Применение авторадиографического метода в геохимических исследованиях

Верховцева, Наталья Валерьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Применение авторадиографического метода в геохимических исследованиях
ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Применение авторадиографического метода в геохимических исследованиях"

На правах рукописи

ВЕРХОВЦЕВА Наталья Валерьевна

ПРИМЕНЕНИЕ АВТОРАДИОГРАФИЧЕСКОГО МЕТОДА В ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

25 00 09 - геохимия, геохимические методы поисков полезных

ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Новосибирск 2006

Работа выполнена в Институте геологии Объединенного института геологии, геофизики и минералогии им А А Трофимука СО РАН

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических

наук С.М. Жмодик

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук, профессор Г.Н. Аношин

доктор геолого-минералогических наук, профессор Л.П. Рихванов

Ведущая организация: Геологический институт СО РАН,

г. Улан-Удэ

Защита состоится « 14 » марта 2006 г. в 10 час на заседании диссертационного совета Д 003 050 02 в Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии им А А. Трофимука СО РАН, в конференц-зале.

Адрес: 630090, Новосибирск-90, пр. Ак. Коптюга, 3 Факс: (383)-3332792

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГМ СО РАН

Автореферат разослан « 10 » февраля 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор геол.-минерал, наук, профессор

СФуЖ С.Б. Бортникова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Для решения актуальных проблем в различных областях геологии, геохимии и минералогии кроме данных о валовом содержании анализируемых элементов необходимо располагать сведениями об их пространственном распределении и локальной концентрации в изучаемых объектах.

В геохимии применение локальных методов исследования необходимо для изучения распределения элементов, находящихся в дисперсном и ультрадисперсном (наноразмерном) состоянии. В последние годы метод авторадиографии успешно используется при исследовании локализации и размерности наночастиц и кластеров благородных металлов (Вепгегага е1 а!., 2005). Метод авторадиографии обладает уникальным сочетанием, которое заключается в возможности измерения очень низких концентраций элементов с высокой локальностью на больших площадях исследуемого объекта (псм2). Учитывая простоту измерений, наглядность результатов, возможность работать с различными концентрациями элементов, а также то, что метод позволяет устанавливать локальный характер распределения химических элементов в различных геологических объектах, можно с уверенностью говорить об актуальности и своевременности исследований по разработке новых подходов по использованию метода авторадиографии для изучения микронеоднородностей в различных объектах и о важности практического использования этих методик.

Основная цель работы заключается в разработке методических подходов и их применении и Iсохимичсских исследованиях для комплексною изучения пространственною распределения и форм нахождения элементов в осадках, породах и рудах на основе метода авторадиографии.

Задачами исследований являются:

1. Разработка методики, позволяющей применить комплекс авторадиографических методов (п,Р) и (п,^ для изучения пространственного распределения урана, золота, фосфора и других элементов, в осадках, горных породах и рудах.

2. Разработка подхода, позволяющего использовать данные авторадиографии для последующего комплексного изучения методами локального анализа (сканирующая электронная микроскопия, микрозонд).

3 Разработка методов цифровой обработки для анализа

авторадиограмм.

4. Применение комплекса методов авторадиографии и цифровой обработки данных авторадиографического анализа в минералого-геохимических исследованиях природных объектов на примере донных осадков озера Байкал и месторождений золота с тонкодисперсным золотом, а также в экспериментальных моделях.

Научная новизна и личный вклад. Разработана методика интерпретации авторадиографических данных методом цифровой обработки полученных авторадиограмм. Используя

авторадиографический метод, исследованы образцы с различных месторождений, установлены элементы, для анализа которых применим метод авторадиографии, отработана методика выявления пространственного распределения в исследуемых образцах отдельных элементов.

Автором впервые применена цифровая обработка (3-авторадиограмм с использованием современных компьютерных технологий и специализированного программного обеспечения. Применение цифровой обработки авторадиограмм позволило проанализировать результаты серии экспериментальных работ с использованием метода радиоизотопных индикаторов, в частности, показать пространственное распределение и рассмотреть механизмы вхождения иридия в сульфиды Ре, Се, Ъл и РЬ, полученные в результате гидротермального синтеза.

С использованием метода активационной р-авторадиографии выявлено пространственное распределение и минералы-концентраторы золота в рудах нетрадиционных типов месторождений Каменное (Северное Забайкалье) и Юзикское (Кузнецкий Алатау) с ультрадисперсной формой нахождения золота.

В результате применения активационной р-авторадиографии и нейтронно-осколочной авторадиографии при изучении донных осадков озера Байкал, впервые были обнаружены слои аутигенных урансодержащих фосфатов, а также появилась возможность проводить количественное определение урана в колонке осадков с шагом около 10 микрон. Такой подход может быть использован для проведения короткопериодных палеоклиматических реконструкций и изучения перераспределения элементов в процессе диагенеза осадков.

специализированного программного обеспечения, анализа авторадиограмм и функций распределения элементов по данным авторадиографии, интерпретация полученных данных.

Основные Защищаемые положения:

1. Применение методов цифровой обработки авторадиограмм позволяет выделять «полезный сигнал» - изображение, отражающее пространственное распределение интересующего элемента в срезе горной породы или руды, а также проводить количественный анализ.

2. Использование методов цифровой обработки авторадиограмм, полученных при экспериментальном моделировании геологических процессов с использованием метода радиоизотопных индикаторов, позволяет оценивать механизмы и масштабы перераспределения элементов.

3. Комплексное применение методов нейтронно-осколочной (п,0 и бета-авторадиографии (п,Р) при изучении современных осадков (на примере осадков озер Байкал и Иссык-Куль) позволяет выявлять на больших площадях локальные минералого-геохимические особенности донных отложений и дает возможность использования полученных данных для палеоклиматических реконструкций.

Практическая значимость работы По результатам проведенных исследований установлено, что метод нейтронно-активационной авторадиографии можно применять для установления форм нахождения различных элементов в осадках, горных породах и рудах в комплексе с современными локальными методами анализа (микрозонд, электронная микроскопия).

Показано, что авторадиографическое изучение может быть с успехом использовано для выявления условий концентрирования золота и форм его нахождения, что способствует выявлению условий рудообразования и необходимо как для прогнозной оценки месторождений, так и для разработки технологических схем обогащения и извлечения металла. Метод позволяет выявлять «невидимое» золото, в то время как другими методами анализа не удается установить формы его нахождения.

Международной Конференции молодых ученых по Наукам о Земле (Новосибирск, 2002); 21-ой Международной конференции по использованию ядерных треков в твердотельных материалах (Нью Дели, Индия, 2002); Международной Конференции по использованию синхротронного излучения "СИ-2002" (Новосибирск, 2002); Объединенном собрании Европейского Геофизического Сообщества (EGS), Американского Геофизического Союза (AGU) и Европейского союза Геонаук (EUG) (Ницца, Франция, 2003); Конференции по шоковому сжатию конденсированного вещества (Портленд, США,

2003); IAGOD конференции (Владивосток, 2003); Плаксинских чтениях-2004 (Иркутск, 2004); Третьем Всероссийском симпозиуме с Международным участием (Улан-Удэ, 2004); Третьем Всероссийском Симпозиуме с Международным участием «Золото Сибири и Дальнего Востока» (Улан-Удэ, 2004); 11-ом Международном Симпозиуме по взаимодействию вода-порода (Саратога Спрингс, штат Нью-Йорк, США, 2004); 22-ой Международной конференции по использованию ядерных треков в твердотельных материалах (Барселона, Испания,

2004).

Результаты, представленные в диссертации, получены при выполнении заданий НИР на 2001-2003; 2004-2006 гг.; при поддержке РФФИ: гранты № 03-05-64563, 03-05-65162, 05-05-65226; а также ведущей научной школы (НШ-03-01) и Президиума СО РАН (ИП: 6.4.1., 65, 121, 161, 170).

По теме диссертации опубликована 21 научная работа в соавторстве с другими коллегами, из них 9 в рецензируемых изданиях.

Структура и объем работы Диссертация изложена на 112 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, включающих 9 таблиц, 46 рисунков, и заключения. Список литературы содержит 117 наименований работ.

Благодарности Работа проведена во время очного обучения в аспирантуре Института геологии СО РАН в 2002-2005 гг. Автор искренне благодарит научного руководителя д.г.-м.н. Сергея Михайловича Жмодика' его постоянное внимание, предоставленные геологические и авторадиографические материалы, ценные советы и замечания сделали возможным выполнение данной работы. Также автор благодарен бывшему научному руководителю д.г.-м.н. Николаю Александровичу Рослякову за постоянную поддержку, высказанные замечания, вопросы и предложения За предоставленные материалы, помощь в работе и сотрудничество автор благодарит Шведенкова Г Ю.,

Илича Р|, Гольдберга ЕЛ., Миронова А.Г., Чикова Б.М , Нестеренко В.Ф., Грачева М.А , Хлыстова О М., Гавшина В.М., Калугина И.А., Солобоеву Е В., Титова А Т., Карманову Н.С., Маликова Ю.И. Ценные замечания и рекомендации были также высказаны Щербаковым Ю.Г, Калининым Ю А., Колпаковым В В., Федориным М.А и Карстеном В В. Также автор благодарен профессорам К1егкх, Р. Уап^еп-Иате и Я. ДопскЬееге за предоставленную возможность стажировки в лабораториях Бельгии и Германии с целью освоения метода трекового анализа.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе диссертации рассматриваются принципы и типы авторадиографических методов и их классификация. Приведены объекты, которые могут быть изучены методами авторадиографии, описаны используемые детекторы, используемые при проведении авторадиографических работ. Также в главе характеризуются основные параметры метода - разрешающая способность и чувствительность.

Во второй главе приведены методические основы авторадиографических методов. Детально рассматривается (п,а)-, (п,р)-, (п,у)- и (п,0-авторадиография.

