Разделение магнетитов по их химическому составу на примере контактово-метасоматических железорудных месторождений юга Сибири | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Геология

Опубликовано в Молодой учёный №12 (59) декабрь 2013 г.

Дата публикации: 03.12.2013

Статья просмотрена: 120 раз

Библиографическое описание:

Камкичева О. Н. Разделение магнетитов по их химическому составу на примере контактово-метасоматических железорудных месторождений юга Сибири // Молодой ученый. — 2013. — №12. — С. 604-606. — URL https://moluch.ru/archive/59/8559/ (дата обращения: 18.08.2018).

В статье рассматривается разделение магнетитов по их химическому составу. С помощью методов многомерной статистики проанализировали распределение элементов — примесей в магнетитах контактово-метасоматических железорудных месторождений. В результате обработки химического состава магнетитов в многомерной статистике мы выявили типоморфные элементы — примеси для четырех подтипов контактово-метасоматических железорудных месторождений юга Сибири.

Ключевые слова: элементы — примеси, магнетиты, железорудные месторождения.

Магнетит характерен для многих генетических типов: контактово-метасоматических, метаморфогенных, магматических месторождений, а также для ультраосновных щелочных карбонатитовых комплексов и др.

Магнетит сложный оксид с формулой FeFe2O4. В качестве типоморфных особенностей, дающих судить об условиях образования магнетитов, рассматриваются его кристалломорфологические и структурные признаки, физические свойства, а также вариации химического состава [5].

Большинство магнетитов, особенно высокотемпературных, характеризуется сложным химическим составом и содержит изоморфные примеси различных элементов — Ti, Mg, Al, Mn, V, Cr, Ni, Co, Sc, которые чаще всего занимают (в зависимости от заряда) позиции двухвалентного, или трехвалентного железа [5].

Изоморфные замещения в магнетитах в основном протекают при высоких температурах. При медленном понижении температуры магнетит стремиться «очиститься» от элементов-примесей, в первую очередь от магния, алюминия и титана, и приблизиться к обычному для умеренных температур структурному состоянию Fe3+(Fe2+,Fe3+)2O4 [5].

Известно разделение магнетитов по четырем генетическим подтипам контактово-метасоматических месторождений: известково-скарновый, магнезиально-скарновый, скаполитовый, водносиликатный [3]. Также, известна классификация магнетитов из месторождений, связываемых с различными формационными типами интрузий: гранитоидами, габбросиенитами, габброидами [4].

Нами были выбраны для исследования магнетиты контактово-метасоматических месторождений Алтае-Саянской складчатой области (Октябрьское, Ирбинское, Таштагольское, Шерегешвское, Абаканское, Казское и др.), которые на протяжении многих лет являются интересом многих исследователей.

Для этого была составлена база данных в виде таблицы-матрицы размерностью примерно 80×8 монофракций магнетита контактово-метасоматических месторождений, охарактеризованными содержаниями SiO2, TiO2, Al2O3, MnO, MgO, CaO основных регионов Алтае-Саянской складчатой области, обобщённых в монографии В. А. Вахрушева [1].

База данных была исследована методами многомерной статистики [2]. Кластерный анализ формально разделил все магнетиты на четыре группы, что, в общем, соответствует классификации Г. Ф. Соколова, А. М. Дымкина [3].

Соответствие выделенных групп оказалось недостаточно хорошим, а проверка классификации методом дискриминантных функций указала на высокую ошибку дискриминации, составляющую около 15 %.

Полученные нами группы магнетитов не вполне соответствуют подтипам Г. Ф. Соколова, А. М. Дымкина [3]. Формально классификация, приведенная авторами, плохо обоснована. Причина этого является то, что случайные величины не имеют нормального закона распределения и статистически неоднородны. Поэтому, в действительности плохо подтверждают выделение тех, или иных минеральных групп.

Для получения корректного результата, провели специальное преобразование данных. Изучаемые компоненты преобразуем путем нормирования их на объем выборки, с заменой значений на их эмпирические вероятности [2]. В результате преобразования, значения приобретают стандартное равномерное распределение в интервале 0–1. Таким образом, провели процедуру ранжирования данных с заменой значений дробными рангами.

Кластерный анализ выделил 4 группы (кластера) по преобразованным данным, но дискриминатная ошибка уже составила менее 2 %, что привело к объективному разделению на 4 группы магнетитов по элементам-примесям, приведенные в таблице 1.

