21.06.2017
Гидроизоляция в комнате, где будет устанавливаться ванна или душ, должна быть качественной, ведь именно здесь возможны постоянные...


21.06.2017
Мрамор появляется в результате соединения известняка и доломита под воздействием перекристаллизации различных осадочных пород в...


21.06.2017
Трактор - это техника, без которой сложно представить выполнение дорожно-строительных, землеройных и других работ. Именно поэтому...


20.06.2017
При монтаже пластиковых окон немаловажным пунктом является оформление ее откосов. Для отделки проемов используется материал, из...


20.06.2017
Первые недели жизни малышу требуется на сон не менее 18 часов в сутки. Поэтому очень важно правильно организовать место для сна....


20.06.2017
Утепление или же преобразование лоджии собственными силами, как и при работе профессионалов, всегда начинается с робот по ее...


Методы минералогического изучения

14.12.2016

Каждая из фракций, получающихся при сепарации концентратов, подвергается минералогическому изучению.
Основным методом приближенной диагностики минералов при этом обычно является изучение их под бинокулярным микроскопом. При достаточном навыке минералог без труда диагностирует три или четыре десятка минералов, широко распространенных в россыпях и концентрирующихся в отдельных фракциях. Он определяет эти минералы по форме зерен, их окраске, блеску, прозрачности, внутренним рефлексам, характеру поверхности окатанных частиц, по наличию или отсутствию на них пленок вторичных продуктов изменения и но ряду других, иногда с трудом поддающихся описанию, но весьма характерных признаков, хорошо знакомых лицам, работающим в области минералогического анализа шлихов. Для этих обычных минералов россыпей сравнительно редко приходится прибегать к тем или иным точным методам исследования, применяемым лишь для уточнения состава минерала или для проверки правильности визуальной диагностики.
Для малораспространенных в россыпях минералов, сравнительна редко встречающихся в практике минералогического анализа концентратов и шлихов, часто оказывается необходимым определение простейших физических констант и в ряде случаев производство качественных химических испытаний, или же применение других методов минералогического и кристаллографического исследования.
Среди методов, применяемых при минералогическом изучении концентратов обогащения россыпей, можно выделить следующие пять групп: 1) физические, 2) кристаллооптические, 3) химические, 4) рентгенометрические, 5) радиометрические и радиографические методы исследования. Для оценки содержания минералов в концентратах или шлихах применяются методы количественно-минералогического анализа
Изложение основ каждого из названных методов и описание последовательности и техники производимых при их практическом применении операций можно найти в специальных руководствах, главнейшие из которых указаны ниже. Здесь мы характеризуем лишь некоторые из этих методов главным образом со стороны практического их приложения к изучению минерального состава концентратов и шлихов.
Физические методы. Простейшими физическими свойствами, определяемыми при изучении россыпных минералов, являются их твердость, удельный вес и черта. В большинстве случаев эти свойства приходится определять для единичных и мелких зерен, для которых зачастую непригодны способы, применяемые в обычной практике минералогического исследования при изучении крупных минеральных индивидов.
Черта минералов определяется ко цвету тонкого порошка, получаемого при раздавливании зерен на фарфоровом бисквите или на простом предметном стекле. Наблюдения производятся под бинокулярным микроскопом, причем одновременно устанавливается характер распределения окраски в минеральных зернах и степень их прозрачности.
Твердость минералов в обычных единицах шкалы Mooca или с применением твердометров может быть найдена только для относительно крупных зерен (более 1 мм в поперечнике), которые можно закрепить в специальную держалку или монтировать в какой-либо цементирующей среде (для испытания на твердометре). В большинстве случаев при исследовании минералов шлихов определение твердости заменяют испытанием зерен на прочность или сопротивление раздавливанию. Получаемая при этом качественная характеристика зависит не только от твердости минерала, но и от числа и совершенства направлений спайности в кристаллах, а также от агрегатного сложения испытуемых частиц.
Несмотря на приближенность, находимая величина — «раздавливаемость минералов» — оказывается весьма важным их диагностическим признаком и в ряде случаев позволяет достаточно надежно диагностировать минерал. Например, окатанные зерна голубой шпинели, иногда по внешнему виду и блеску сходные с зернами анатаза, могут быть весьма просто отличимы от последних только по своему значительному сопротивлению раздавливанию, без применения других методов. Точно так же монацит в окатанных или неправильных зернах легко отличим от сходных с ним по окраске, блеску и прозрачности зерен ставролита, желтого андрадита, циркона и некоторых других минералов.
В практике минералогического исследования обычно все минералы по степени их сопротивления раздавливанию разделяют на следующие пять групп: а) минералы, раздавливающиеся очень легко; б) минералы, раздавливающиеся легко; в) минералы, раздавливающиеся средне; г) минералы, раздавливающиеся с трудом; д) минералы, раздавливающиеся с большим трудом.
Перечень некоторых минералов россыпей, относящихся к каждой из названных групп, приведен в табл. 11.
Методы минералогического изучения

Испытание зерен минералов на раздавливаемость производится на предметном стекле при помощи стеклянной палочки с пришлифованным концом (см. ниже). Зерна некоторых минералов при этом не раздавливаются, но деформируются, обнаруживая свойства гибкости (хлориты, гидратизированные слюды) или ковкости (самородные металлы, аргентит). Для этих минералов испытание на твердость производится путем нажатия острием медной или стальной иглы, оставляющим на поверхности зерен углубления (ямки) с гладкими краями.
Стальная и медная иглы оставляют углубление на минералах мягких (золото, серебро, медь, свинец, олово, аргентит); стальная игла — только на минералах твердых (платина).
Определение удельного веса минералов в одиночных (или немногих) мелких зернах представляет большую трудность и к нахождению этой константы прибегают сравнительно редко. Наиболее пригодны для таких определений два метода: метод погружения и упрощенный микропикнометрический метод, разработанный М.М. Василевским.
Для определения удельного веса минералов методом погружения пользуются набором тяжелых жидкостей с различными плотностями. Удельный вес минерала, зерна которого погружаются в какой-либо жидкости, но всплывают в следующем по плотности эталоне набора, очевидно, находится в интервале, соответствующем плотности обоих, эталонов.
Наиболее пригоден для определения удельного веса минеральных зерен набор, составленный на основе жидкости Kлеричи, разбавляемой дистиллированной водой в соответствующих пропорциях (до удельного веса 3,0). Эталоны с меньшей плотностью можно составить на основе жидкости Туле.
Плотность приготовляемых эталонов устанавливается пикнометрически. Эталоны хранятся в специальных флаконах с притертыми пробками, где и производятся испытания минеральных зерен. Наблюдения над поведением зерен в эталонных жидкостях производятся под бинокуляром.
Микропикнометрический метод определения удельного веса минеральных зерен, предложенный М.М. Василевским, является более точным, но требует больших количеств материала (не менее 10—15 мг). Сущность этого метода заключается в следующем.
Калиброванную закрытую с одного конца стеклянную трубку с внутренним диаметром 1—3 мм (выбираемым в зависимости от крупности зерен минерала и величины навески), монтированную вертикально в поле зрения микроскопа при горизонтальном положении тубуса, заполняют до известного уровня какой-либо подвижной, хорошо смачивающей жидкостью. Положение мениска замечают на шкале окуляр-микрометра микроскопа. Затем через микроворонку в трубку засыпают навеску изучаемого минерала и фиксируют новое положение мениска. Зная внутренний диаметр трубки, по разности отсчетов находят приращение объема, заполняющего трубку материала, очевидно, соответствующее объему испытуемой пробы. Определив последний и зная величину взятой навески, нетрудно рассчитать удельный вес минерала.
Исследования, проведенные М.М. Василевским, показали, что описанный выше метод при навеске 10—15 мг вещества позволяет находить удельный вес минерала с точностью до 2—3 единиц второго знака после запятой. Общий вид установки М.М. Василевского для определения удельного веса минералов микропикнометрическим методом изображен на рис. 38.
Методы минералогического изучения