Третья глава посвящена методике проведения авторадиографических работ: выбор радиоизотопа, приготовление препаратов, проведение экспериментальных работ, получение авторадиограмм и их последующий анализ. Описаны принципы цифровой обработки авгорадиограмм, возможность выделения полезною си!нала меюдом нычжания и внуфеннего стандарта для бета-авторадиограмм и внешнего стандарта для нейтронно-осколочных авторадиограмм.

В четвертой главе рассматриваются возможности применения авторадиографических методов в геохимии. Приведены данные экспериментальных исследований, полученные с использованием метода радиоизотопных индикаторов с авторадиографическим окончанием. Также показана эффективность применения метода активационной авторадиографии в геохимических исследованиях на примерах изучения руд месторождений Каменного (Муйский район, Бурятия) и Юзикского (Кузнецкий Алатау). Показаны результаты применения комплекса авюрадиографических методов в сочетании с микрозондовым анализом и данными сканирующей электронной микроскопии при изучении осадков озер Байкал и Иссык-Куль.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

1 Применение методов цифровой обработки аюгивационных авторадиограмм позволяет выделять «полезный сигнал» - изображение, отражающее пространственное распределение интересующего элемента в срезе горной породы или руды, а также проводить количественный анализ.

Бета-авторадиограмма представляет собой фотоизображение с различной плотностью почернения в зависимости от концентрации активированных радиоизотопов. Наблюдаемое почернение одной точки на авторадиограмме зависит от содержания элемента в соответствующей точке в образце. Интенсивность почернения может быть скоррелирована с количеством анализируемого элемента (Р^уап, 1995). Используя данные микрозондового и нейтронно-активационного анализа, можно производить пересчет плотности почернения в концентрации элементов, получая, таким образом, количественные данные содержания искомых элементов в породах и рудах (Жмодик и др., 2003).

После активации природных образцов на бета-авторадиограммах фиксируется значительное количество элементов. Одной из главных проблем, возникающих при обработке таких авторадиограмм, является выделение «полезного сигнала» - изображения, которое отражает пространственное распределение интересующего элемента. Существует несколько подходов решения проблемы: 1 - метод вычитания авторадиограмм с введением поправки на количество распавшихся радионуклидов; 2 - метод корреляции кривой радиоактивного распада с экспериментальными кривыми, полученными по убыванию плотности почернения в зависимости от времени, прошедшего после облучения образцов (времени остывания). Нами применялось несколько подходов, но наиболее эффективным оказался метод вычитания. В данной работе показана возможность применения цифровой обработки авторадиограмм для выделения области почернения, соответств\ющей распределению искомого элемента на авторадиограмме.

В качестве объекта исследования были использованы Р-авторадиограммы, полученные с активированного образца золото-пирит-халькопиритовой руды месторождения Каменное (рис 1) через различные периоды времени после нейтронной активации, но с равными экспозициями - 1.5 часа По данным гамма-спектрометрического анализа в данном образце после облучения его тепловыми нейтронами активируются несколько элементов (Рис. 2).

Рис. 1, а - образец (полированный шлиф) золото-пирит-халькопиритовой руды месторождения Каменное (Муйский район, Бурятия), б - р-авторадиограмма, полученная через 171 ч после облучения (Ехр 2); в - (З-авторадиограмма, полученная через 192.8 ч после облучения (Ехр 4), г - р-авторадиограмма, полученная через 206 3 ч после облучения (Ехр 6) Авторадиограммы фиксируют распределение золота, серы (серый фон), сурьмы и собственных минералов Аи в виде микроточек максимального почернения ядерной эмульсии Пространственное распределение рассеянного золота на авторадиограммах фиксируется в виде участков с высокой плотностью почернения ядерной эмульсии Пленка для авторадиографии ВюМах MR

2 0ОЕ+5-J iOL«-*-

1 OOE+5 5 ООЕ+4»

2 50E+4-

50000 40000: 30000; 20000' ioooo 5000

Ul.

12000- и мп/мин

8000 6000 4000-

7-Я) ИНН) 12э» 1500

254» 5Ш

11100 12 SO 1500 250 SW I'») 1150

А«

Рис. 2. Гамма-спектры образца золото-пирит-халькопиритовой руды месторождения Каменное (Рис 1), полученные через различные промежутки времени после облучения а - 143.6 часов, б - 352 88 часов, в - 594 6 часов.

Гамма-спектры исследуемого образца свидетельствуют о том, что золото обладает максимальной активностью через 143.6 и 352 часов после облучения. С помощью сканирующей электронной микроскопии и микрозондового анализа установлено, что на авторадиограммах Ехр 2, Ехр 4 и Ехр 6 максимальная плотность почернения соответствует самородному золоту в образце.

Для выделения на площади авторадиограммы участков, соответствующих распределению интересующего элемента, могут быть использованы различные варианты обработки изображений (авторадиограмм) (Ponomarenko et al., 1995; Cole et al., 2002). Наиболее эффективен метод вычитания с введением поправки на количество распавшихся радиоизотопов. Операция вычитания изображения Ехр4 из изображения Ехр2 позволяет получить картину распределения золота. Произведя операцию деления изображения Ехр4 на изображение Ехрб, получаем картину, характеризующую во сколько раз интенсивность

воздействия на ядерную фотоэмульсию м тающих радионуклидов выше на авторадиограмме Ехр4 по отноп нию к авторадиограмме Ехрб. Далее, применяя произведение изобра кений Ехр4 х Ехр4/Ехр6, вводим, таким образом, поправку на присутствие в изображении Ехр4 изображения распределения радиоизотопов в количестве, равном количеству распавшихся нуклидов за период времени, прошедший между радиографиями Ехр2 и Ехр4. Следовательно, картина распределения золота (G) получается в результате операций, описываемых уравнением (1):

£уп4

G = Ехр2 - ЕхрА —— при tExp2.Exp4 = tExp4-Exp6 , (1) Expo

где tExp2.Exp4 = tExp4.Exp6 - время, прошедшее между авторадиограммами Ехр2 и Ехр4; Ехр4 и Ехрб.

Формула 3.5.1 основана на использовании величины отношения двух авторадиограмм, полученных через небольшой промежуток времени. Ai/Bi - const для i-ro радиоизотопа; Ai, Bi - изображения двух последовательно полученных авторадио грамм. Величина отношения интенсивности излучения радиоизотопа в зависимости от времени для каждого радиоизотопа будет постоянной, зависящей от периода полураспада По величине отношения можно выделить интересующий элемент. После проведения подобных операций получена картина распределения золота (рис. 3).

Рис. 3. Результат математической обработки авторадиограмм Ехр2, Ехр4 и Ехрб Черный цве1 соответствует распределению золота в образце золото-пирит-халькопиритовой руды месторождения Каменное

Естественно, что представленные способы выделения из многокомпонентной системы распределения одного элемента возможны при условии пропорциональности оптической плотности эмульсии и интенсивности излучения (Nageldinger et al., 1998), а операция вычитания авторадиографических изображений для получения картины распределения искомого элемента имеет смысл при условии линейной зависимости между степенью почернения ядерной фотоэмульсии и временем "остывания" препарата (Жмодик и др., 2004). При выполнении этого условия также можно проводить количественный анализ авторадиограмм. Для определения

концентраций элементов по данным бета-авторадиографии используется метод внутреннего стандарта. С помощью методов гамма-и бета-спектрометрии определяется состав радионуклидов. Затем определяется концентрация элемента микрозондовым методом в нескольких точках препарата. Этих данных достаточно для построения калибровочного графика в координатах концентрация - плотность почернения методом интерполяции. Полученное уравнение калибровочной кривой используется для перевода значений плотности почернения в концентрации элемента (Рис. 4а).

юоо

,100

у = 7 9243с К -0 997

0 5 10 15 20 0 5 10 15 20

Рис. 4. Калибровочные кривые, построенные а) по методу внутреннего стандарта, б) по методу внешнего эталона

Кроме того, для получения значений концентраций элемента по данным авторадиографии нами использован метод внешнего эталона. Эталоны - различные твердотельные трековые детекторы, содержащие естественную или специально введенную примесь изучаемого элемента (СопсИе е1 а1., 1969; Уоко1а, 1968). Основным требованием к эталонам является равномерное распределение элемента в объеме эталона. Нами в качестве эталонов при определении урана методом нейтронно-осколочной авторадиографии использовались природные стекла (обсидианы и океаническое базальтовое стекло) с известными концентрациями и равномерным распределением по объему урана. Эталоны облучаются в ядерном реакторе одновременно с исследуемыми образцами. После облучения детекторы подвергаются травлению. Затем производится подсчет треков с использованием микроскопа и пересчет их числа на единицы площади. Зная концентрацию элемента в эталоне до облучения, можно построить калибровочную кривую зависимости плотности распределения треков от концентрации (Рис. 46)

1. Проведены эксперименты по гидротермальному синтезу иридийсодержащих сульфидов железа, меди, свинца и цинка с использованием метода радиоактивных индикаторов (Миронов и др., 1989). В качестве радиоактивной «метки» использовался изотоп 1921г, методом регистрации которого в синтезированных минералах являлась авторадиография. Эксперименты проведены в автоклавах из стали с титановыми вкладышами V=55 см3, при Р= 500 бар, которое задавалось по РТХ диаграмме для водных растворов NH4C1. Температура гидротермальной кристаллизации задавалась с помощью ВРТ-3 с точностью ±3°С и равнялась 400°С и 500°С (две серии экспериментов).

