Хроматографический способ определения свойств минералов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 940058 (61) Дополнительное к авт. с вид-ву(22) Заявлено 29. 12.80 (21) 3227982/ 18-25 (51) М. Кл.

6 01N 31/08 с присоединением заявки И3Ъеудлрстеенвй камнтет

СССР на аелаи нзебретеннй н открытей (23) ПриоритетОпубликовано 30.06 82, Бюллетень Ю 24

Дата опубликования описания 02.07 82 (53) УДК 543. .544 (088.8) И. Д. Зайкин и B. Г. Моисеенко (72) Авторы изобретения

Амурский комплексный научно-нсслецовательский институт Дальневосточного научного центра АН СССР (7l ) Заявитель (54) ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

С ВОЙСТВ М И НЕ РАЛОВ

Изобретение относится к геохимическим методам исследования, в частности к методам определения температур образования минералов, позволяющим выявлять взаимодействие геохимической и геологической среды, получать термопинамичес5 кие характеристики минералообразуюших растворов, проводить количественные изучения эволюции рудоносных гидротермальных систем и классифицировать энцоген-, ные месторождения на физико химической основе, оценивать качества металлургического и строительного минерального сырья и получать исходные данные для синтеза дефицитных кристаллов и аморфных веществ, познавать динамику глубинных минерало образующих процессов с относительными и абсолютными их числовыми характеристиками.

Известны различные эксперименталь- г0 но-физические способы, основанные на ис,пользовании различных физических свойств минералов: температуры полиморфных превращений, температуры плавления, температуры циссоциации и разложения, электропровоцности, фотоупругого эффекта, температуры распада первичных твердых растворов (1).

Известные способы облацают рядом недостатков. Так, температура полиморфного превращения минерала существенно зависит от цавления. Так, температура перехода с1-ь Q кварца при изменении давления от 1 до 3000 атм изменяется от

573 до 653оС. Кроме того, на температуру превращения сильное влияние оказывают примеси. Так, кварц, выращенный в присутствии германия, претерпевает превращение на 40оС выше, а в присутствии лития и алюминия на 120 С ниже температуры превращения кварца без примесей.

Температуры плавления многих гидротермальных минералов нахоцятся часто выше температур их образоватщя на 5001000 С.

Температуры циссоциации и разлсюкения минералов, зависящие от неизвестных нам величин давлений, могут указывать лишь

1300

3 9400 на то, что возможная температура минервлообразования была существенно йиже точ ки разложения этих минералов, При изменении электропроводности минералов не учитывается влияние на иХ $ структуру состава растворов, изменений температур и скорости роста кристаллов, Кроме того, для интервала гидротермального рудообраэования отсутствуют эта», лонные природные образцы электропровод- ra ности минералов.

Возможность суждения о вероятных температурах образования высокотемпературных минералов по фотоупругому эффекту остается пока экспериментально не

nодтверж пенной.

Температуры распада первичных тверпых растворов указывают на минимально возможные те мпературы минералообразования и, наоборот, температура гомогениза- >О ции пары минералов является для ннх максимальной температурой образования. Кроме того, Ва температуру распада должно влиять давление и длительность нагрева.

Известен дискрептометрический способ, основанный на измерении скорости взрывания газово-жидких включений в минералах как функции температуры. Этот способ позволяет установить температуру идеального запоя ения вакуоли, которая дает од- ЗО ну точку на моновариантной линии в координатах Т-P. Эта температура соответствовала бы температуре минералообразования, если бы эксперимент проводился при давлении, равном давлению минералообразования f2 ), Однако при звуковой. регистрации взрываний включений существенное влияние на результаты оказывают посторонние помехи, СЬклонение кривой от нулевой линии мо- г жет оказаться результатом взрывания включений, не являющихся наиболее харакгерными для данного образца. Число взрывов на данный интервал температуры определяется числом взорвавшихся включений и не связано однозначно с их величиной и заполнение м.

Способ требует введения поправки на давление минералообразования, которое не известно.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является хроматографический способ определения свойств минералов, при котором образец минерала нагревают и определяют количество выделившегося при нагревании из минерала основного компонента газовой смеси 3 j.