Кристаллооптические методы. Диагностика минералов и определение их состава по оптическим свойствам являются весьма распространенными в практике минералогического исследования и весьма эффективными методами изучения минералов. Наиболее широкое применение в этой группе методов получили иммерсионный метод в сочетании с некоторыми другими методами кристаллооптического анализа, а также люминесцентный метод. Сравнительно редко при изучении минерального состава концентратов и шлихов применяются другие методы кристаллооптического исследования — изучение минералов в прозрачных шлифах (путем монтировки зерен в каком-либо цементе или в канадском бальзаме и последующей пришлифовки препарата) и в отраженном свете (минераграфия).
Иммерсионный метод применим преимущественно для прозрачных минералов и в меньшей степени для так называемых «рудных» минералов, непрозрачных в обычных петрографических шлифах.
Сущность этого метода заключается в исследовании под микроскопом оптических свойств минеральных зерен, помещенных в оптически изотропную среду, имеющую определенный показатель преломления. При этом могут быть изучены главнейшие кристаллооптические свойства минерала: его светопреломление, характер и ориентировка оптической индикатрисы, абсорбция света в разных частях спектра и по разным кристаллографическим направлениям (полихроизм) и явления дисперсии.
Основы иммерсионного метода, равно как и других сопряженных с ним методов кристаллооптического анализа, изложены во многих специальных руководствах: Н.Е. Веденеевой, Г.Б. Бокия и др. и особенно полно и разносторонне в руководстве В.Б. Taтарского. Необходимыми пособиями при изучении минералов кристаллооптическими методами являются справочники Е. Ларсена и Г. Бермана, а также А.Н. Винчелла и Г. Винчелла.
В ряде случаев уже простое рассмотрение под микроскопом минеральных зерен в жидкости со светопреломлением канадского бальзама (n=1,54) позволяет выяснить основные оптические характеристики минерала, приближенно оценить величину его светопреломления и установить принадлежность исследуемого минерала к той или иной группе. В этих случаях роль иммерсионного метода зачастую сводится к проверке сделанного предположения и уточнению предварительной диагностики минерала.
Иногда достаточно беглого взгляда на иммерсионный препарат для того, чтобы убедиться в правильности или ошибочности сделанного предположения. Приведем несколько простейших примеров.
1. Встретив в тяжелой немагнитной фракции шлиха изометрические зерна минерала, имеющего зеленовато-голубую окраску и сильный блеск, минералог предварительно определяет их как шпинель, анатаз или корунд; в иммерсионном препарате с жидкостью (n=1,54) минерал анизотропен, имеет очень сильный оптический «рельеф» и высокое двупреломление. Следовательно, минерал не может быть шпинелью или корундом и, по всей вероятности, является анатазом, для подтверждения чего достаточно определения осности и оптического знака минерала и нахождения не обнаруженной при визуальном изучении характерной для анатаза спайности.
2. Встретив в электромагнитной фракции остроугольные неправильные зерна желто-коричневого минерала, прозрачные, со стеклянным блеском, без видимой спайности, минералог предположительно определяет минерал как ставролит; другие возможные минералы — андрадит, сфен, бурый гельвин. В иммерсионной жидкости с n=1,740 зерна минерала анизотропны, не имеют оптического рельефа, обнаруживают интерференционную окраску первого и второго порядков и характерный полихроизм. Следовательно, изучаемый минерал не может быть андрадитом, сфеном или гельвином (отпадают и некоторые другие возможные предположения), но является ставролитом, что может быть подтверждено более точным измерением показателей преломления минерала и определением его оптического знака по коноскопической фигуре.
3. Остроугольные неправильные зерна черного цвета, непрозрачные, с сильным полуметаллическим или смолистым в изломе блеском, встреченные в электромагнитной фракции, предположительно определены как ильменит или хромшпинелид. В иммерсионном препарате под микроскопом, с введением конденсора, минерал просвечивает бурым, в тонких частицах — прозрачен, при скрещенных николях — изотропен. Этими свойствами из двух названных минералов обладает только хромшпинелид.
В тех случаях, когда морфологические признаки и другие визуально наблюдаемые свойства минерала не дают достаточных данных для предварительной его диагностики, предпринимают систематическое изучение кристаллооптических свойств минерала, последовательно определяя его наиболее важные оптические константы.
Прежде всего в одной из жидкостей средней части иммерсионного набора (целесообразнее всего в жидкости с n=1,540) устанавливают изотропность или анизотропность минерала, а в последнем случае — характер оптической анизотропии: осность и оптический знак. Одновременно изучается характер погасания минерала относительно элементов ограничения зерен, его окраска, полихроизм (для окрашенных анизотропных минералов) и приближенно оценивается величина светопреломления. Во избежание потери минерала для прозрачных и достаточно мелких частиц эти простейшие наблюдения рекомендуется производить, не раздавливая зерен.
Для часто встречающихся в россыпях минералов такое предварительное изучение зерен под микроскопом в большинстве случаев позволяет предположительно определить минерал или резко ограничить круг возможных объектов. Дальнейшие исследования обычно сводятся к проверке сделанных предположений путем сравнения свойств изучаемого минерала с табличными оптическими константами предполагаемых минералов.
Для этих более точных наблюдений целые зерна или обломки кристаллов часто оказываются непригодными, и исследователь вынужден измельчать зерна до тонкого порошка.
Во избежание потери вещества наиболее целесообразно эту операцию производить при помощи специальной ступки. Последняя (рис. 39) изготовляется из отрезка стеклянной трубки с внутренним диаметром 3—5 мм и стеклянной палочки, свободно входящей в полость трубки. Оба конца трубки и палочки пришлифовываются.
Методы минералогического изучения