Таблица 1

Среднее содержание элементов-примесей по 4 группам выделенных магнетитов вес. %

1 группа

2 группа

3 группа

4 группа

SiO2

1,19

0,99

1,01

1,19

TiO2

0,36

0,40

0,36

0,41

Al2O3

1,40

0,89

0,72

1,08

MnO

3,36

0,20

0,11

0,21

MgO

0,67

0,59

0,29

0,70

CaO

0,25

0,16

0,19

0,21

Рис. 1. Проекция состава магнетита на плоскость двух главных координат. Примечание: 1 группа (кластер) — магнезиально-скарновый подтип месторождений; 2 группа (кластер) — известково-скарновый подтип; 3 группа (кластер) — водносиликатный подтип; 4 группа (кластер) — скаполитовый подтип.

Методом главных компонентов была построена диаграмма, на которой указаны две главные компоненты (координаты), описывающие суммарную нагрузку около 45 % (рис.1).

Первая главная компонента имеет высокую положительную нагрузку Fe, отрицательная нагрузка приходиться на Ca, Si, Ti. Следовательно, можем проследить то, что первая главная компонента отражает процесс кристаллизации магнетита и его генезис.

Вторая главная координата фиксирует процесс вхождения изоморфных (структурных) примесей Mg, Mn, Al в кристаллическую структуру магнетита, поскольку эти элементы по своим химическим свойствам очень близки к железу. Также, они являются индикаторами условий образования магнетитов того или иного подтипа месторождений.

На приведенной проекции (рис. 1) можно заметить то, что кальций, кремний и титан совместно обособились, во втором кластере, поскольку являются типичными элементами вмещающей среды. Именно эти элементы, выступают в качестве механических примесей в магнетитах железорудных месторождений юга Сибири.

Левая часть диаграммы отражает присутствие более грязных магнетитов по механическим примесям Ca, Si, Ti. Правая часть диаграммы включает более чистые магнетиты по составу, поскольку железо отдельно обособилось от всех других элементов.

Необходимо отметить такой элемент как Ti, потому что в данном случае Ti выступает как механическая примесь в магнетите, и, следовательно, основная часть Ti сосредоточена во вмещающих породах силикатного состава.

Каждая выделенная группа магнетитов характеризуется своими типоморфными элементами — примесями.

Следовательно, для магнетитов 1 группы (кластера) типоморфными элементами — примесями являются Mg, Mn, Al; для магнетитов 2 группы типоморфными элементами являются Ca, Si, Ti; магнетиты 3 и 4 группы обеднены примесными компонентами.

Таким образом, с помощью методов многомерной статистики мы проанализировали разделение магнетитов по их химическому составу.

Литература:

1.             Вахрушев В. А. Минералогия, геохимия и генетические группы контактово-метасоматических железорудных месторождений Алтае-Саянской области / В.А: Вахрушев. — М.: Наука, 1965. — 290 с.

2.             Девис Дж. Статистика и анализ геологических данных / Дж. Девис — М.: Мир, 1977. — 610 с.

3.                  Соколов Г. А., Дымкин А. М. Квопросу о классификации контактово-метасоматических магнетитовых месторождений // Геология и генезис магнетитовых месторождений Сибири. М.: Наука, 1967. С. 5–15.

4.             Дымкин А. М. Некоторые закономерности распределения элементов-примесей в магнетитах метасоматических железорудных месторождений // Геология и генезис магнетитовых месторождений Сибири. М.: Наука, 1967. С. 177–184.

5.             Чернышева Л. В. Типоморфизм магнетита и его использование при поисках и оценке рудных месторождений / Л. В. Чернышева, Г. А. Смелянская, Г. М. Зайцева А. М.: Недра, 1981. — 235 с.

Основные термины (генерируются автоматически): группа, магнетит, элемент, многомерная статистика, примесь, разделение магнетитов, химический состав, кластерный анализ, главная компонента, Алтае-Саянская складчатая область.


Ключевые слова

элементы — примеси, магнетиты, железорудные месторождения.

Похожие статьи

Ценные и вредные элементы в рудах и отходах месторождений...

От содержания элементов-примесей и их разнообразия зависит технология переработки руды. Для более полного извлечения ценного компонента (или ценных компонентов) из руды и производства качественного конечного продукта необходимо знать элементный состав руды и...

Использование количественного анализа на внеурочных занятиях...

