WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


СУЛЬФИДНАЯ СЕРА ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД И PB-ZN ЖИЛЬНОЕ РУДООБРАЗОВАНИЕ (ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ) Волкова Мария Михайловна Геологический ф-т МГУ, Москва, borisov@geol.msu.ru Одним из источников металлов и сульфидной серы, который может полностью обеспечить процессы гидротермального рудообразования, являются породы вмещающие месторождения. Фоновые содержания рудообразующих компонентов в реальных породах могут отличаться от кларковых для данного типа пород как в сторону некоторого увеличения, так уменьшения [1]. В настоящей работе методами термодинамического моделирования на ЭВМ исследовано влияние различных фоновых содержаний сульфидной (пиритной) серы во вмещающих породах на эффективность процессов жильного полиметаллического рудообразования (пакет программ HCh [5, 6], система H-OK-Na-Ca-Mg-Al-Si-Fe-C-Cl-S-Zn-Pb-Cu). Свинцово-цинковые месторождения Садонского рудного района (Северная Осетия, Россия) выбраны в качестве эталонных объектов. Вероятным источником рудных компонентов для этих месторождений являлись палеозойские граниты садонского типа [2-4], которые вмещают основную часть рудных тел района, сформированных в предкелловейское время средней юры.

Структура моделей: область мобилизации – реакция гранита садонского типа, содержащего повышенные фоновые количества Zn, Pb и кларковые Cu, с 40 порциями безрудного раствора (1 m NaCl, 0.5 m H2CO3, 0.1 m HCl, 1 кг H2O) при 420°C и 1 кбар; область жильного рудообразования – 31 реактор при понижении температуры от 400 до 100°C с шагом 10°C при 1 кбар. Жилу формирует рудоносный раствор из области мобилизации (40 последовательных волн). Отложение вещества в жиле описано слоевым механизмом (из каждой порции раствора образуются минералы, которые не вступают в реакцию с последующими порциями раствора, т.е. создаются как бы отдельные, нарастающие слои) [2].

Выполнены расчеты и исследованы область мобилизации и рудообразования для 6 стартовых точек, которые различаются только исходными содержаниями серы в граните: 0.02, 0.04, 0.05, 0.06, 0.08 и 0.1% для каждой модели соответственно. Сульфидная сера задается введением различных количеств пирита в неизмененный гранит. Содержание S=0.05% обычно принимается нами как фоновое во всех предшествующих моделях [2, 3].

На рис. 1 представлены графики изменения валовых содержаний сульфидов по восстанию модельной жилы на определенный момент времени (волна) при исходном содержании серы в граните равном 0.02 и 0.08% (на графиках не показан кварц, содержания которого дополняют общую сумму минералов до 100%). Отчетливо видно, что с ростом в граните содержания Материалы с сайта "Всё о Геологии" http://geo.web.ru/ сульфидной серы в модельной жиле значительно увеличивается отложение пирита (до 64%), локализуется по восстанию жилы область отложения сфалерита (240-100°C вместо 350-100°C), область отложения пирротина смещается в высокотемпературный (нижний) интервал жилы. При содержании серы равном 0.02% сфалерит является преобладающим сульфидом на интервале от 250 до 100°C (максимальное количество достигается на 8 волне при 160°C и составляет 43%), а при 0.08% - только на интервале 140-100°C (максимум на волне при 170°C составляет 27%). Аналогичная тенденция на уровне более низких количеств характерна и для галенита (от 9.7 до 8.5 %).

70 S=0.08% S=0.02% 60 50 Py 40 Po PbS ZnS Chc ChPy Brn 350 300 250 200 150 350 300 250 200 150 Температура ступенчатых реакторов Температура ступенчатых реакторов Рис. 1. Валовые содержания минералов по восстанию жилы (от высоких температур к низким) на 15 волне для моделей с начальными условиями 420°С, 1 кбар и содержаниями серы в исходной породе 0.02 и 0.08%. Обозначения минералов: Py - пирит, Po - пирротин, PbS - галенит, ZnS - сфалерит, Chc - халькозин, ChPy - халькопирит, Brn - борнит.

На рис. 2 показано изменение общих количественных соотношений между сульфидами в зависимости от содержания серы в граните. На этом графике по оси ординат отложены мольные количества сульфидов, которые образовались в модельной жиле при всех температурах (от 400 до 100°С) из 40 порций (волн) рудоносного раствора из области мобилизации. Количество рудных сульфидов при этом изменяется незначительно: ZnS от 87 до 95% (отложение оценено относительно общего количества металла выщелоченного из области мобилизации), PbS от 72 до 75%, минералы меди – почти 100%. При этом количество пирита увеличивается более чем в 20 раз, а отложение пирротина проходит через максимум (при 0.05% серы).