Изучаемое зерно помещают на обычное предметное стекло, покрывают трубкой, плотно прижимаемой к стеклу, и затем раздавливают палочкой. Все осколки и тонкий порошок, образующиеся при дроблении зерна, при этом располагаются на предметном стекле в пределах круга, соответствующего внутреннему диаметру трубки.
Одновременно с подготовкой материала для иммерсионно-кристаллооптического изучения этим способом оценивают сопротивляемость минерала раздавливанию (см. выше). Иммерсионный препарат рекомендуется приготовлять на другом предметном стекле, оставляя первое (с порошком) в качестве резерва материала.
Препарат приготовляют следующим образом. На середину предметного стекла концом пробки от иммерсионного флакона наносят маленькую каплю той или иной жидкости, затем смачивают в этой капле острие препаровальной иглы, касаются им порошка, находящегося на первом стекле, и переносят прилипшие частицы в каплю. После этого капля с порошком минерала покрывается маленьким покровным стеклом, получающимся из обычных (применяемых для изготовления шлифов) покровных стекол путем разрезания их на 9 частей. Такие маленькие покровные стекла снижают расход иммерсионных жидкостей, ограничивают возможность потери зерен при смене жидкостей и значительно упрощают последнюю операцию. Все указанные операции производятся на предметном стекле бинокулярного микроскопа.
В некоторых случаях рекомендуется предварительное закрепление частиц порошка на предметном стекле путем помещения их в каплю слабого раствора желатина или воды и осторожного подсушивания препарата. Такой способ приготовления препарата имеет свои преимущества — обеспечивает сохранность минерала — и недостатки — препятствует перемещению и поворачиванию частиц в иммерсии, что нередко бывает необходимо.
В приготовленном тем или другим способом препарате определяют показатели преломления минерала и одновременно с этим производят наблюдения над другими его оптическими свойствами: устанавливают осность и оптический знак анизотропных минералов, находят элементы кристаллографической ориентировки оптической индикатрисы, для диспергирующих минералов — определяют характер и величину дисперсии и т. п. Наиболее подробное и систематическое изложение методики всех этих кристаллографических определений можно найти в руководстве В.Б. Татарского по кристаллооптике и иммерсионному методу. Мы ограничимся здесь лишь краткой характеристикой некоторых методов, главным образом со стороны их практического приложения.
Определение показателя преломления минерала производится путем подбора двух иммерсионных сред, одна из которых имеет более высокое светопреломление, чем изучаемый минерал, а другая — более низкое. Чем меньше интервал между двумя этими средами — эталона ми, тем более точно может быть определено светопреломление минерала.
В качестве иммерсионных сред обычно применяют различные органические жидкости, смешивающиеся между собой и составляющие набор из 50—100 эталонов, в котором смежные эталоны различаются по величине светопреломления на 0.003—0,013.
Наиболее высокопреломляющей жидкостью (n = 1,780—1,783) в стандартных иммерсионных наборах обычно является насыщенный расndjh серы в йодистом метилене. Еще более высокопреломляющие жидкости получают на основе растворов серы, трехбромистого мышьяка и дисульфида мышьяка в йодистом метилене (жидкость Мейронитца, n = 1,740—2,003), а также растворов желтого фосфора и серы в йодистом метилене (nmax = 2,05).
Более высокие показатели преломления определяют в иммерсионных сплавах. Последние изготовляются из смесей пиперина с йодидами мышьяка и сурьмы (до n = 2,1) и серы с селеном (n от 2,1 до 2,7), смешивающихся во всех пропорциях и дающих легкоплавкие, прозрачные, однородные сплавы.
Для нахождения показателя преломления минерального зерна его помещают вместе с крупинками того или иного сплава на предметное пекло, покрывают покровным стеклом и осторожно нагревают на спиртовке или на электрической плитке. После начала плавления сплава покровное стекло плотно прижимают к предметному и препарат быстро охлаждают.
Сравнение показателей преломления минерала и той или иной иммерсионной среды производится посредством наблюдения эффекта Бекке. Сущность его заключается в следующем. Ввиду полного внутреннего отражения некоторых лучей, граница раздела двух веществ, имеющих разные показатели преломления n1 и n2, будет иметь большую степень освещенности со стороны более высокопреломляющей среды. При рассмотрении этой границы под микроскопом и постепенном дефокусировании объектива на некоторую плоскость II—II, лежащую выше объекта (рис. 40), область с избыточным освещением («полоска Бекке») будет смещаться в сторону среды с более высоким светопреломлением.
Методы минералогического изучения

При опускании тубуса микроскопа и фокусировке оптической системы на плоскость 0—0, лежащую ниже объекта, будет наблюдаться проекция области с избыточным освещением на эту плоскость и полоска Бекке будет казаться смещенной в сторону среды с меньшим светопреломлением. Обычно пользуются простым мнемоническим правилом: при поднятии тубуса микроскопа полоска Бекке смещается в сторону «положительного» минерала (имеющего большее светопреломление); при опускании тубуса она смещается на «отрицательный» минерал (с меньшим светопреломлением).
Чем больше разница в светопреломлении соприкасающихся веществ, тем резче выражен эффект Бекке. Однако при значительной разнице показателей этот эффект становится неотчетливым. В этих случаях, а также для очень мелких зерен, наблюдается не движение отдельных полосок, а суммарный эффект: общее просветление зерен высокопреломляющего минерала при поднятии тубуса микроскопа и общее потемнение его — при опускании тубуса В тех случаях, когда показатели преломления минерала и иммерсионной среды достаточно близки (разница в пределах 0,001—0,003), наблюдается так называемый дисперсионный эффект. Вследствие неодинаковой преломляемости лучей с различной длиной волны граница раздела минерала и иммерсионной среды (или двух соприкасающихся минералов) окрашивается в дополнительные цвета: красноватый — со стороны менее высокопреломляющего объекта и голубоватый — со стороны более высокопреломляющего. Явление Бекке в этих случаях теряет свою четкость и вместо одной белой полоски обычно наблюдаются две цветные, двигающиеся и в сторону минерала, и в сторону иммерсионной среды. Одна из этих полосок (красная или голубая, в зависимости от части спектра, в которой совпадают показатели преломления соприкасающихся веществ) обычно является более подвижной.
Наиболее четко эффект Бекке наблюдается при расположении объекта в центре поля зрения микроскопа при диафрагмировании конденсора и с применением среднего объектива (8—20Х).
Вторым способом сравнения показателей преломления минерала и иммерсионной среды является так называемый метод «заслонки», или метод косого освещения. Если затемнить поле зрения с одной какой-либо стороны, вводя заслонку в одно из мест оптической системы, где происходит схождение лучей (например, вводя край гипсовой пластинки в прорез тубуса микроскопа или же затемняя поле зрения оправой верхнего николя), то равномерность освещения минеральных зерен нарушается. Вследствие экранирования части лучей, зерна с одной из сторон будут казаться затемненными, а с другой — освещенными более ярко. Если затемнение зерен происходит с той же стороны, с которой введена заслонка (рис. 41, а), то минерал имеет большее светопреломление по сравнению с вмещающей средой, если же затемнится противоположный край зерен, то светопреломление минерала меньше светопреломления иммерсионной среды (рис. 41, в).
Методы минералогического изучения