Градиент температуры между верхней зоной и нижней 14°С. Время экспериментов от 100 до 1000 часов. Было создано три экспериментальных системы с целью синтеза пар сульфидов: Fe-Pb; Fe-Cu; Fe-Zn. Шихта готовилась из элементов марки ОСЧ в стехиометрических пропорциях, характерных для пирита, галенита, халькопирита и сфалерита. Рабочим раствором служил 2,06 М раствор хлорида аммония. Количество вводимого иридия варьировало от 11 г/т до 74 г/т относительно исходной навески шихты (Р= 10 г) и добавлялось в шихту в виде солянокислого раствора Na22[lrCl6]2 с рН=3,5. Водорастворимое соединение иридия получали методом хлорирования металлического Ir, предварительно «меченного» радиоизотопом |921г по реакции |901г (п,у) 1 21г, с этой целью пластинку иридия облучали в канале ядерного реактора резонансными нейтронами в НИИ ЯФ при ТПУ Радиоизотоп |921г является также Р-излучателем с периодом полураспада 74,4 дня, что позволило использовать метод Р-авторадиографии для установления пространственного распределения и форм нахождения иридия в синтезированных минералах. Регистрация Р-излучения проводилась с использованием эмульсии для ядерных исследований типа МР и пленки для авторадиографии типа AF.

В результате экспериментов были получены кристаллы и поликристаллические агрегаты пирита, пирротина и галенита (для Fe-Pb системы); пирита, халькопирита, борнита, халькозина и пирротина (для Fe-Cu системы); пирита, пирротина, железистого сфалерита и

клейофана (для системы)

На рис 5. представлен полированный препарат с фрагментом синтезированного минерального сульфидного агрегата, (3-авторадиограмма, фиксирующая распределение иридия в нем и профиль, отражающий изменения концентраций иридия.

Рис. 5. Халькопирит (а), Р-авторадиограмма (б), фиксирующая пространственное распределение иридия (по |921г) и относительная концентрация иридия в профилях (в), выраженная в плотности почернения (с)) Максимальная плотность почернения авторадиограмм соответствует максимальной концентрации иридия Экспозиция 10 часов Ядерная эмульсия АР По оси абсцисс число точек в профиле (размер точки 10,6 микрон)

В результате проведенных экспериментов установлено, что иридий не входит в структуру ни одного из синтезированных минералов, а концентрируется на поверхности растущих кристаллов и поликристаллических агрегатов, то есть на границе кристалл-раствор. Подобный характер пространственного распределения иридия между сульфидами и раствором соответствует адсорбционному равновесию. Для доказательства этого предположения был проанализирован тип распределения иридия в слое на границе сульфид - раствор со стороны раствора и со стороны кристалла. В результате цифровой обработки авторадиограмм были построены кривые распределения иридия на границе сульфид - раствор (участок 1) и сульфид - приповерхностная часть (участок 2). Данные кривые имеют асимметрию: более пологое постепенное повышение концентрации иридия от раствора к поверхности сульфида, по сравнению с участком поверхность сульфида - приповерхностная часть кристалла. Методом аппроксимации были построены кривые, описывающие концентрацию иридия на участках поверхность кристалла - расIвор (рис. 6.а) и поверхность крисшлла -приповерхностная область кристалла (рис. 6.6). На участке I распределение иридия соотве1С1вует эффективному значению коэффициента распределения, которое, согласно теории Холла (Крегер,

ь: „

1969; Hall, 1953, Чернов, 1960), зависит от скорости роста и описывается выражением, характеризующем распределение примеси в растущем кристалле в случае адсорбционного равновесия:

kef) =k + {kads -к)е

(2)

где и - скорость роста, и5, - скорость переноса примесных атомов между кристаллом и прилегающим к нему расплавом, к^ -коэффициент адсорбции, к - коэффициент распределения (ке(1=к, когда

051>0, и кеП=ка<15, когда и>о5|.). Зависимость к<.гг от скорости роста объясняется образованием адсорбционного слоя на границе раздела фаз.

10 20 30 40

Рис. 6. Результаты аппроксимации данных изменения концентрации иридия (С1г=с1) в синтезированных сульфидах а - внешняя поверхность сульфидов (со стороны раствора) - граничная зона, б - граничная зона - приповерхностная часть сульфидов N - число точек (длина профиля)

Следовательно, можно сделать вывод о том, что атомы примеси, в данном случае - иридия, сначала адсорбируются на поверхности раздела и лишь затем входят в решетку кристалла. При малых скоростях роста адсорбционный слой движется перед поверхностью раздела и поддерживается за счет быстрого выхода на поверхность твердой фазы тех атомов, которые первоначально были адсорбированы и захвачены растущим кристаллом. Это подтверждается анализом кривой на участке 2 — поверхность кристалла - приповерхностная область кристалла (рис. 6.6). Здесь изменение концентрации иридия описывается сигмоидальной кривой, что также соответствует теории Холла и распределению концентрации примеси в твердофазных реакциях (Третьяков, 1978).

Таким образом, в результате проведенных экспериментов по

гидротермальному синтезу иридийсодержащих сульфидов с помощью метода радиоактивных индикаторов с авторадиографическим окончанием установлено, что иридий не входит в структуру сульфидов Ре, Си, РЬ, 7л\ Данные цифровой обработки авторадиограмм свидетельствуют, что распределение иридия между раствором и сульфидом соответствует адсорбционному равновесию, а не равновесию между объемом кристалла и объемом раствора. Полученные данные также свидетельствуют о том, что выводы о формах нахождения и коэффициентах распределения иридия, полученные на основании валового, а не локального анализа сосуществующих фаз, могут не соответствовать реальным значениям.

2. Было проведено экспериментальное исследование перераспределения золота в процессе ударно-волновой нагрузки пирит-кварцевой смеси (с использованием 195Аи). Подготовка и осуществление эксперимента проводилось в Институте геологии СО РАН и Институте гидродинамики СО РАН. В эксперименте по ударно-волновой нагрузке использовалась апробированная методика импульсного воздействия на минеральные смеси (Дерибас и др , 1966, Бондаренко, 1989; Чиков и др , 1991).

Исходная (рабочая) минеральная смесь (размер фракции 0,1-0,25 мм) была представлена мономинеральной кварцевой крупкой из Бразилии с примесями менее 0,001% и пиритом из Озернинского месторождения (Бурятия) в весовых соотношениях кварца и пирита -1,75 Предварительно на пирит осаждалось золото путем сорбции из разбавленного раствора хлористого золота в дистиллированной воде с рН = 5. Стабильное золото «метилось» радиоактивным изотопом 195Аи (период полураспада 185 дней; ЭЗ;. у). Смесь пирита и кварца с адсорбированным золотом тщательно перемешивалась и засыпалась в стальной цилиндрический контейнер (рабочая камера Ь = 120 мм, с! = 20 мм). Ударно-волновая нагрузка велась методом скользящей детонации - направленного кольцевого обжатия контейнера.После ударного воздействия пирит-кварцевая порошковая смесь превращалась в породообразный компактит, который дополнительно укреплялся эпоксидной смолой и распиливался на блоки через равные интервалы (рис. 7), из которых готовились безрельефные аншлифы

На основании цифровой обработки бета-авторадиограмм, фиксирующих распределение золота (по |95Аи) в шести срезах импактированной золотосодержащей пирит-кварцевой (Ру-О) смеси

получены следующие результаты. Устанавливаю 1ся две формы нахождения золота в Py-Q смеси сорбированная на поверхности зерен пирита и рассеянная по всему объему смеси.

Прежде всего, фиксируется тенденция увеличения содержания золота в компактите сверху вниз, что визуально подтверждается направленным изменением оптической плотности на снимках (рис. 7.6). Первое относительное повышение установлено в сечении III (рис. 8, 9), где фиксируется диаплектовое плавление, а второе - в самой нижней части контейнера (срез VI), где максимально проявлены эффекты плавления.

Рис. 7. Фотографии срезов препаратов Py-Q смеси после ударно-волновой деформации (столбец а) и авторадиограммы (столбец б), фиксирующие распределение золота в этих срезах Тонкие дуговые линии на срезах компактированной Py-Q смеси соответствуют зонам локализованного сдвига Диаметр срезов - 17,3 мм.

В горизонтальных профилях компактированной пирит-кварцевой а б смеси распределение золота также

неоднородно (рис. 9). Отчетливо выделяется «волнообразное» распределение золота, особенно до срезов, вскрывающих появление расплава в центральном канале с максимумами за его пределами. То есть, в верхних частях колонки, где в наибольшей степени проявляется деструкция центрального канала, золото выносится и обогащает ближайшее окружение. В нижней же части контейнера центральная зона содержит наибольшее количество золота. Такое распределение в горизонтальном срезе компактита предполагает существенное влияние давления на отложение золота.

вертикальном разрезе компак-тированной золотосодержащей Ру-<3 смеси по результатам цифровой обработки авторадиограмм По горизонтали - срезы I—VI (рис 7), по вертикали - плотность почернения ядерной эмульсии, отражающая концентрацию золота Жирная линия -среднее значение

зС/ f„0 ISO "" J0U 250 100 * KKJ 450 * ^

Рис. 9. Распределение золота по горизонтальным профилям в срезах I-VI (рис 7) компактированной золотосодержащей Py-Q смеси по результатам цифровой обработки авторадиограмм. По горизонтали - число точек (размер точки 10 мкм), по вертикали - плотность почернения ядерной эмульсии

В результате проведенного эксперимента по ударно-волновому деформированию золотосодержащей пирит-кварцевой смеси при Р>10-15Гпа и Т>1700° (в центральной зоне) с использованием метода радиоизотопных индикаторов с авторадиографическим окончанием и цифровой обработки бета-авторадиограмм установлены следующие особенности:

1. Значительная часть золота в процессе ударной нагрузки переходит в газовую фазу, вероятно в ионной форме или в соединении с серой, и осаждается в виде «рассеянной» формы золота (атомарная, кластеры, наночастицы).