Для всех моделей рудообразования определена эффективность отложения металлов и сульфидной серы в модельных жилах по интервалам температур (рис. 3). При низких содержаниях серы в граните (0.02%) максимальное отложение сульфидов железа в жиле приходится на интервал 200-150°С. При высоких содержаниях (0.08%) - на интервал 300-200°С. Большее суммарное отложение сфалерита и галенита на интервале температур от 250 до 150°С Материалы с сайта "Всё о Геологии" http://geo.web.ru/ Мас.% Мас.% отмечается для систем с большим содержанием сульфидной серы во вмещающих породах.

2.5E-Py Po PbS 2.0E-01 ZnS Chc ChPy Brn 1.5E-1.0E-5.0E-0.0E+0.02%S 0.04%S 0.05%S 0.06%S 0.08%S 0.10%S Сера в граните, мас.% Рис. 2. Общая масса сульфидов, отложенных в модельной жиле по всем темперетурам (400-100°С) и волнам (0-40 волны), в зависимости от содержания S в исходном граните.

100 S=0.08% 150 200 250 Zn Pb 300 Cu 350 350 S Fe S=0.02% 400 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 Мольные % Мольные % Рис. 3. Отложение Zn, Pb, Cu, S, Fe (мол.% от общего количества отложенного элемента) по интервалам температур по восстанию модельных жил.

Выводы.

1) Уменьшение содержания сульфидной серы в гранитах ниже кларковых (ниже 0.4-0.5%) значений приводит к формированию за счет мобилизации из гранитов более богатых сфалеритовых руд, в которых количество сфалерита преобладает или сопоставимо с суммой пирита и пирротина.

2) Рост содержания сульфидной серы в граните приводит к резкому увеличению количества пирита в полиметаллических жилах и смещению Материалы с сайта "Всё о Геологии" http://geo.web.ru/ Масса сульфидов, моли Температура Температура области преимущественного отложения пирротина в область более высоких температур (нижние интервалы жил).

Работа выполняется при финансовой поддержке гранта РФФИ 08-0500306 (руководитель - профессор М.В.Борисов).

Литература:

1. Барсуков Викт.Л., Соколова Н.Т., Иваницкий О.М. Металлы, мышьяк и сера в гранитах Ауэ и Айбенштока (Рудные горы) // Геохимия. 2006. № 9.

С. 967-982.

2. Борисов М.В. Геохимические и термодинамические модели жильного гидротермального рудообразования. М.:Научный мир, 2000, 360 с.

3. Борисов М.В., Бычков Д.А., Шваров Ю.В. Геохимические структуры полиметаллических жил выполнения и параметры гидротермального рудообразования // Геохимия. 2006. № 11. С. 1218-1239.

4. Тугаринов А.И., Бибикова Е.В., Грачева Т.В. и др. Применение свинцовоизотопного метода исследования для решения вопросов о генезисе свинцовых месторождений Северо-Кавказской рудной провинции // Геохимия. 1975. № 8. С. 1156-1163.

5. Шваров Ю.В. Алгоритмизация численного равновесного моделирования динамических геохимических процессов // Геохимия. 1999. № 6. С. 646652.

6. Шваров Ю.В. HCh: новые возможности термодинамического моделирования геохимических систем, предоставляемые Windows// Геохимия, 2008, № 8, 898-903.

ПРИМЕНЕННИЕ ЯКР-СПЕКТРОСКОПИИ В ИССЛЕДОВАНИЯХ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФИДОВ: ФИЗИЧЕСКИЕ И ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Гайнов Рамиль Рашитович Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова-Ленина, ramil.gainov@ksu.ru Ядерный квадрупульный резонанс (ЯКР) – один из радиоспектроскопических методов исследования локальной электронной структуры и внутренней динамики в твердых телах, в частности, минералах [10].

Этот метод нашел достаточно широкое применение в различных отраслях науки и промышленности, поскольку спектроскопические и релаксационные параметры, получаемые с его помощью, чувствительны даже к самым небольшим изменениям в строении сложных кристаллических соединений и позволяют получать уникальную информацию о локальных свойствах материалов в микро и наноскопических масштабах. В частности, ЯКРспектроскопия лежит в основе современных датчиков взрывчатых веществ [11] и Материалы с сайта "Всё о Геологии" http://geo.web.ru/











© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.