Этот способ особенно пригоден при резком различии показателей преломления иммерсионной среды и зерен минерала, когда последние приобретают грубый оптический рельеф и кажутся окруженными темной каймой, препятствующей наблюдению полоски Бекке. В случае близости показателей преломления минерала и иммерсионной среды при введении заслонки наблюдается цветной эффект: обращенные к заслонке края зерен окрашиваются в голубой цвет, а противоположные — в красноватый. Чем больше дисперсия иммерсионной жидкости, тем отчетливее наблюдается цветной эффект.
Определение показателей преломления с помощью иммерсионных сред наиболее прост для оптически изотропных минералов. Для минералов анизотропных находятся последовательно главные показатели преломления: No и Ne в одноосных кристаллах, Ng, Nm и Np в кристаллах, оптически двуосных. Для нахождения их выбираются определенные разрезы оптической индикатрисы и исследуемое направление совмещается с направлением колебаний лучей нижнего николя (зерно ставится на погасание). Для одноосных кристаллов в любом сечении достоверно определяется No. для двуосных достоверно определяется Nm — в изотропных сечениях, перпендикулярных оптической оси или близких к этому.
Другие главные показатели преломления находятся либо в определенных сечениях, когда параллельно плоскости столика микроскопа располагаются Ne, Ng или Np кристаллов, возможность чего зависит от характера ориентировки оптической индикатрисы относительно наиболее развитых граней или элементов спайных ограничений кристаллов, либо статистическим способом. В последнем случае находятся Ng', Np' или Ne', причем наибольшие и соответственно наименьшие из найденных значений показателей преломления принимаются за Ng, Np и Ne согласно неравенствам: Ng≥Ng' Np≤Np' для двуосных кристаллов Ne≥Ne' (для оптически положительных одноосных кристаллов) или Ne≤Ne' (для оптически отрицательных). В двуосных кристаллах за неимением подходящих разрезов иногда также статистическим способом определяют и Nm. При этом руководствуются следующим соотношением: если для какого-либо зерна nж≥Ng'≥Np', то Nm≤nж; если nж≤Np'≤Ng', то Nm≥nж. Последовательно меняя иммерсионные среды и находя в случайных зернах испытуемого минерала такие соотношения, когда Ng'≤nж1≥Np' и Ng''≥nж2≥Np'', мы тем самым найдем значение nж2≥Nm>nж1.
Если, выбрав косой разрез, характеризующийся низким двупреломлением, измерить в нем Ng' и Np' минерала, то можно определить интервал значений, в котором находится Nm: Ng'≥Nm≥Np'.
Для минералов, характеризующихся малым или средним углом оптических осей и низким или умеренным двупреломлением, как указывает В.Б. Татарский, о величине Nm можно с известным приближением судить по Ng' (для оптически отрицательных кристаллов) или по Np' (для оптически положительных). Это вытекает из того обстоятельства, что в оптически положительных двуосных кристаллах Nm по величине ближе к Np, чем к Ng, для оптически отрицательных она ближе к Ng.
Величина двупреломления минералов определяется непосредственно из разности найденных главных (или близких к ним) показателей преломления. При высоком двупреломлении минерала, в случае близости одного из главных показателей преломления и светопреломления иммерсионной жидкости, нередко наблюдается эффект псевдоабсорбции, являющийся весьма важным диагностическим признаком для некоторых минералов. Это явление заключается в том, что зерно минерала в положении одного из угасаний приобретает резкий оптический рельеф и сероватую окраску, а в другом положении, при повороте столика микроскопа на 90°, утрачивают рельеф и просветляется. Явление псевдоабсорбции в соответствующих иммерсионных жидкостях отчетливо наблюдается для ксенотима (n=1,720), монацита (n=1,782), карбонатов и ряда других высокодвупреломляющих минералов.
В последнее время получает все более широкое распространение иммерсионный метод определения главных показателей преломления анизотропных минералов с помощью вращающейся иглы, на острие которой укрепляют исследуемое зерно. Острие иглы вводится в кюветку с той или иной иммерсионной жидкостью. Путем поворота иглы вокруг ее оси любое из главных направлений в кристалле может быть приведено в положение, параллельное плоскости столика микроскопа.
Впервые этот метод предложен Н.Е. Веденеевой и А. Колотушкиным. В упрощенном варианте, сделавшем его общедоступным, этот способ разработал J. Rosenfeld, а также В.Б. Татарский, рассмотревшие практические приемы применения вращающейся иглы.
Методы минералогического изучения

Предложенное Дж. Розенфельдом приспособление имеет очень простое устройство и может быть изготовлено своими силами. Оно со стоит (рис. 42) из предметного стекла (1), на котором специальным клеем приклеиваются пришлифованные полоски из стекла (2), в зазор между которыми помещается игла (3). Для закрепления последней приклеивают еще одну стеклянную пластинку (4) с косо сошлифованным краем, направляющим движение иглы. Камеру для жидкости образуют две узкие стеклянные полоски (5), приклеенные на предметном стекле по обе стороны острия иглы. Во время работы эти полоски покрываются кусочком покровного стекла (6). Для удобства вращения иглы на толстый конец ее надевают пробку, или наворачивают полоску смоченной клеем бумаги Зерно минерала на острие иглы приклеивается жидким стеклом или, как рекомендует Татарский, расплавом сегнетовой соли или же сиропом из раствора расплавленного сахара. Игла с приклеенным зерном вдвигается в просвет между направляющим стеклом и острие ее входит в камеру. Последняя заполняется какой-либо иммерсионной жидкостью, введенной в камеру со стороны, противоположной игле. Все приспособление, как обычный иммерсионный препарат, укрепляется на столике поляризационного микроскопа при помощи лапок. Находимые путем вращения иглы главные оптические сечения могут быть проконтролированы коноскопически.
Описанное простое приспособление позволяет находить показатели преломления и в ряде случаев определять оптическую ориентировку для минералов, имеющих игольчатое или пластинчатое развитие. Такие минералы в обычных иммерсионных препаратах всегда располагаются одним и тем же способом, что не позволяет измерить для них все главные показатели преломления.
Кроме вращающейся иглы, иммерсионное изучение минеральных зерен в ориентированных разрезах возможно на федоровском столике с применением специальной рамки. Для изготовления такой рамки (рис. 43,А) берется предметное стекло, на середину которого помещают маленькое квадратное покровное стекло. Co всех четырех сторон последнего на предметное стекло наклеиваются полоски, вырезанные из тонкого стекла, после чего покровное стекло вынимается. В образовавшееся таким образом квадратное углубление помещают каплю иммерсионной жидкости, порошок исследуемого минерала и углубление сверху закрывают покровным стеклом. Препарат укрепляется между сегментами федоровского столика так же, как и обычный петрографический шлиф.
Методы минералогического изучения