Золото осаждается на всех минералах смеси (кварц, пирит). Железо стенок контейнера не концентрирует золото. ^ 2. В компактированной кварц-пиритовой смеси фиксируется

зональное распределение золота в вертикальном и горизонтальном направлениях В вертикальном разрезе выделяются два повышения л концентрации золота на уровне возникновения диаплектового расплава

и основной максимум в нижней части контейнера на уровне возникновения кремнистого расплава В горизонтальном направлении распределение золота имеет волновой характер до среза, где формируется расплав (срез VI) На уровне расплава распределение

золота от центра к стенкам контейнера описывается параболической кривой с максимумом в центре и минимумом около стенок контейнера

«Волнообразный» характер распределения золота в поперечных сечениях срезов, полученный по результатам цифровой обработки авторадиограмм (рис. 9) во многом соответствует выявленной волновой природе деформации металлов (Зуев и др., 2001) и породных массивов в горном деле, которые детально исследованы.

3. Максимальные концентрации золота в компактите определены в кремнистом расплаве.

3. Комплексное применение методов нейтронно-осколочной и бета-авторадиографии при изучении современных осадков (на примере осадков озер Байкал и Иссык-Куль) позволяет выявлять на больших площадях локальные минералого-геохимические особенности донных отложений и дает возможность использования полученных данных для палеоклиматических реконструкций.

Было изучено локальное распределение урана и фосфора в колонках донных отложений озера Байкал из осевой части Академического хребта (VER-96-1 St8 TW2; 53°32'15"Е; 107°56'25"N и Stl 1 GC; 53°33'51"Е; 108°00'05"N) и в южной прибрежной части озера Иссык-Куль IK01 -22Ь.

Изучение пространственного распределения урана было проведено методом активационной нейтронно-осколочной (n,f)-радиографии, а фосфора - (п,(3)-авторадиографии (Fleischer et al., 1964, Флеров, Берзина, 1979; Бабикова и др., 1985) Подсчет треков для определения концеш раций урана в осадках проводился непрерывно по длине колонки осадка при увеличении ЮООх. В зависимости от числа треков на единицу площади относительная погрешность определения урана варьировала от ±2 5-±3.8% до ±13.3-±30.2%. В начальный период работ подсчеты треков проводились с шагом 1 мм, но затем стало очевидно, что такого разрешения недостаточно для детальных исследований распределения и особенностей накопления урана в осадках.

Бета-авторадиограммы были получены с использованием пленки для бета-радиографии типа BioMax Kodak со временем экспозиции от 1.5 до 14 часов При облучении фосфора нейтронами происходит реакция 3|Р(п,Р)'2Р. Радионуклид 32Р .является бета-излучателем (р=100%) с периодом полураспада 14,5 дня и энергией частиц 1,707 Мэв (Гайсинский, Адлов, 1968), что позволяет его регистрировать с

помощью ядерных фотоэмульсий.

На рис. 10 представлены фрагменты колонок донных отложений (в виде полированных шлифов) оз. Байкал (81: 11 - верхний ряд и 818 -нижний ряд) с общим видом твердотельного детектора (И-флогопит) и бета-авторадиограмм (МБ ВюМахСоёак). Методами (п,^ и (п,(3) авторадиографии были обнаружены аномально высокие концентрации и и Р в осадках озера Байкал.

а Ь с с! с

Рис. 10. Результаты изучения колонок лонных огложений с Академическою хребта озера Байкал методом авгорадиографии а - образец, Ь - (п,Р)-авторадиограмма; с - (п,Г)-авторадиограмма, с! - распределение фосфора, полученное методом (п,|3)-авторадиографии, е - распределение урана, полученное методом (п,1)-авторадиографии

В результате применения методов (п,0 и (п,Р) авторадиографии в донных осадках озера Байкал установлены следующие формы нахождения урана: урансодержащие кластогенные минералы (п-10 -п 1000 г/т и): монацит, циркон, ильменит, магнетит, титанит; недиагностируемые урансодержащие частицы ультрамикроскопических размеров и неизвестного состава, фиксирующиеся на авторадиограммах в виде «звезд» (п 100 - п 1000 г/т и), «рассеянный», равномерно распределенный в глинистых и диатомовых отложениях уран, имеющий по всей вероятности сорбционную природу (п - (1-2)-10 г/т и); сорбированный уран в ультрадисперсном кальций дефицитном гидроксилапатите (30 - 89 г/т и). Для фосфора выявлены следующие

формы нахождения: 1- вивианит в виде стяжений, конкреций, друзовидных агрегатов с идиоморфными кристаллами фосфата железа, описанные ранее (Князева, 1954 и др), с очень низкими концентрациями урана (0.63 ррш U), 2- кластогенные зерна апатита и монацита в виде ксеноморфных частиц в диатомовых илах (100-1000 ррш U); 3-4- слои и конкреции, сложенные соединениями с соотношениями кальция и фосфора, соответствующими монетиту, брушиту, октокальцийфосфату, кальций-дефицитному гидроксил-апатиту и, в меньшей мере, гидроксил-, хлор-, или фтор-апатиту (46.7 -58.8 ррш U); 5- железо-фосфатные слои по составу аналогичные предыдущим, но с очень низкими концентрациями урана, менее 1 ррш; 6- рассеянный фосфор в илах и диатомовых илах, вероятно сорбционной природы, о чем свидетельствуют данные бета авторадиографии, фиксирующие равномерное пространственное распределение на участках сложенных глинистым и диатомовым материалом без кластогенных минералов фосфора.

В донных осадках оз. Иссык-Куль выявлены следующие формы нахождения урана: минералы урана — уранитий; урансодержащие кластогенные минералы (п-10 - п-1000 г/т U) — монацит, циркон, титанит, ильменит; ураноносные частицы угля (п-10 - п-100 ррш U); ураноносные фосфатизированные органические остатки (> 100 ррш U); недиагностируемые урансодержащие частицы ультрамикроскопических размеров (п-10 - п-1000 ррш U); «рассеянный» равномерно распределенный в глинистых и карбонатно-глинистых отложениях уран (п -10 n ppm U); в отдельных случаях поверхность карбонатных створок раковин (10 п - 100 n ppm U); внутренние части раковин (10 п -100 n ppm U); гидрооксиды железа (10 n ppm U).

Комплексное применение методов (n,f)- и (п,(3)-авторадиографии позволило определить концентрации фосфора и урана в слое мощностью 10-12 микрон и осуществить корреляцию с короткопериодическими климатическими изменениями.

Преимуществом данного подхода является возможность разделения терригенной, аутигенной и диагенетической составляющих, концентрирующих фосфор в осадке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных работ установлено, что метод авторадиографии может быть успешно применен для решения различных задач геохимии: для изучения поведения элементов в

различных геологических процессах и в экспериментальных исследованиях, моделирующих механизмы перераспределения и концентрирования элементов. Данные авторадиографии могут быть с успехом использованы для установления форм нахождения элементов в различных породах, рудах и осадках, а также для визуализации распределения элементов, находящих в микро- и нано-размерном состоянии.

Применение цифровой обработки бета-авторадиографических изображений позволяет устанавливать локальное распределение элементов на фоне мешающих, а также определять их концентрации в срезах горных пород и руд.

Список основных работ по теме диссертации

1 Верховцева НВ Применение цифровой обработки активационных бета авторадиограмм при выявлении пространственного распределения дисперсного золота и сопутствующих элементов в сульфидно-карбонатных рудах (Муйский район, Бурятия) // Первая Сибирская Международная конф молодых ученых по Наукам о Земле • Тез докл - Новосибирск, 2002 С 28-30

2 Жмодик С М, Шведенков Г Ю, Верховцева Н В Экспериментальное исследование распределения иридия в гидротермальных сульфидах Fe. Си, Zn, Pb с использованием радионуклида 1г-192 (Т=400С° 500С°, Р=500 бар) // Доклады РАН - 2002 - т 385 - №5 - С.663-666

3 Жмодик С М , Шведенков Г Ю, Верховцева Н В Экспериментальное исследование распределения иридия в гидротермально синтезированных сульфидах Fe, Си, Zn, Pb с использованием радионуклида 1г-192 // ЕСЭМПГ Тез докл - М . ГЕОХИ РАН, 2002 С 15-16

4 Zhmodik S.M , Shvedenkov G Y., Verkhovtseva N V Distribution of Iridium in Hydrothermal Synthesized Sulphides Fe, Cu, Zn, Pb using Radioisotope Ir-192 // 9th International Platinum Symposium.- Book of abstracts - 2002 P 493-496

5 Жмодик CM, Миронов А.Г, Клерке Я, Верховцева НВ. Немировская Н А Изучение форм нахождения урана в донных осадках озер Байкал и Иссык-Куль методом авторадиографии // Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков - Иркутск ИЗК СО РАН, - 2002 С 242244

6 Verkhovtseva N V. Zhmodik S М , Mironov A G , Ilic R , Nemirovskaya N A , Khlystov О M , Klerks J Determination of distribution of uranium in bottom sediments of the Lake Baikal and the Lake Issyk-Kul by neutron induced autoradiography application to reconstruction of environment // Abstracts of 21st In Conf on Nuclear Tracks in Solids - New Delhy, 2002

7 Жмодик С M , Миронов А Г., Немировская Н А , Верховцева Н В , Гольдберг Е Л , Золотарев К В , Федорин М А Исследование локального

распределения элементов в фосфатных слоях донных осадков озера Байкал методами радиографии и сканирующего РФА-СИ // Материалы XIV Российской конференции по использованию синхрогронного излучения (СИ -2002). 15-19 июля 2002 - Новосибирск, 2002 С 70

8 Verkhovtseva NV, Zhmodik SM, Chikov В M, Airijants E V., Nemirovskaya N A Experimental study of gold redistribution during the process of shock-wave stress // Abstracts of EGS-AGU-EUG Joint Assembly, - Nice, France 2003.