Его задача — определить количественное соотношение химических соединений, ионов, элементов, составляющих образцы исследуемых веществ.

1) Гравиметрический (весовой) анализ. Заключается в точном определении массы анализируемого компонента в...

Использование природной железомарганцевой руды в качестве...

После проведения исследования устойчивости природных сорбентов сероводорода в среде синтез-газа [1] был проведен элементный анализ сорбента «П», проявившего наибольшее влияние на изменение состава синтез-газа.

Элемент.

Анализ химического состава гидрофобизирующих материалов...

В статье представлены гидрофобизирующие компоненты различной природы, используемые в производстве бумажной упаковки. Рассмотрен химический состав гидрофобизирующих материалов, влияющий на эффективность проклейки бумаги.

О возможности комплексного использования доломитов...

Химический состав исследован методом эмиссионного спектрального анализа с индуктивно-связанной плазмой.

Однако наличие дефектов или примесей может привести к появлению нескомпенсированных электронов.

Анализ продукции, как элемента внешней среды предприятия...

Занимаются этой услугой на Заводе разделения изотопов (ЗРИ).

Гексафторид вольфрама природного изотопного состава (WF6).

- Фторид натрия — неорганическое бинарное с химической формулой NaF.

Системный концептуальный анализ промышленного процесса...

Ключевые слова: бутиловый ксантогенат калия; системный концептуальный анализ; химическая технология.

Концептуальный системный анализ на уровне «реакторный узел». Наименование элемента.

Физико-химические свойства редкоземельных элементов...

Физико-химические свойства редкоземельных элементов, используемых в активных компонентах волоконно-оптических систем передачи.

легированных различными примесями, для

Эрбий входит в состав лантаноидов и примыкает к группе четырнадцати родственных...

Оценка параметров надежности кластерной системы: построение...

С этой целью все составные части кластера целесообразно разделить на три группы.

После рекурсивного проведения декомпозиции узлов кластерной системы, получаем схему, пригодную для построения имитационной модели и проведения анализа параметров надежности...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Ценные и вредные элементы в рудах и отходах месторождений...

От содержания элементов-примесей и их разнообразия зависит технология переработки руды. Для более полного извлечения ценного компонента (или ценных компонентов) из руды и производства качественного конечного продукта необходимо знать элементный состав руды и...

Использование количественного анализа на внеурочных занятиях...

Его задача — определить количественное соотношение химических соединений, ионов, элементов, составляющих образцы исследуемых веществ.

1) Гравиметрический (весовой) анализ. Заключается в точном определении массы анализируемого компонента в...

Использование природной железомарганцевой руды в качестве...

После проведения исследования устойчивости природных сорбентов сероводорода в среде синтез-газа [1] был проведен элементный анализ сорбента «П», проявившего наибольшее влияние на изменение состава синтез-газа.

Элемент.

Анализ химического состава гидрофобизирующих материалов...

В статье представлены гидрофобизирующие компоненты различной природы, используемые в производстве бумажной упаковки. Рассмотрен химический состав гидрофобизирующих материалов, влияющий на эффективность проклейки бумаги.

О возможности комплексного использования доломитов...

Химический состав исследован методом эмиссионного спектрального анализа с индуктивно-связанной плазмой.

Однако наличие дефектов или примесей может привести к появлению нескомпенсированных электронов.

Анализ продукции, как элемента внешней среды предприятия...

Занимаются этой услугой на Заводе разделения изотопов (ЗРИ).

Гексафторид вольфрама природного изотопного состава (WF6).

- Фторид натрия — неорганическое бинарное с химической формулой NaF.

Системный концептуальный анализ промышленного процесса...

Ключевые слова: бутиловый ксантогенат калия; системный концептуальный анализ; химическая технология.

Концептуальный системный анализ на уровне «реакторный узел». Наименование элемента.

Физико-химические свойства редкоземельных элементов...

Физико-химические свойства редкоземельных элементов, используемых в активных компонентах волоконно-оптических систем передачи.

легированных различными примесями, для

Эрбий входит в состав лантаноидов и примыкает к группе четырнадцати родственных...

Оценка параметров надежности кластерной системы: построение...

С этой целью все составные части кластера целесообразно разделить на три группы.

После рекурсивного проведения декомпозиции узлов кластерной системы, получаем схему, пригодную для построения имитационной модели и проведения анализа параметров надежности...

Задать вопрос