При наличии круглых (специально вышлифованных) покровных стекол рамка может быть изготовлена и из стеклянной трубки с определенным внутренним диаметром, соответствующим диаметру стекла Короткий отрезок такой трубки приклеивается к предметному стеклу и затем сошлифовывается до толщины, несколько превышающей толщину покровного стекла (рис. 43,Б).
Описанное приспособление дает возможность определять не только главные показатели преломления в точно устанавливаемых разрезах, но и позволяет находить все другие оптические константы минералов: величину 2V, оптическую ориентировку минералов и др.
Кроме светопреломления, осности и оптического знака, углов угасания относительно огранки зерен, полихроизма и других свойств, в иммерсионных препаратах могут быть изучены и некоторые другие кристаллографические свойства минералов, имеющие важное значение для их диагностики. Здесь может быть количественно изучена спайность минерала и в ряде случаев определена принадлежность его к той или иной сингонии. Методика нахождения в иммерсионном препарате некоторых из этих свойств разработана В.Б. Татарским.
Сущность метода заключается в наблюдениях над формой частиц, получающихся при дроблении минерала, нахождении погасания минерала в зернах, располагающихся на поверхностях главной спайности или на наиболее развитых гранях, и в наблюдении соответствующих таким разрезам коноскопических фигур. Относительные количества зерен, лежащих на плоскостях спайности, проходящей по тому или иному направлению, позволяют судить о степени совершенства спайности. Отсылая читателя к работе В.Б. Татарского, ниже мы воспроизводим его таблицу для определения кристаллографических свойств минералов в иммерсии (табл. 12).
Методы минералогического изучения
Методы минералогического изучения