9 Zhmodik S M , Verkhovtseva N V, Mironov A G , Ilié R , Nemirovskaya N A., Khlystov О M , Klerks J , Zhmodik A S Mapping of uranium and phosphorus m sediments of Lakes Baikal and Issyk-Kul by neutron induced autoradiography // Radiation Measurments - 2003. - v.36 - №1-6, - P 567-579

10 Zhmodik SM, Verkhovtseva NV, Chikov BM, Nemirovskaya NA., Ayriyants E V , Nesterenko V F Shock induccd gold redistribution in quartz-pyrite mixture // Bulletin of the American Physical Society - 2003, - v.48, - №4 P 75.

11 Васьков А С, Акимцев В A, Жмодик С M , Беденко Э В , Верховцева H В Распределение золота и особенности оруденения Юзикского месторождения (Кузнецкий Алатау) // Золото Сибири и Дальнего Востока' геология, геохимия, технология, экономика, экология Тез докл Третьего Всероссийского симпозиума с международным участием - Улан-Удэ: Из-во БНЦ СО РАН, 2004, С.29-31.

12 Жмодик СМ, Верховцева НВ, Нестеренко В Ф., Чиков Б.М., Жмодик А.С, Немировская H А, Айриянц Е В., Мороз Т.Н. Экспериментальное исследование перераспределения золота в процессе ударно-волновой нагрузки пирит-кварцевой смеси (с использованием радионуклида Au-195)// Геохимия -2004 -№12 - С 1285-1300

13 Миронов АГ, Жмодик СМ, Боровиков А А, Дамдинов ББ, Верховцева H В Эпитермальное золото-серебряное месторождение осфоиодужион) îmia - Каменное (Муйский район, Сснерпос Забайкалье) // Геоло! ия рудных месюрождений -2004 - i 46 - №5 С.407-426

14. Zhmodik S.M, Shvedenkov G.Y., Verkhovtseva NV Distribution of Indium in Hydrothermal Synthesized Sulphides Fe, Cu, Zn, Pb using Radioisotope Ir-192 // Canadian Mineralogist. - 2004. - v.42(2). P.405-410.

15 Zhmodik S.M, Verkhovtseva NV, Nemirovskaya N.A., Titov AT., Goldberg E L , Fedorin M A , Khlystov О M , Mironov A G , Karmanov N S , Zolotarev К V Study of phosphate layers in Baikal sediments by complex of local methods // Proceedings of the 11th International Symposium on Water-Rock Interaction - A A Balkema Publishers, 2004 P 653-657

16 Zhmodik SM, Verkhovtseva NV, Nesterenko VF, Chikov BM, Ayriyants E V , Nemirovskaya N A Shock induced gold redistribution in quartz-pyrite mixture // Shock Compression of Condensed Matter-2003 AIP Conference Proceedings 706 - American Institute of Physics, 2004. P 1496-1499

17 S Zhmodik, N Verkhovtseva, E Soloboeva, A Mironov, N

Nemirovskaya Study of distribution and of form of uranium occurrences in lake sediments of Lake Baikalby SSNTD methods // Abstracts of 22th International Conference on Nuclear Tracks in Solids - Barcelona Universität Autonoma de Barcelortä, 2004 P. 184.

18 Zhmodik A.S, Zhmodik SM, Akimtsev VA, Verkovtseva NV Distribution features of precious metals in oceanic basalt glasses // Metallogeny of the Pacific Northwest Tectonics, Magmatism and Metallogeny of Active Continental Margins- Proceedings of the Interim 1AGOD Conference, 1-20 September 2004 -Vladivostok Dalnauka, 2004 P 398-400

19. Жмодик CM, Верховцева HB, Миронов А.Г., Жмодик AC., Белянин Д К. Применение авторадиографического метода при изучении пространственного распределение и форм нахождения благородных металлов в минералах и рудах // Современные методы оценки технологических свойств минерального сырья- Материалы Международной научной конференции "Плаксинские чтения" - Иркутск, 2004 С 36

20. Zhmodik SM, Verkhovtseva NV, Soloboeva E.V., Mironov A.G., Nemirovskaya N A , Ilic R , Khlystov О M , Titov A T The study of distribution and forms of uranium occurrences in Lake Baikal sediments by the SSNTD method // Radiation Measurements - 2005, - V 40, - №2-6, - P 532-538.

21. Жмодик CM, Верховцева HB. Миронов А Г, Жмодик AC, Белянин Д К Применение авторадиографического метода при изучении пространственного распределения и форм нахождения благородных металлов в минералах и рудах // Гравитационные методы обогащения Современное обогатительное оборудование и новые ¡ехиологии для переработки минерального сырья Материалы 2-ой научно-технической конференции, посвящ. 100-летию завода "Труд" - Новосибирск Сибпринт, 2005 - С 100-115

Технический редактор О М Вараксина

Подписано к печати 26 01 2006 Формат 60x84/16 Бумага офсе г № 1 Гарнитура Гаймс Офсетам печаль Печ. л 1,2 Тираж 100 Заказ 35

НП АИ "Гео" 630090, Новосибирск, пр Ак Коппога, 3

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Верховцева, Наталья Валерьевна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СУЩНОСТЬ И ТИПЫ АВТОРАДИОГРАФИЧЕСКИХ МЕТОДОВ.

1.1. Объекты исследования и способы применения авторадиографических методов в геохимии.

1.2. Типы авторадиографических методов.

1.3. Физическая сущность авторадиографии искусственных изотопов

1.4. Детекторы излучения, используемые в авторадиографии.

Глава 2. МЕТОДОЛОГИЯ.

2.1. Метод (п,а)-авторадиографии.

2.2. Метод (п,Р)-авторадиографии.

2.3. Метод (п,у)-авторадиографии.

2.4. Метод (п,1)-авторадиографии.

Глава 3. ПОЛУЧЕНИЕ АВТОРАДИОГРАММ, ИНТЕРПРЕТАЦИЯ.

3.1. Выбор радиоизотопа и расчет его количества.

3.2. Приготовление препаратов, проведение эксперимента.

3.3. Выбор оптимальных размеров препаратов.

3.4. Экспонирование и получение авторадиограмм.

3.5. Способы цифровой обработки авторадиограмм.

3.5.1. Обработка трековых авторадиограмм.

3.5.2. Обработка Р-авторадиограмм.

3.5. Интерпретация авторадиограмм.

Глава 4. ПРИМЕНЕНИЕ АВТОРАДИОГРАФИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ.

4.1. Экспериментальные исследования с использованием метода радиоактивных индикаторов с авторадиографическим окончанием.

4.1.1. Распределение и механизм вхождения Ir в гидротермально синтезированные сульфиды Fe, Се, ZnuPb.

4.1.2. Экспериментальное исследование перераспределения золота в процессе ударно-волновой нагрузки пирит-кварцевой смеси (с использованием

4.2. Применение активационной авторадиографии в геохимических исследованиях.

4.2.1. Применение активационной fi-авторадиографии для выявления пространственного распределения дисперсного золота и сопутствующих элементов в сульфидно-карбонатных рудах месторождения Каменное (.Шуйский район, Бурятия).

4.2.2. Изучение пространственного распределения золота в джаспероидах Юзикского золоторудного месторождения (Кузнецкий Алатау).

4.2.3. Применение комплекса методов на основе (пф)-, (n,j)~ авторадиографии для изучения распределения элементов в донных осадках озер Байкал (Академический хребет) и Иссык-Куль.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Применение авторадиографического метода в геохимических исследованиях"

Авторадиография - разновидность ядерно-физических методов исследования распределения химических элементов в материалах, в основу которого положена регистрация радиоактивного излучения с помощью детектора, в качестве которого используются твердотельные трековые детекторы или ядерные фотоэмульсии. В зависимости от вида регистрируемых частиц выделяется а-, Р-, f-, и у-авторадиография. Радиоактивный изотоп вводят в исследуемый образец (систему) либо переводят стабильный элемент в радиоактивное состояние путем активации (нейтронной, ионной и др.). Достаточно детально теория и техника авторадиографии описана в монографиях Б.И. Брука (1966), Э. Роджерса (1972), Г.И. Флерова, И.Г. Берзиной (1979), Ю.Ф. Бабиковой и др. (1985).

Авторадиография как метод был разработан и нашел широкое распространение при исследовании закономерностей распределения естественных радиоактивных элементов в горных породах и рудах (Баранов и Кречмер, 1935; Igoda, 1949). И. Жолио-Кюри изучала возможность применения эмульсий ядерного типа для изучения радиоактивности горных пород. Впервые авторадиография использовалась для изучения локализации Ra и U в гранитах и осадочных породах. В последующем метод совершенствовался и достиг в настоящее время высокой разрешающей способности и чувствительности благодаря применению специальных твердотельных трековых детекторов, эмульсий и оптической электронной микроскопии.

После освоения способов получения искусственных радиоизотопов авторадиографический метод нашел широкое распространение в таких областях науки и техники как биология, медицина, металлургия, электроника и др. В геологических исследованиях основное внимание было сосредоточено на авторадиографии естественных радиоэлементов, и только в последние годы стал развиваться метод радиоизотопных индикаторов или "меченых атомов" в сочетании с авторадиографическим способом детектирования (Mysen, 1976; Mysen et al., 1976; Миронов и др., 1981), особенно при экспериментальном моделировании процессов и механизмов переноса и концентрирования элементов. Основные достижения в области биологических наук были получены благодаря применению метода «меченых атомов» с авторадиографическим окончанием.

В настоящее время в геологии (главным образом, в геохимии) существует несколько направлений, связанных с разработкой и применением авторадиографического метода: 1 - изучение распределения и форм нахождения естественных радионуклидов (Ra, U, Th, Pu); 2 - выявление пространственного распределения и форм нахождения нерадиоактивных элементов на основе перевода их в радионуклиды, получаемых при облучении в реакторах или на ускорителях препаратов горных пород; 3 - применение искусственных радиоизотопов, введенных в систему при моделировании геологических процессов, так называемый, метод радиоизотопных индикаторов или «меченых атомов». Перечисленные методы авторадиографии будут рассмотрены в данной работе.

