состава верхней мантии. // Геология и геофизика, 1986, №7, с.18-27.

5. Габрусевич Б.А. Основы общей химии. М.: «Недра», 1968, с.116.

Способ определения глубины образования алмазоносных трубок взрыва, характеризующийся тем, что измеряют содержание химических элементов семейства редких земель (РЗЭ), состоящего из 14 тесно связанных элементов-лантаноидов, составляют матрицу изменений содержания РЗЭ с глубиной погружения, вычисляют их градиенты, по градиентам увеличения содержания отдельных элементов определяют предельную глубину, при которой в системе семейства редких земель между легкими и тяжелыми элементами достигнуто равновесие, соответствующую глубине зарождения родоначальных магм в мантии Земли, связанных с образованием алмазоносных трубок взрыва.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазовой геологии и может быть использовано для количественного прогноза ресурсов углеводородов. .

Изобретение относится к геохимическим методам исследований и может быть использовано для выявления месторождений нефти на морском шельфе. .
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения несущей способности грунтов. .

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано при поисках нефтяных и газовых месторождений. .

Изобретение относится к области инженерной сейсмологии и может быть использовано для определения приращений сейсмической интенсивности, обусловленных влиянием геоморфологических условий участка.

Изобретение относится к сейсмотектонике, сейсмологии, геофизическим и геологическим методам исследования Земли и может быть использовано для оценки активности обвально-оползневых процессов при инженерно-геологических изысканиях.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к вопросам экологической безопасности, и может быть использовано в строительстве и при разработке полезных ископаемых вблизи действующих вулканов.

Изобретение относится к области геокриологии и может быть использовано в поисковой геохимии для реконструкции палеотемператур мерзлых пород. .

Изобретение относится к области геокриологии и может быть использовано в поисковой геохимии для реконструкции палеотемператур мерзлых пород. .

Изобретение относится к области геохимии и может быть использовано при проведении газогеохимической съемки и поиске нефтегазовых месторождений. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для дистанционного тепловизионного зондирования геологической среды при поисках залежей углеводородов

Изобретение относится к области изучения свойств горных массивов и протекающих в них процессов путем измерений в скважинах, а именно получению информации о горных массивах путем измерений температуры в скважинах

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при распознавании образов природно-техногенных объектов и оценки параметров их состояния по гиперспектральным данным аэрокосмического зондирования

Изобретение относится к способам дистанционного прогнозирования землетрясения

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения координат эпицентра ожидаемых землетрясений, горных ударов и контроля электромагнитной обстановки в сейсмоопасной зоне земной коры с борта летательного аппарата

Изобретение относится к области аэрокосмических методов исследования Земли и может быть использовано при оценке состояния почвенно-растительного покрова по данным дистанционного зондирования

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для прогнозирования землетрясений

Изобретение относится к геохимическим методам поисков ртутных месторождений

Изобретение относится к геохимическим методам поисков ртутных месторождений

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для прогнозирования времени сильных коровых землетрясений суши
Наверх