Производя наблюдения над погасанием зерен, следует иметь в виду, что в иммерсионном препарате обычно измеряются не истинные углы погасания минерала относительно того или иного кристаллографического направления, а проекции этих углов на ту плоскость, на которой зерна располагаются в препарате. Для моноклинных и триклинных минералов, имеющих призматическую или пинакоидальную главную спайность, наблюдаемый угол погасания может значительно отличаться от истинного. Например, для моноклинных амфиболов и пироксенов, обладающих спайностью по призме, проекция угла Ng на плоскости (110) будет отличаться от истинного угла на величину до 2—5° (для амфиболов) и 8—10° (для пироксенов).
Заканчивая характеристику иммерсионного метода в применении его к изучению минералов россыпей, отметим, что в иммерсионном препарате могут быть выполнены и некоторые другие наблюдения, важные для диагностики минералов. С помощью спектроскоп-окуляра можно наблюдать спектр абсорбции минерала и, сопоставляя его с эталонным установить характерные для некоторых элементов полосы поглощения. Так спектр абсорбции монацита характеризуется двумя полосами поглощения в желтой и зеленой частях спектра, обусловленными присутствием Ce; в спектре циркона отмечаются узкие полосы поглощения, находящиеся в красной, желтой, синей и фиолетовой частях спектра; некоторые магнезиально-железистые гранаты характеризуются поглощением в желтой, зеленой и синей частях спектра и т. д.
Люминесцентный метод нашел широкое применение в практике минералогического исследования и, в частности, при изучении минералов россыпей. Применение этого метода основано на свойстве многих твердых тел излучать в форме видимого света часть энергии, приобретенной ими под воздействием внешнего возбудителя. Часть этой энергии расходуется в других формах (в виде тепловых колебаний атомов и др.), в связи с чем изучаемая лучистая энергия характеризуется большими длинами волн по сравнению с энергией возбуждения (закон Стокса). Если энергия возбуждающего излучения относится к коротковолновой, невидимой части спектра (например, ультрафиолетовой), то излучение будет смещено в более длинноволновую часть спектра и может проявиться в форме видимого света, в форме люминесценции.
В зависимости от величины этого смещения, а также от спектрального состава излучения возникает та или иная окраска люминесцирующего минерала. Если это смещение не велико, то минерал будет люминесцировать в фиолетовых, синих или голубых тонах, если же максимум спектра излучения находится в длинноволновой области, минерал будет люминесцировать желтым или красным.
В понятии «люминесценция» объединяют целый ряд явлений, связанных со свечением веществ. Сюда относят флуоресценцию, когда излучение происходит непосредственно после возбуждения; послесвечение, когда излучение наступает через некоторый (иногда длительный) промежуток времени после облучения объекта, но запаздывание мало зависит от температурного режима или влияния других источников энергии, и фосфоресценцию — ту форму послесвечения, когда излучение становится заметным только после приобретения люминесцирующим веществом дополнительной порции энергии (тепловой, механической, энергии электрического или магнитного полей и др.). В случае прекращения действия этих источников фосфоресценция вещества прекращается, и способность люминесцировать может быть сохранена веществом на неопределенно долгое время.
Представление о люминесценции кристаллических веществ, к которым принадлежат все без исключения минералы, основывается на так называемой зонной теории строения кристаллов
Согласно этой теории, атомы, слагающие кристаллические вещества, характеризуются определенными энергетическими состояниями, а электроны внешних их оболочек группируются по дискретным энергетическим уровням. В каждом кристалле существуют уровни, заполненные электронами, и так называемые зоны проводимости, не заполненные ими. При возбуждении атома каким-либо внешним источником энергии, электрон из «занятой» зоны может перейти в зону проводимости, где положение его является нестабильным. Обратный переход электрона сопровождается излучением, энергия которого может быть меньше энергии возбуждения. Если в кристалле имеются какие-нибудь нарушения сплошности, обусловленные, например, пустующими позициями отдельных атомов кристаллического вещества или же присутствием атомов чужеродных элементов, возбужденные электроны из зоны проводимости могут возвратиться на некоторые промежуточные уровни, соответствующие этим дефектам решетки, в связи с чем выход энергии люминесценции будет меньше.
Пребывание электронов на этих промежуточных уровнях является временным и под воздействием дополнительных источников энергии они рано или поздно возвращаются в основное положение, чем и определяется сущность явлений послесвечения или фосфоресценции.
В большинстве случаев люминесценция вызывается вхождением именно таких чужеродных атомов, играющих роль «активаторов». На этих атомах и осуществляется акт излучения поглощенной энергии, тогда как акт поглощения ее может разыграться в любом месте кристаллической решетки.
Подобными активаторами, вызывающими характерную люминесценцию минералов, является W (в шеелите, в случае избытка его против стехиометрической формулы), Cu (в сфалерите), Mn (в виллемите), редкие земли (в флюорите, апатите и в некоторых силикатах) и ряд других элементов. Некоторые элементы оказывают депрессирующее влияние на явления люминесценции. К таким элементам относятся, например, Fe, V, As, а также некоторые из названных выше элементов — активаторов, присутствующие в избыточных количествах (так называемое концентрационное тушение).
В зависимости от причины люминесценции можно выделять три группы минералов:
1. Минералы, люминесценция которых обусловлена главным образом стехиометрическим избытком одного из элементов или наличием примесей, вызывающих нарушения в кристаллической решетке, но не влияющих на цвет люминесценции (шеелит, алмаз и др.).
2. Минералы, цвет люминесценции которых зависит от характера активатора и меняется вместе с последним. Наиболее распространенным активатором для этой группы люминесцирующих минералов является Cr (красное свечение), Mn (желтое и красное), Yb (фиолетовое), Sm (красное), Eu (голубое), Cu (зеленое) и др
3. Минералы, по самой своей химической природе обладающие способностью люминесцировать; к ним относится, например, большинство Минералов, содержащих ураниловую группу.
Наиболее распространена среди минералов вторая группа соединений, люминесценция которых обусловлена теми или иными активаторами, и характер ее меняется в зависимости от характера этих последних. Одни и те же минералы из разных месторождений, и даже из месторождений генетически однотипных, но формировавшихся в различных физико-химических условиях, могут обладать разной люминесценцией.
Интенсивность свечения (выход люминесценции) при прочих равных условиях зависит от агрегатного состояния вещества и от характера кристаллической структуры минерала. В кристаллических телах интенсивность люминесценции во многом определяется степенью упорядоченности их структуры и в общем снижается с возрастанием компактности упаковки атомов в решетке.
Люминесценция может быть возбуждена различными источниками энергии: фильтрованным ультрафиолетовым светом, катодными лучами, рентгеновским излучением и другими, на основании чего различают фотолюминесценцию, катодолюминесценцию, рентгенолюминесценцию и другие формы люминесценции минералов.
Различные виды возбуждающей энергии затрагивают разные уровни в кристалле, в связи с чем интенсивность и спектральный состав вызываемой ими люминесценции минералов нередко оказываются существенно различными.
Фотолюминесценция является объемным эффектом; в поглощении и излучении энергии принимает участие вся кристаллическая решетка минерала. Спектральный состав фотолюминесценции сравнительно мало зависит от длины волны возбуждающего света, но интенсивность отдельных максимумов в спектре свечения, а следовательно, и цвет последнего, может заметно меняться для волн разной длины. Большинство минералов люминесцирует приблизительно одинаково, хотя и с разной интенсивностью, при облучении как длинноволновым, так и коротковолновым ультрафиолетовым светом, но некоторые из минералов возбуждаются светом лишь с узким диапазоном волн. К такой категории минералов относится, например, шеелит и виллемит, люминесцирующие в дальнем (коротковолновом) ультрафиолете и обычно не обнаруживающие свечения при облучении их светом с длиной волны больше 3000—3200 А.
В явлениях катодолюминесценции участвует лишь тонкая поверхностная зона кристаллических веществ, нередко существенно отличающаяся по характеру химических связей, энергетическому состоянию, а иногда и по составу, от всего объема кристаллической решетки. В связи с этим катодными лучами могут возбуждаться некоторые промежуточные энергетические уровни в кристаллах, не затрагиваемые при явлениях фотолюминесценции. Вследствие указанного катодолюминесценция некоторых минералов по спектральному составу может существенно отличаться от их фотолюминесценции.
Рентгенолюминесценция, обычно вызываемая мягким рентгеновским излучением, представляет собой объемный эффект, в котором участвует вся кристаллическая решетка. Обладая весьма высокой энергией, рентгеновские лучи могут затрагивать электронные уровни, совершенно не участвующие в эффектах фотолюминесценции и катодолюминесценции, и, наоборот, могут не возбуждать тех электронных переходов, которые обусловливают указанные эффекты. В связи с этим спектр рентгенолюминесценции некоторых минералов существенно отличается от спектра свечения их при возбуждении другими источниками, а сам эффект рентгенолюминесценции в видимой области проявляется лишь у немногих минералов.
Наиболее широкое применение в практике минералогических исследований получило изучение минералов в ультрафиолетовом свете и несколько меньшее — в катодных лучах.
Для наблюдения фотолюминесценции в качестве источников излучения обычно применяются газоразрядные трубки — ртутно-кварцевые лампы типа ПРК-2 и ПРК-4, работающие в разных режимах на постоянном и переменном токе. Ультрафиолетовое излучение этих трубок в основном связано с резонансными линиями ртути 2537А и 2652А, максимум излучения отвечает линии 3650А, причем значительная доля излучения приходится на видимую часть спектра. Для отфильтрования ультрафиолетового света от видимого применяются различные фильтры типа УФС-2, УФС-3 и другие, имеющие различные спектральные характеристики.
Описание конструкции различных фотолюминесцентных установок, применяемых при люминесцентном анализе, и режима работы приборов можно найти в работе Г.Ф. Комовского и О.И. Ложниковой. Наиболее широко применяются аналитические люминесцентные установки типа ЛЮМ-1 или ЛЮМ-2, выпускаемые отечественной промышленностью. Схема простейшего прибора для наблюдения фотолюминесценции минералов изображена на рис. 44.
Методы минералогического изучения

Фотолюминесценцию минералов обычно наблюдают визуально или под бинокулярным микроскопом, используя ультрафиолетовую лампу в качестве осветителя. При этом обычно ограничиваются определением цвета и яркости свечения минерала. Для некоторых минералов, имеющих не сплошной, а линейчатый спектр люминесценции, с постоянным и характерным для данного минерала набором линий, при изучении люминесценции применяют спектроскоп прямого видения. Положение отдельных линий и полос поглощения устанавливают при помощи проградиурованной шкалы спектроскопа. Получаемая этим способом полуколичественная характеристика спектра люминесценции имеет большое значение для точной диагностики минералов по их фотолюминесцентным свойствам.
Для наблюдения катодолюминесценции минералов применяются различные установки — катодная трубка М.Г. Богословского, катодная ячейка Г.Ф. Комовского, трубка Ф.Я. Биндуля и другие, работающие по одному и тому же принципу. При достаточной разности потенциалов между электродами, находящимися в эвакуированной камере, возникает газовый разряд, ионизированные положительно заряженные молекулы газа направляются к катоду и выбивают электроны из атомов металла. Возникает поток электронов — катодные лучи, направляющиеся от катода к аноду. Встречая на своем пути частицы минерала, катодные лучи возбуждают те или иные энергетические уровни в поверхностном слое кристаллической решетки последнего и вызывают люминесценцию минерала.
Вакуум в камере достигается путем герметизации последней и откачивания воздуха многоступенчатым масляным насосом. Рабочее разряжение составляет 0,05—0,01 мм ртутного столба, необходимое для работы трубки напряжение составляет 5—10 кв.
Наблюдение катодолюминесценции производится визуально или через бинокулярный микроскоп. Схема катодных установок, применяемых в практике люминесцентного анализа минералов, показана на рисунках 45 и 46.
Методы минералогического изучения