Актуальность работы Классические, широко используемые в настоящее время методы элементного анализа обычно позволяют определять средние значения концентраций элементов в объекте. К этим методам относятся такие классические методы как химический, люминесцентный, спектральный, масс-спектрометрический, рентгено-радиометрический, атомно-адсорбционный, нейтронно-активационный и многие другие. Однако перечисленные методы не всегда удовлетворяют постоянно растущим и разнообразным требованиям, предъявляемым к аналитическим исследованиям. В последнее время проявляется повышенный интерес к выявлению процессов, связанных с поведением микроколичеств различных химических элементов, т.е. к выявлению поведения ничтожно малых количеств вещества в более сложной матрице исследуемого объекта.

Для решения актуальных проблем в различных областях геологии, геохимии, физики, химии, медицины, биологии и других кроме данных о среднем содержании анализируемых элементов необходимо располагать сведениями об их пространственном распределении и локальной концентрации (Flitsiyan, 1997). Такие сведения важно иметь, например, при анализе объектов на элементы, содержащиеся в весьма малых количествах, но существенно влияющие на физические, физико-химические и механические свойства изучаемого объекта.

В геологии использование локальных методов исследования необходимо для изучения пространственного распределения примесных элементов в тонко вкрапленных рудах и горных породах, определения состава мельчайших минеральных включений и установления геохимических закономерностей распределения элементов-примесей в минералах. В геохимии использование таких методов необходимо для изучения распределения элементов, находящихся в дисперсном и ультрадисперсном (нанометровом) или изоморфном состоянии. В качестве примера можно привести проблему так называемого «невидимого» золота, которое не удается обнаружить многими современными методами анализа.

До последнего времени в технологических и научных исследованиях отсутствовал метод выявления пространственного распределения золота в рудах. Имеется в виду метод, который бы позволял визуализировать нахождение золота разной степени дисперсности на поверхности рудного образца площадью до десятков см2. При использовании минераграфического метода всегда имеется вероятность пропуска в срезе рудного образца золотин прежде всего микронных размеров и значительная сложность восстановления распределения золота по всей плоскости среза рудного тела. Как указывал И.Н. Масленицкий (1944), "минераграфический метод имеет один существенный недостаток - случайность констатированных включений, вследствие физической невозможности просмотра надлежащего весьма большого числа шлифов. Поэтому минерограф может впасть в ошибку, приписывая найденной случайной форме общее распространение".

В настоящее время активно развиваются методы локального анализа, такие как микрозондовой анализ, ионный зонд, сканирующая электронная микроскопия, MS-ICP-LA (лазерная абляция). Однако их применение имеет существенное ограничение, которое заключается в практической невозможности изучать значительные площади объекта. Чаще всего сканирующая площадь ограничивается микронами, в лучшем случае -первыми мм2.

Метод авторадиографии позволяет изучать формы распределения элементов в исследуемых объектах, определять наличие элементов в ничтожно малых количествах и, к тому же, обладает рядом преимуществ перед другими методами: простота измерений, наглядность результатов, возможность исследования низкорадиоактивных образцов за счет интегральной регистрации событий, большие площади исследований и возможность работать с различными концентрациями элементов и, самое главное, метод позволяет устанавливать локальный (пространственный) характер распределения радиоизотопов в различных геологических объектах. Все это говорит об актуальности и своевременности исследований по разработке новых подходов по использованию метода авторадиографии для изучения микронеоднородностей в различных объектах и о важности практического использования этих методик (Fleisher, 1997).

Метод авторадиографии обладает уникальным сочетанием, которое заключается в возможности измерения очень низких концентраций элементов (низким пределом обнаружения) на больших площадях исследуемого объекта (п-см2).

Основная цель работы заключается в разработке методических подходов и их применении в геохимических исследованиях для комплексного изучения пространственного распределения и форм нахождения элементов в осадках, породах и рудах на основе метода авторадиографии.

Задачами исследований являются: 1. Разработка методики, позволяющей применить комплекс авторадиографических методов (п,Р) и (n,f) для изучения пространственного распределения урана, золота, фосфора и других элементов, в осадках, горных породах и рудах.

3. Разработка методов цифровой обработки для анализа авторадиограмм.

Научная новизна и личный вклад Разработана методика интерпретации авторадиографических данных методом цифровой обработки полученных авторадиограмм. Используя авторадиографический метод, исследованы образцы с различных месторождений, установлены элементы, для анализа которых применим метод авторадиографии, отработана методика выявления пространственного распределения в исследуемых образцах отдельных элементов.

Автором впервые применена цифровая обработка p-авторадиограмм с использованием современных компьютерных технологий и специализированного программного обеспечения. Применение цифровой обработки авторадиограмм позволило проанализировать результаты серии экспериментальных работ с использованием метода радиоизотопных индикаторов, в частности, показать пространственное распределение и рассмотреть механизмы вхождения иридия в сульфиды Fe, Се, Zn и РЬ, полученные в результате гидротермального синтеза.

С использованием метода активационной Р-авторадиографии выявлено пространственное распределение и минералы-концентраторы золота в рудах нетрадиционных типов месторождений Каменное (Северное Забайкалье) и Юзикское (Кузнецкий Алатау) с ультрадисперсной формой нахождения золота.

В результате применения активационной Р-авторадиографии и нейтронно-осколочной авторадиографии при изучении донных осадков озера

Байкал, впервые были обнаружены слои аутогенных урансодержащих фосфатов, а также появилась возможность проводить количественное определение урана в колонке осадков с шагом около 10 микрон. Такой подход может быть использован для проведения короткопериодных палеоклиматических реконструкций и изучения перераспределения элементов в процессе диагенеза осадков.

Личный вклад автора также заключался в цифровой обработке полученных авторадиограмм, составлении рядов авторадиограмм различных экспозиций, анализ полученных изображений с помощью специализированного программного обеспечения, анализа авторадиограмм и функций распределения элементов по данным авторадиографии, интерпретация полученных данных.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Применение методов цифровой обработки авторадиограмм позволяет выделять «полезный сигнал» изображение, отражающее пространственное распределение интересующего элемента в срезе горной породы или руды, а также проводить количественный анализ.

3. Комплексное применение методов нейтронно-осколочной (n,f) и бета-авторадиографии (п,р) при изучении современных осадков (на примере осадков озер Байкал и Иссык-Куль) позволяет выявлять на больших площадях локальные минералого-геохимические особенности донных отложений и дает возможность использования полученных данных для палеоклиматических реконструкций.

Апробация работы Результаты, полученные в процессе выполнения работы, докладывались на Ежегодном семинаре по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (Москва, 2001); на 9-м Международном платиновом симпозиуме (Биллингс, штат Монтана, США, 2002); Всероссийской научной конференции, посвященной 10-летию РФФИ (Иркутск, 2002); Первой Сибирской Международной Конференции молодых ученых по Наукам о Земле (Новосибирск, 2002); 21-ой Международной конференции по использованию ядерных треков в твердотельных материалах (Нью Дели, Индия, 2002); Международной Конференции по использованию синхротронного излучения "СИ-2002" (Новосибирск, 2002); Объединенном собрании Европейского Геофизического Сообщества (EGS), Американского Геофизического Союза (AGU) и Европейского союза Геонаук (EUG) (Ницца, Франция, 2003); Конференции по шоковому сжатию конденсированного вещества (Портленд, США, 2003); IAGOD конференции (Владивосток, 2003); Плаксинских чтениях-2004 (Иркутск, 2004); Третьем Всероссийском симпозиуме с Международным участием (Улан-Удэ, 2004); Третьем Всероссийском Симпозиуме с Международным участием «Золото Сибири и Дальнего Востока» (Улан-Удэ, 2004); 11-ом Международном Симпозиуме по взаимодействию вода-порода (Саратога Спрингс, штат Нью-Йорк, США, 2004); 22-ой Международной конференции по использованию ядерных треков в твердотельных материалах (Барселона, Испания, 2004).

Заключение Диссертация по теме "Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых", Верховцева, Наталья Валерьевна

Выводы по всей главе. По результатам проведенных экспериментов по гидротермальному синтезу иридийсодержащих сульфидов установлено, что метод нейтронно-активационной авторадиографии можно применять для установления форм нахождения различных элементов в осадках, горных породах и рудах в комплексе с современными локальными методами анализа (микрозонд, электронная микроскопия).

По результатам проведенных исследований установлено, что авторадиографическое изучение может быть с успехом использовано для выявления форм нахождения золота, данные о которых необходимы для технологических схем обогащения и извлечения. Такая работа была проведена для руд с рассеянной формой нахождения Аи месторождения Каменное (Северное Забайкалье) и Юзик (Кузнецкий Алатау).

Применение методов авторадиографии при исследовании распределения элементов в донных отложениях озера Байкал сделали возможным выявлять короткопериодические колебания, которые могут быть использованы в палеоклиматических реконструкциях. Совместное использование авторадиографии с данными, полученными другими методами (сканирующая электронная микроскопия, электронный микроскоп) позволяют устанавливать аномальные концентрации элементов в осадках.