58 4

Недостаток способа заключается в том, что он не позволяет определять температуру образования гидротермальных минералов с необходимой точностью.

Цель изобретения - повышение точности определения температур образования гидротермальных минералов.

Указанная цель обеспечивается тем, что в хроматографическом способе определения свойств минералов, при котором образец минерала нагревают и определяют количество выделяющегося при нас зевании иэ минерала основного компонента газовой смеси, нагрев минерала осуществляют при программированном повышении температуры, определяют температуру на грев а, при кот о рой имее т мес то не большая интенсивность газовыделения, и по ней судят о температуре образования исследуемого минерала.

Способ заключается в следующем.

Навеска минерала, раздробленного по фракции 0,25-0,5 мм, помещается в квар. цевую ампулу> соединяемую через кран, позволяющий проводить дифференцированный по температурным интервалам анализ газов, со входом хроматографа, Ампула нагревается со скоростью порядка 5 град/мин и проводится хроматографическое определение количества вы, делившегося иэ минерала основного компонента газовой смеси (определяется предварительно, обьптно эго или СО, или

H 0) В узких, одинаковых температурных и нт ервал ах.

На основании полученной хроматограммы находят температурный интервал, соответствующий максимальной интенсивности газовыделения. Средняя температура этого интервала . и является температурой минералообразования с точностью, равной половине величины интервала.

Экспериментальная проверка надежнссти предлагаемого хроматографического метода определения температур образования гипротермальных минералов проведена на образцах синтетических кварцев, выращенных в контролируемых условиях из карбонатных водных растворов.

В качестве образцов для испытания взяты синтетические кварцы, выращенные в карбонагных растворах во BIHHCHMCe при следукицих условиях,:

T

ИЗК 385

Ф-390 1 336

ИК-2 340

ИК-1 359

5 940

Для опытов во всех случаях используется фракция 0,25-0,5 мм.

Предварительными экспериментами установлено, что основным компснентом га-вовой смеси, выделяющейся при нагрева- s нии кварцев, является углекислый t.ae.

Хроматографическое определение количества СО1 выделившегося в узких температурных интервалах, проводят íà хроматографе ЛХМ-8MLl с чувствительностью по СО1, равной 1 ° 10 мг.

На фиг. 1-4 даны графики результатов экспериментов.

На основании этих данных найдены следующие значения температур образования исследовавшихся кварцев:

T06Ð С

ИЗК 380 + 10

Ф 3901 340 + 10 го

ИК»2 340 + 10

ИК-1 360 + 10

Истинные температуры образования синтетических кварцев и температуры образования, найденные в эксперименте, практически совпадают.

Предла гаемый хроматографический способ определения температур образования гидротермальных минералов обеспечивает достовернссть результатов с точностью порядка +10 С.

Величина давления, при котором происходит образование минерала, не влияет на достоверность определения температур

058 6 образования минералов предлагаемым способом.

Формула изобретения

Хроматографический способ определения свойств минералов, при котором образец минерала нагревают и определяют количество выделяющегося при на жвании из минерала основного компонента газовой смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения температур образования гидротермальных минералов, нагрев образца минерала осуществляют при программированном повышении температуры, определяют температуру нагрева, при которой имеет место небольшая интенсивность газовыделения, и по ней судят о температуре образования исследуемого минерала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ермаков H. П. Минералогическая термометрия и барометрия. M., Наука, 1965, с. 7.

2. Смит Г. Физическая геохимии, М., Hegpa, 1968, с. 15-22.

Ь, Qibsott Е.lc., мооге с-Ь The гечегэi Ьее marut.e of chet-t- сагЬопа е r ep Qa сесъеп 1п sediments г t ocics.-"dna C tica0 cherttistt g", 1970, 42, М 4, р. 461-464 (прототип).

9400 68

ВНИИПИ Заказ 4658/65 . Тираж 887

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 ф

5ц

g 3

Ю ю оо гюго жаюомо те

<Риг.2 юо алого zm и ын ио гс Рм3