В табл. 13 приведены данные, характеризующие фотолюминесценцию некоторых минералов, встречающихся в россыпях.
При составлении этой таблицы использованы также результаты исследований Г.Ф. Комовского и О.И. Ложниковой, М.Г. Богословского, П.В. Савицкой и О.Г. Соломкиной, Г.П. Барсанова и В.А. Шевелевой и неопубликованные материалы Е.Ф. Чирва.
Некоторые непрозрачные для ультрафиолетовых к катодных лучей и нелюминесцирующие минералы могут обнаруживать люминесценцию после предварительной обработки их зерен теми или иными реактивами. Этот способ был предложен П.В. Савицкой и Г.Ф. Комовским для определения вольфрамита и берилла. В первом случае зерна вольфрамита последовательно обрабатывались HCl, SnCl2, CaCl2 и прокаливались, в результате чего на поверхности зерен образовалась тонкая пленка люминесцирующего шеелита. Берилл обрабатывался H2SO4 (при кипячении), и возникавшая при этом пленка BeSO4 активировалась медью в виде CuSO4. Аналогичными способами люминесцирующие пленки могут быть получены для зерен настурана, уранинита, многих тантало-ниобатов и других минералов.
Методы минералогического изучения

Методы химического исследования. Простейшие химические испытания широко применяются при изучении минералов россыпей, но полный количественный химический анализ минералов производится лишь в единичных случаях в связи с обычно наблюдаемым недостатком материала и значительной трудоемкостью этого метода исследования. К рассматриваемой группе методов относятся метод качественных химических реакций, микрохимический анализ в сочетании с элементами кристаллооптического изучения продуктов реакции, метод паяльной трубки и спектральный анализ. Теоретические основы этих методов изложены во многих широко известных руководствах и здесь нет необходимости давать подробную характеристику каждого из них. Мы ограничимся лишь ссылками на основные химические реакции и испытания, нашедшие широкое применение в практике минералогического анализа концентратов и шлихов.
Качественные химические реакции чаще других применяются для целей диагностики минералов россыпей. Зерна нерастворимых в кислотах минералов предварительно сплавляют в ушке платиновой проволоки или в тигле с содой, селитрой «ли с кислыми сернокислыми калием или аммонием и затем переводят в раствор, где и определяется искомый элемент по цветным химическим реакциям или путем получения характерных осадков. Реже и лишь для некоторых минералов получают пленочные реакции в виде характерных цветных пленок, образующихся на поверхности испытуемых зерен. Недавно предложенный П.М. Исаковым метод качественных реакций путем растирания сухих порошков минерала с теми или иными реагентами пока не получил широкого распространения в практике минералогического изучения концентратов и шлихов.
Ниже приводятся наиболее часто применяемые качественные химические реакции на некоторые элементы.
Методы минералогического изучения
Методы минералогического изучения
Методы минералогического изучения

Описание более сложных качественных реакций на некоторые другие элементы можно найти в руководствах по качественному химическому анализу, а также в руководствах по минералогическому анализу шлихов.
Микрохимический анализ пока еще не получил достаточно широкого применения при изучении минералов россыпей, хотя в ряде случаев этот метод имеет несомненные преимущества в сравнении с другими методами качественных химических испытаний. В основе этого метода лежит получение характерных для того или иного элемента кристаллических осадков и диагностика их по морфологическим признакам и кристаллооптическим свойствам.
В систематическом виде методика качественного микрохимического анализа изложена в руководствах Т. Беренса и П.Д. Клея, Ф. Эмиха, И. М. Коренмана и наиболее полно с применением методов кристаллооптики, в руководстве О.М. Аншелеса и Т.Н. Бураковой. He останавливаясь на описании практических приемов качественного микрохимического анализа минералов, мы ограничимся здесь лишь ссылками на характерные для некоторых элементов реакции, основываясь на материалах указанных руководств (табл. 14). Приводятся лишь те реакции, которые позволяют определить те или иные элементы микрохимическим методом более надежно по сравнению с другими методами качественного химического анализа.
Методы минералогического изучения
Методы минералогического изучения
Методы минералогического изучения

Определение химического состава минералов при помощи паяльной трубки. Этот старинный метод минералогического исследования до сих пор не утратил своей ценности и широко применяется при изучении минералов россыпей. Кроме качественного определения плавкости минералов, этот метод позволяет установить присутствие в минералах ряда элементов по характерным для них реакциям окрашивания пламени, окраске стекол различных плавней, по виду и цвету налетов и возгонов, получающихся при разложении прокаливаемой пробы, по свойствам выплавленных металлических корольков и т. д.
Важным достоинством метода является его простота, однозначность результатов для большинства определяемых элементов и возможность манипулирования минимальным количеством материала, что особенно существенно при изучении минералов шлихов.
В систематическом виде метол паяльной трубки в применении к исследованию минералов изложен в руководстве Н.К. Разумовского. Мы ограничимся здесь указанием диагностических реакций на некоторые элементы, выполняемых при помощи паяльной трубки путем окраски пламени и получения окрашенных стекол и налетов.
Некоторые элементы, входящие в состав минералов, при нагревании пробы могут образовывать галоидные или другие летучие соединения и вызывать характерное свечение пламени. К таким элементам относятся К, Na, Cu, Sr и некоторые др. В табл. 15 указана характерная для этих элементов окраска пламени, получаемая при внесения в несветящуюся часть пламени горелки зерен минерала, предварительно смоченных HCl, H2SO4 или другими реагентами.
Ряд элементов может быть открыт по характерным налетам, образующимся при нагревании на угле порошка минерала или смеси минерала с теми или другими реагентами, чаще всего с S и KI (табл. 16).
Методы минералогического изучения

Многие элементы, являющиеся в минеральном царстве хромофорами, вызывают характерную окраску стекол или эмалей различных плавней. Они могут быть легко открыты по той окраске, которую вызывает присадка крупинки или порошка минерала к перлам буры (Na2B4O710H2О) или фосфорной соли (NaNH4HPO4) и последующая обработка перла племенем горелки.
Образующиеся при плавлении названных солей расплавы Na2B4O7 и NaPO3 являются сильнейшими реагентами, разлагают частицы минерала-присадки и образуют с ними различные фосфаты и бораты. В случае присутствия в пробе хромофора эти соединения получают характерную для него окраску, зависящую от валентности хромофора и от температуры сплава.
В табл. 17 приведены окраски перлов буры и фосфорной соли, вызываемые некоторыми элементами при нагревании перлов в окислительном и восстановительном пламени.
Методы минералогического изучения