Полученные результаты при анализе данных эксперимента по ударно-волновой нагрузке Au-содержащей пирит-кварцевой смеси позволяют объяснить геохимические аномалии золота в импактных структурах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

До настоящего времени данные авторадиографии оценивались либо визуально, либо фотометрированием отдельных точек и профилей на авторадиограммах. В данной работе впервые использованы данные цифровой обработки изображений (авторадиограмм) для выделения из изображения создаваемого несколькими радионуклидами, изображение, сформированное одним радиоизотопом. Для этого были применены оригинальные подходы, основанные на получении серии авторадиограмм в различные периоды времени после облучения препарата. Дальнейшая обработка авторадиограмм может осуществляться либо методом вычитания изображений (авторадиограмм) с введением поправки на количество распавшихся радионуклидов, либо методом построения кривых изменения плотности почернения ядерной эмульсии авторадиограмм и их корреляции кривыми радиоактивного распада радиоактивных изотопов. Предварительно состав и соотношения радионуклидов в препарате определяются методом гамма-спектрометрии. Уже на этом этапе полученные данные обработки авторадиограмм могут быть с успехом использованы для комплексного изучения препарата горной породы, руды или осадка электронно-микроскопическим и микрозондовым методами. Для количественной оценки данных авторадиографии был апробирован оригинальный метод внутреннего стандарта - когда для построения калибровочной кривой использовались данные микрозондового анализа либо метод внешнего эталона. В качестве эталонов использовались природные стекла (обсидиан и MORB) с известным равномерным распределением элемента в объеме эталона. Цифровая обработка авторадиограмм позволила получить новые данные о распределении иридия и золота в экспериментах по гидротермальному синтезу иридийсодержащих сульфидов Fe, Си, Pb, Zn, а также в результатах стрессовой высокобарической и температурной нагрузки на золотосодержащую пирит-кварцевую смесь. Новые данные были также получены при исследовании распределения золота в сульфидно-карбонатных и карбонатных рудах месторождений Каменное (Муйский район, Бурятия) и

Юзик (Кузнецкий Алатау), относимого к типу «невидимого» (invisible) и упорного золота.

Не менее интересные результаты, несомненно, требующие продолжения исследований, были получены при изучении донных отложений озера Байкал. Впервые было использовано комплексирование методов бета-авторадиографии (для выявления пространственного распределения фосфора), нейтронно-осколочной радиографии (для урана), сканирующей электронной микроскопии и микрозондового анализа. В результате выявлены формы нахождения фосфора и урана в байкальских осадках Академического хребта и слои с аномально высокими концентрациями этих элементов.

В результате проведенных работ установлено, что метод авторадиографии может быть успешно применен для решения различных задач геохимии: для изучения поведения элементов в различных геологических процессах и в экспериментальных исследованиях, моделирующих механизмы перераспределения и концентрирования элементов. Данные авторадиографии могут быть с успехом использованы для установления форм нахождения элементов в различных породах, рудах и осадках, а также для визуализации распределения элементов, находящих в микро- и нано-размерном состоянии.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Верховцева, Наталья Валерьевна, Новосибирск

1. Алексеев А.С., Бадюков Д.Д., Назаров М.А. Граница мела и палеогена и некоторые события на этом рубеже // Импактные кратеры на рубеже мезозоя и кайнозоя. Л.: Наука, 1990. С. 8-24.

2. Аналитическая авторадиография / Бабикова Ю.Ф., Гусаков А.А., Минаев В.М., Рябова Г.Г. М.: Энергоатомиздат, 1985.160 с.

3. Бабикова Ю.Ф., Минаев В.М. Активационная авторадиография. Учебное пособие. Ч. 1. М.: Изд. МИФИ, 1978. - 84 с.

4. Бадьин В.Н. Расчет пробегов тяжелых частиц в сложном веществе // Приборы и техн. Эксперим. 1969. - № 3. - С. 18-25.

5. Баранов В.И., Кречмер С.И. Применение фотопластинок с толстым эмульсионным слоем к изучению распределения радиоактивных элементов в природных объектах // Докл. АН СССР. 1935. Т. 1, N 7/8. С. 543-546.

6. Березина ИГ., Берман И.Б., Гурвич Ю.Ю. Определение концентрации урана и его пространственное распределение в минералах и породах // Атом. Энергия. 1967. Т.23, N 6. С.121-126.

7. Бокштейн С.З., Кишкин С.Т., Мороз Л.М. Исследование строения металлов методом радиоактивных изотопов. М.: Изд-во оборонной промышленности, 1959. — 218 с.

8. Бондаренко П.М. Моделирование тектонических полей напряжений элементарных деформационных структур // Экспериментальная тектоника: методы, результаты, перспективы. М.: Наука, 1989. С.126-162.

9. Брук Б.И. Авторадиографическое исследование металлов, применяемых в судостроении. Л.: Судостроение, 1966. - 304 с.

10. Волынский И.С. К методике измерения оптических постоянных рудных минералов. Труды ИМГРЭ, 1959, вып. 3.

11. Галимов Э.М., Миронов А.Г., Жмодик С.М. Природа углеродизации высоко углеродизированных пород Восточного Саяна // Геохимия. 2000. - №1. - С.73—77.

12. Девис Дж. Статистика и анализ геологических данных. Изд-во «Мир», Москва, 1977. - 572 с.

13. Дерибас А.А., Добрецов H.JL, Кудинов В.М, Зюзин Н.И. Ударное сжатие порошков Si02 // Докл. АН СССР. 1966. - Т. 168. - № 3. - С. 665-668.

14. Дриц М.Е., Свидерная З.А., Каданер Э.С. Авторадиография в металловедении. М.: Металлургиздат, 1961. С.

15. Жмодик С.М., Золотов Б.Н., Шестель С.Т. Анализ активационных авторадиограмм Аи методом цифровой обработки изображения на ЭВМ // Авторадиографический метод в научных исследованиях. М.: Наука, 1990. С.121-126.

16. Жмодик С.М., Золотов Б.Н., Шестель С.Т. Применение системы «Pericqlor» для интерпретации активационных авторадиограмм руд золота // Геология и геофизика. 1989. - №5. - С.132-136.

17. Жмодик С.М., Теплов С.Н. Использование активационных авторадиограмм при рентгеноспектральном микроанализе тонкодисперсного самородного золота // Тез. докл. XVI Междунар. Симпозиума по авторадиографии. 1988. С.58-59.

18. Жмодик С.М., Шведенков Г.Ю., Верховцева Н.В. Экспериментальное исследование распределения иридия в гидротермально синтезированных сульфидах Fe, Си, Zn, Pb с использованием радионуклида Ir-192 // Тезисы ЕСЭМПГ-2002. М.: ГЕОХИ РАН, 2002.

19. Зуев Л.Б., Баранникова С.А., Зариковская Н.В., Зыков И.Ю. Феноменология волновых процессов локализованного пластического течения // Физика твердого тела 2001. - 43. - № 8. - С. 423-1427.

20. Игода Т. Радиоактивные измерения при помощи ядерных эмульсий //Радиография. -М.: ИЛ, 1952. С. 5-71.

21. Импактиты / Под ред. А.А.Маракушева. М.: Изд-во МГУ, 1981. 240 с.

22. Карпов И.К., Зубков B.C., Бычинский В.А., Артименко М.В. и др. Детонация в мантийных потоках тяжелых углеводородов // Геология и геофизика. 1998. - № 6. - С. 754-763.

23. Комаров А.Н., Сковородин А.В. Исследование содержания и распределения урана в ультраосновных и основных породах методом регистрации треков осколков индуцированного деления урана // Геохимия. 1969. - N 2. - С. 170-176.

24. Комаров А.Н., Сковородкин Н.В., Карапетян С.Г. Определение возраста природных стекол по трекам осколков деления урана // Геохимия. 1972. - № 6. -С.693-698.

25. Кортуков Е.В., Меркулов М.Ф. Электронно-микроскопическая авторадиография: -М.: Энергоиздат, 1982. 152 с.

26. Крайтор С.Н., Кузнецова Т.В. // Метрология нейтронного излучения на реакторах и ускорителях. Т. 1. М., ЦНИИатоминформ, 1974. С. 146-149.

27. Крегер Ф. Химия несовершенных кристаллов. М.: Мир, 1969. - 655 с.

28. Летников Ф.А. Образование алмазов в глубинных тектонических зонах // Докл. АН СССР. 1983. - Т. 271. - № 2. - С.433^135.

29. Маракушев А.А., Богатырев О.С., Феногенов А.Д. и др. Импактогенез и вулканизм // Петрология. 1993. - Т. 1. - № 6. - С.571-596.

30. Масайтис В.Л. Масс-концентрационный тренд в импактных стеклах и тектитах // Космохимия и сравнительная планетология. М.: Наука, 1989. С.142-149.

31. Миллер Р.Л., Канн Дж.С. Статистический анализ в геологических науках. -М.: Мир, 1965.-482 с.

32. Миронов А.Г. Авторадиографический метод в геологических исследованиях // Авторадиографический метод в научных исследованиях. М.: Наука, 1990. - 196 с.

33. Миронов А.Г., Жмодик С.М. Осаждение золота на сульфидах по данным авторадиографии радиоизотопа 195Аи // Геохимия. 1980. - № 7. - С.985-991.

34. Миронов А.Г., Иванов В.В., Сапин В.В. Исследование распределения тонкодисперсного золота с помощью авторадиаграфии // Докл. АН СССР. 1981. - Т. 259. - N 5. - С.1220-1224.

35. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. 4-е изд., т.1. М.: Энергоиздат, 1983. 584 с.

36. Назаров М.А. Геохимические свидетельства крупных ударных событий в геологической истории Земли: Дис. доктора геол.-мин. наук. М.:ГЕОХИ, 1995, - 48 с.

37. Немец О.Ф., Гофман Ю.В. Справочник по ядерной физике. — Киев: Наукова думка, 1975.-416 с.

38. Нестеренко В.Ф. Возможности ударно-волновых методов получения и компактирования быстрозакаленных материалов // Физика горения и взрыва. 1985. - № 6. - С. 85-98.

39. Овчинников JI.H. Прикладная геохимия М.: Недра, 1990 - 248 с.

40. Петровская Н.В. Самородное золото.- М.: Наука, 1973. 347 с.

41. Радиоизотопные методы исследования в инженерной геологии и гидрогеолгии.- М.: Атомиздат, 1957.- 303 с.

42. Роджерс Э. Авторадиография. М.: Атомиздат, 1972, - 304 с.

43. Руссов В.Д., Бабикова Ю.Ф., Ягола А.Г. Восстановление изображений в электронно-микроскопической авторадиографии поверхности. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 216 с.

