Использование масс-спектрометрического анализа в петрографии и литологии на примере терригенных отложений

Принцип работы спектрального анализа

Индуктивно-связанная плазма (ИСП): Плазма — это газ, содержащий существенные концентрации ионов и электронов, что делает его электропроводным. Плазма, используемая в электрохимическом анализе, практически электронейтральна из-за того, что положительный ионный заряд компенсируется отрицательным зарядом свободных электронов. В такой плазме положительно заряженные ионы преимущественно однозарядны, а число отрицательно заряженных очень невелико, и таким образом, в любом объёме плазмы число ионов и электронов примерно одинаково [1].

ИСП может удерживаться внутри горелки, поскольку поток газа между двумя внешними трубками удерживает её в стороне от стенок горелки. Второй поток аргона (около 1 л/мин) обычно пропускается между центральной и средней трубами, что удерживает плазму в стороне от конца центральной трубы. Третий поток газа (опять же около 1 л/мин) пропускается внутри центральной трубы. Этот поток газа проходит сквозь плазму, где формирует канал более холодный, чем окружающая плазма, но все ещё существенно горячее, чем химическое пламя. Анализируемый образец помещается в центральный канал, обычно в виде аэрозоля, полученного при пропускании жидкости через распылитель [1].

Поскольку частицы распыленного образца попадают в центральный канал ИСП, они испаряются, как и частицы, прежде растворенные в нём, и распадаются на атомы. При этой температуре значительное количество атомов многих химических элементов ионизуется, при этом атомы теряют наименее связанный электрон, переходя в состояние однозарядного иона [1].

•Суран-Ишлинская площадь расположена на левобережье р. Бол. Инзер в зоне Караташского и Зюраткульского региональных разломов (рис. 1), где распространены углеродсодержащие сланцы, алевролиты и карбонатные породы суранской свиты (Rf1). Прожилково-вкрапленное карбонат-кварц-сульфидное оруденение развито в зонах дробления и морфологически представлено линейной минерализованной зоной, вытянутой в северо-восточном направлении. Пробуренные скважины вскрыли глинистую кору выветривания по углеродистым кварц-серицит- хлоритовым сланцам, долеритам и карбонатным породам, мощность которой варьирует от 53,6 до 325,0 м. По результатам химико-спектрального анализа содержание Au в породах изменяется от 0,5 до >2,0 г/т, а в единичных пробах (методом ICP MS) составляет 3,05; 5,31 и 27,29 г/т. В коре выветривания обнаружены самородное Au и аурикуприд (Cu3Au).

•Узянско-Кагармановская зона находится в восточной части Башкирского мегантиклинория, в полосе развития пород авзянской (Rf2) и зигазинокомаровской (Rf2) свит, вблизи контакта докембрийского разреза Башкирского мегантиклинория с палеозойским обрамлением (рис. 1). Породы здесь представлены переслаиванием глинистых сланцев, мелкозернистых кварцитопесчаников и углеродсодержащих сланцев. В химическом составе последних установлено 1,0–3,2 г/т золота и 0,4–0,8 г/т серебра при повышенном количестве платиноидов (Pt 20–270, Pd 10–140, Ru 5–70, Rh 1–5 мг/т)

•Интуратовская зона расположена в 3,5 км южнее пос. Ишля в полосе развития отложений суранской свиты (Rf1), которые представлены переслаиванием темно-серых и черных углеродсодержащих сланцев с серыми доломитами и доломитизированными алевропесчаниками. Здесь же присутствуют кварцевые жилы мощностью до 1–21,5 м, в которых содержится 2,2–2,4 г/т Au и 2,7–3,0 г/т Ag, а в пробах-протолочках выявлено 20 знаков мелкого (от 0,225×0,075 до 0,125×0,075 мм) золота неправильно-комковатой и уплощенно-изометричной формы с неровной ноздреватой поверхностью.

•Машакский комплекс (свита) представляет собой естественную ассоциацию стратифицированных вулканогенно-осадочных образований, пород жерловой, субвулканической и дайковой фаций. Среди слагающих шатакский комплекс пород выделяются стратифицированная вулканогенно- осадочная ассоциация, а также образования субвулканической и дайковой фаций Осадочные породы слагают около 25–45% объема комплекса и представлены преимущественно грубозернистыми разностями — конгломератами и песчаниками, реже алевролитами, сланцами и известняками. Конгломераты развиты на нескольких стратиграфических уровнях. В валовых пробах концентрация благородных металлов составляет (г/т): Pt до 1,75; Pd до 0,30; Au до 2,15; Ag до 5,25 г/т, массовая доля железа 6,54%.

Выводы

•Таким образом, масштабность процессов рудообразования и распространенность зон позволяет предполагать наличие в пределах Башкирского мегантиклинория не типичного для региона оруденения с промышленно значимыми значениями концентрации полезных компонентов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой. — // Википедия : [сайт]. — URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%81%D1%81-%D1%81%D0%BF %D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC %D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D1%81_%D0%B8%D0%BD %D0%B4%D1%83%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%BE- %D1%81%D0%B2%D1%8F%D0%B7%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%BF %D0%BB%D0%B0%D0%B7%D0%BC%D0%BE%D0%B9 (дата обращения: 08.11.2023)

2.Ковалев, С. Г. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ ТЕРРИГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ БАШКИРСКОГО МЕГАНТИКЛИНОРИЯ / С. Г. Ковалев.// elibrary : [сайт]. — URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_32283488_11057107.pdf (дата обращения: 08.11.2023).

3.NexION 1000 ICP Mass Spectrometer.// resources.perkinelmer : [сайт]. — URL: https://resources.perkinelmer.com/lab-solutions/resources/images_for_resize/NexION-1000- ICP-MS-Right-Elevated_700x700.png (дата обращения: 08.11.2023).