Спектральный (эмиссионный) анализ получает в настоящее время все более широкое применение в качестве основного метода определения качественного химического состава минералов. Крупными достоинствами этого метода являются однозначность получаемых результатов, возможность определения из одной пробы большинства слагающих минерал элементов и возможность приближенной количественной оценки содержания отдельных элементов. Этот метод, однако, требует соответствующей аппаратуры и создания специально оборудованной лаборатории, что далеко не всегда осуществимо не только в полевой обстановке, но и в практике камеральных исследований.
Поэтому к спектральному анализу, выполняемому, как правило,, в стационарных лабораториях, обычно прибегают лишь в тех случаях, когда другие методы не дают указаний на химический состав минерала, достаточных для его диагностики.
Рентгенометрические методы. Рентгеноструктурный анализ в настоящее время является одним из наиболее точных методов исследования состава кристаллического вещества, позволяющим однозначно определить минерал по картине дифракции рентгеновских лучей его кристаллической решеткой. Из многочисленных методов рентгенометрического исследования для диагностики минералов обычно применяют метод Дебая — съемки порошкограмм (дебаеграмм), позволяющих рассчитать межплоскостные расстояния и определить относительные интенсивности отражений от плоских сеток различных символов. Идентификация дебаеграммы минерала с эталонными дебаеграммами дает возможность однозначно диагностировать изучаемый минерал.
Метод Дебая требует в обычном его применении относительно большего количества вещества, достаточного для набивки цилиндрического столбика размерами 0,5x3—5 мм. В связи с этим при рентгеновском изучении единичных мелких зерен россыпных минералов часто прибегают к нанесению тонкого слоя порошка на поверхность стеклянного волоска диаметром 0,2—0,4 мм, или же приготовляют микроскопически мелкие препараты, где кристаллический порошок цементируется какой-либо рентгеноаморфной связующей массой. В простейшем случае используют каплю подсыхающего резинового клея, в которую помещают порошок минерального зерна, раздавленного с помощью описанной выше стеклянной ступки. При этом практически все количество получающегося при дроблении зерна материала может быть использовано для приготовления препарата. Пленку клея с приставшими к нему частицами порошка скатывают в маленький шарик, с которого и снимают дебаеграмму. В этих случаях обычно снимают дебаеграмму качания или вращения, что позволяет получать более отчетливые снимки.
Значительно реже для диагностики минералов применяют методы исследования монокристальных зерен, получая лауэграммы, рентгенограммы вращения или качания.
Рентгенометрическими методами могут быть исследованы и некоторые рентгеноаморфные минералы, претерпевшие так называемое метамиктное превращение. Такие минералы (большинство редкоземельных тантало-ниобатов, ортит, гадолинит и некоторые другие) предварительно прокаливают при температуре до 900—1000°C, чем достигается полное или частичное восстановление кристаллической структуры минерала.
Рентгенометрические методы являются достаточно трудоемкими и применение их возможно лишь при наличии специально оборудованной лаборатории. Этим объясняется го обстоятельство, что рентгенометрические методы, несмотря на все свои преимущества перед другими методами диагностики минералов, лишь в единичных случаях применяются в обычной практике минералогического изучения россыпей.
Радиометрический и радиографический методы. Эта группа методов применяется для обнаружения и диагностики минералов, содержащих радиоактивные элементы.
Метод радиометрии позволяет обнаружить присутствие в пробе радиоактивных минералов и приблизительно установить принадлежность вызывающего радиацию элемента к урано-радиевому, ториевому или урано-актиниевому рядам.
В табл. 18 приводится перечень некоторых радиоактивных минералов, встречающихся в россыпях и предельные содержания в них урана и тория.
Методы минералогического изучения

Определения содержания радиоактивных элементов в минералах производятся путем измерения интенсивности α-, β- и γ-излучений, испускаемых веществом минерала в единицу времени (радиометрический метод) или путем определения количества продуктов распада названных элементов, накопившихся при достижении радиоактивного равновесия в химически выделенных осадках или растворах (радиохимический метод).
Радиохимические определения требуют переведения вещества минерала в раствор, сопряжены с трудоемкими и достаточно длительными операциями и поэтому сравнительно редко применяются в обычной практике изучения минералов россыпей.
Радиометрические методы выгодно отличаются от упомянутых выше тем, что не требуют сложной предварительной подготовки материала и в то же время дают достаточно надежные сведения о содержании радиоактивных элементов в изучаемом минерале.
Измерение суммарного содержания радиоактивных элементов в минерале или в определенной навеске концентрата или шлиха производится путем сравнения радиоактивности изучаемых объектов со стандартными эталонами, измеряемыми на тех же приборах и в одинаковых условиях с изучаемой пробой.
Выбор типа приборов, применяющихся при радиометрических исследованиях, зависит от количества испытуемого материала, от общего содержания в нем радиоактивных элементов и от требуемой точности определений.
При изучении концентратов обогащения россыпей и шлихов успешно применяются радиометры типа ПР-6 и АРП, предназначенные для полевых и лабораторных измерений по β и γ-лучам, или же лабораторные установки типа Б, Б-2, «Граб» и др.
В малых навесках суммарное содержание радиоактивных элементов может быть определено на лабораторных установках с датчиками торцового типа ТМ-20, MCT-17, СИ-2Б или с цилиндрическим счетчиком типа AC-1, АС-2, CTC-1 и СТС-6.
Наиболее точные данные могут быть получены на лабораторной анализирующей установке ЛАУ-52, которая позволяет производить измерение содержания радиоактивных элементов по α-, β- и γ-излучениям. В комплекте этого прибора имеется сцинтилляционный альфа-анализатор, позволяющий измерять энергию α-частиц.
Для раздельного определения радиоактивных элементов производят комплексные β-γ измерения или же с помощью сцинтилляционных гамма-спектрометров измеряют интенсивность и энергию различных линий γ-излучения, позволяющие судить о природе и содержании отдельных радиоактивных элементов. Описание методики радиометрических измерений и характеристику применяемых при этом приборов можно найти в соответствующих руководствах.
Радиографический метод применяется главным образом для обнаружения радиоактивных минералов и выяснения характера распределения последних в породах и рудах. Он основан на известном явлении воздействия радиоактивных излучений на фотоэмульсию, аналогичном воздействию света.
Для обнаружения радиоактивных минералов в концентратах или шлихах применяется следующий способ радиографии. Предметное стекло размером 9х12 см (или более, в зависимости от количества исследуемого материала) покрывают тонким слоем раствора желатина. После подсыхания пленки на стекло высыпают концентрат и распределяют его тонким слоем (в одно зерно). Сверху препарат накрывают фотопластинкой того же размера, обращенной светочувствительным слоем вниз, и пластинку осторожно прижимают к препарату. Края предметного стекла и пластинки должны быть точно совмещены и скреплены какой-либо связующей массой (пластилином).
Препарат с фотопластинкой помещают в светонепроницаемую коробку и экспонируют в течение различного времени — от нескольких часов до 10—15 суток (в зависимости от характера изучаемых объектов и чувствительности пластинки). По окончания срока экспозиции фотопластинку осторожно снимают и проявляют.