44. Саттаров Г., Баскаков М.П., Кист А.А. и др. Исследование локализации золота и других элементов в рудных минералах методом нейтронно-активационной авторадиографии // Изв. АН УзССР. Сер. физ.-мат., 1980, №1, с. 66-69.

45. Старик И.Е. Основы радиохимии. М., 1959. 460 с.

46. Таусон B.JL, Пастушкова Т.М., Бессарабова О.И. О пределе и форме вхождения золота в гидротермальный пирит // Геология и геофизика. 1998. - Т. 39. -№ 7. - С.924-933.

47. Титаева Н.А. Ядерная геохимия: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 2000. 336 с.

48. Третьяков В.А. Твердофазные реакции. М.: Химия, 1978. 360 с.

49. Фельдман В.И. Петрология импактитов. М.: Изд-во МГУ, 1990. 299 с.

50. Флейшер P.JL, Прайс П.Б., Уокер P.M., Треки заряженных частиц в твердых телах. Принципы и приложения. В 3-х ч.: Пер. с англ./ Под общ. Ред. Ю.А. Шуколюкова. М.: Энергоиздат, 1981. Ч. 1 - 152 е., ч. 2 - 160 е., ч. 3 — 152 с.

51. Флеров Г.Н., Берзина И.Г. Радиография минералов горных пород и руд. М.: Атомиздат, 1979.-221 с.

52. Флициян Е.С. Активационно-радиографические методы многоэлементного локального анализа: Автореф. дис. д. физ.-мат. наук. — Дубна, 1995. 83 с.

53. Чернов А.А. Теория неравновесного захвата примесей во время роста кристаллов // ДАН, 1960, Т. 132. № 4. С. 818-821.

54. Чиков Б.М. Сдвиговая стресс-структурирование в литосфере: разновидности, механизмы, условия //Геология и геофизика. 1992. - №9. - С.3-39.

55. Чиков Б.М., Пятин С.А., Соловьев А.Н. Импульсное компактирование гранитного катаклазита // Препринт (рус. и англ.), Новосибирск: ОИГГиМ Со РАН, 1991.-9с.

56. Широких И.Н., Акимцев В.А., Васьков А.С., Боровиков А.А., Козаченко И.В. // Второй Межд. Симп. «Золото Сибири»: Тез. докл. Красноярск: КНИИГиМС, 2001. С. 44-46.

57. Штерцер А.А. О передаче давления в пористые среды при взрывном нагружении // Физика горения и взрыва. 1988. - №5. - С.113-119.

58. Экспериментальное исследование геохимии золота с помощью метода радиоизотопных индикаторов / Миронов А. Г., Альмухамедов А. И., Гелетий В. Ф. и др. Новосибирск: Наука, 1989. - 281 с.

59. Alvarez J.M. Extraterrestrial cause for the Cretaceous tertiary extinction // Science. - 1980. - V. 208. - № 4. - P.44-48.

60. Alvarez L.W., Alvarez W., Asaro F., Michel H.V. Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction// Science. 1980. - V. 208. - P. 1095-1108.

61. Arnold R. G. Equilibrium relations between pyrrhotite and pyrite from 325° to 743°C // Economic Geology. 1962. - V. 57. - № 1. - P.521-529.

62. Berger B.R., Bagby W.C. // Gold Metallogeny and Exploration. / Ed. R.P.Foster. Blackie and Son. Ltd. Glasgow, Scotland, 1991. P.210-248.

63. Bleecken S. Die abbildungseigenschaften autoradiographischer systeme //Z. Naturforschg. 1968. - Bd. 23b. - N 10. S. 1339-1359.

64. Cartwright B.G., Shirk E.K., Price P.B. A nuclear-track-recording polymer of unique sensitivity and resolution // Nuclear Instruments and Methods. 1978. - N 153. P. 457.

65. Erdtmann G. Neutron activation tables. Weinheim-New York: Verlag Chemie, 1976.- 146 p.

66. Evans D.W., Alberts J.J., Clare R.A. Refevrisble ion-exchange fixation of 137Cs leading to mobilization from reservoir sediments // Geochim. Et Cosmochim. Acta. 1983. -V. 47, - N 6. - P.1041-1049.

67. Fleischer R.L., Price P.B., Walker R.M.: Nuclear Tracks in Solids: Principles and Applications. University of California Press, Berkeley, 1975. 605 p.

68. Fleisher R. Tracks to innovation interplay between science and technology // Radiation Measurements. - 1997. - v. 28. - N 1-6. - P.763-772.

69. Flitsiyan E.S. Application of activation radiography in experimental investigation // Radiation Measurements. 1995. - v. 25. -N 1-4. - P.367-372.

70. Flitsiyan E.S. Use of Neutron-activation techniques for studying elemental distributions: applications in geochemistry, ecology and technology // Radiation Measurements. 1997. - v. 28. - N 1-6. - P.369-378.

71. Flitsiyan E. Use of neutron-activation techniques for studying elemental distributions. Application to geochemistry // Journal of Alloys and Compounds. 1998. -N275-277.-P. 918-923.

72. Garnish I.D., Hughes I.D.H. Quantitative analisys of boron in solids by autoradiography. //J. Mater. Sci. -1972. v. 7. - N 1. - P.7-13.

73. Goodman C. Geological application of nuclear physics // J. Appl. Phys. 1942. - V. 13,N 5. - P.276-289.

74. Goodman C., Thompson G.A. Autoradiography of minerals // Am. Miner. 1943. -V. 28.-P. 456.

75. Mironov A.G., Zhmodik S.M., Ochirov I.C. Determination of gold and uranium mineralization in black schists and sulfide ores using radiography complex // Radiation Measurements. 1995. - v. 25. - N 1-6. - P.495-498.

76. Mycroft J.R., Bancroft G.M., Mclntyre, Lorimer J.W. Spontaneous deposition of gold on pyrite from solutions containing Au (III) and Au (I) chlorides. Part I: A surface study//Geochim. Cosmochim. Acta. 1995. - V. 59. - P.3351-3365.

77. Mysen B.O. Partitioning of samarium and nickel between olivine, orthopyroxene and liquid: Preliminary data at 20 kbar and 1025 °C. //Earth and Planetary Science Letters. -1976. V31,-N 1 -P.7.

78. Mysen, B.O., Eggler, D.H., Seitz, M.G., and Holloway, J.R. Carbon dioxide solubilities in silicate melts and crystals. Part I. Solubility measurements // American Journal of Science. 1976. - N 276, - P. 455-479.

79. Nageldinger G., Flowers A., Schwerdt C., Kelz R. Autoradiographic film evaluated with desktop scanner // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1998. - N 416.-P.516-524.

80. Nesterenko V.F. Dynamics of heterogeneous materials. New-York: Springer-Verlag, 2001.-510 p.

81. Ponomarenko V.A., Matvienko V.I., Gabdullin G.G., Molnar J. An automatic image analysis system for dielectric track detectors // Radiation Measurement. 1995. - v. 25.-N 1-4.-P. 769-770.

82. Potts Ph.J. Neutron activation induced Beta autoradiography as a technique for locating minor phases in thin section application to rare earth element and platinum-group element mineral analysis // Econ. Geol. 1984. - V. 79. N 4. - P.738-747.

83. Scaini M.J., Bancroft G.M., Knipe S.W. Au XPS, AES, and SEM study of the interactions of gold and silver chloride species with PbS and FeS2: comparison to natural samples // Geochim. Cosmochim. Acta. 1997. - V. 61. - P.1223-1231.

84. Silk E.C.H., Barnes R.S. Examination of fission fragment tracks with an electron microscope // Philos. Mag. 1959. - V.4. - N 44. - P. 970-977.

85. Steinnes E. Epithermal neutron activation analysis of geological materials // In: Brunfelt A.O. and Steinnes E., eds., Activation analysis in geochemistry and cosmochemistry: Oslo, Universitetsforlaget. 1971. - P. 113-128.

86. Tauson V.L. Gold solubility in the common gold-bearing minerals. Experimental evalution and application to pyrite // Europ. J. Mineral. 1999. - V. 11.- P.937-947.

87. Verkhovtseva N.V., Zhmodik S.M., Chikov B.M., Airijants E.V., Nemirovskaya N.A. Experimental study of gold redistribution during the process of shock-wave stress // Abstracts of EGS-AGU-EUG Joint Assembly, Nice, France, 2003.

88. Yokota R, Nakajima S., Muto Y. // Nucl. Instrum. And Meth. 1968. - V. 61. - N 1. P. 119-120.

89. Zhmodik S.M., Airiyants E.V. Experimental study of low-temperature interaction of sulfides and precious metal solutions of Au, Ag, Ir // Water-Rock Interaction. Balkema: Rotterdam. 1995. - P.841-844.

90. Zhmodik S.M., Shvedenkov G.Y., Verkhovtseva N.V. Distribution of Iridium in Hydro thermal Synthesized Sulphides Fe, Cu, Zn, Pb using Radioisotope Ir-192 // Canadian Mineralogist. 2004. - v. 42. - p 2. - P.405-410.

91. Zhmodik S.M., Shvedenkov G.Y., Verkhovtseva N.V. Distribution of Iridium in Hydrothermal Synthesized Sulphides Fe, Cu, Zn, Pb using Radioisotope Ir-192 // 9th International Platinum Symposium: Book of abstr., 2002. P.493-496.

92. Zhmodik S.M., Verkhovtseva N.V., Chikov B.M., Nemirovskaya N.A., Ayriyants E.V., Nesterenko V.F. Shock induced gold redistribution in quartz-pyrite mixture // Bulletin of the American Physical Society. 2003. - v. 48. - N 4. - P. 75.

Информация о работе

Верховцева, Наталья Валерьевна
кандидата геолого-минералогических наук
Новосибирск, 2006
ВАК 25.00.09

Диссертация

Применение авторадиографического метода в геохимических исследованиях - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы