ИСТИНА

За отчетный период экспериментально исследовано влияние температуры, давления и состава расплава на растворимости колумбита и вольфрамита в Li-F гранитных расплавах различного состава при T =740 -980oC и Р =0.3 -3 кбар. Впервые экспериментальным методом получены количественные данные по распределению Ta и Nb между водным фторсодержащим флюидом и гранитными расплавами различного состава при T =900 -1200oC и Р =1 кбар. Изучено распределение W и Mo между кислым модельным магматическим расплавом (лейкогранитного, гранитного и гранодиоритового состава) и сосуществующим с ним флюидом, как хлоридного, так и фторидного состава при Р = 1 и 5 кбар, Т = 800 –1000оС. В связи с полученными экспериментальными результатами рассмотрены некоторые аспекты условий образования танталовых месторождений в редкометальных литий фтористых гранитах, а также причины фракционирования Ta и Nb в высоко дифференцированных гранитах. Следующие из полученных результатов представляют наибольший интерес. (1) Определены величины растворимости и коэффициенты диффузии Ta, Nb, Fe и Mn в гранитных расплавах. Установлено сильное влияние температуры на растворимости Ta и Nb в расплаве массивного редкометального Li-F гранита. Показано, что при T =820oC и P =1 кбар растворимости Ta и Nb существенно уменьшаются с ростом содержания SiO2 в составе расплава (~ в 2 раза при увеличении SiO2 от 74 до 81.5 %). Впервые рассчитаны коэффициенты диффузии Ta и Nb в алюмосиликатных расплавах. Установлено, что при растворении колумбита в расплаве редкометального Li-F гранита коэффициенты диффузии Ta и Nb на 1.5-2 порядка меньше, чем таковые для Fe и Mn, то есть Ta2O5 и Nb2O5 диффундируют в расплаве самостоятельно со значительно меньшей скоростью по сравнению с FeO и MnO. Все полученные коэффициенты диффузии уменьшаются приблизительно на 1.5 порядка величины с понижением температуры от 980 до 740oC. (2) Рассчитаны коэффициенты распределения Ta, Nb, Mn и F между флюидом и расплавом. Коэффициенты распределения Ta, Nb и Mn имеют очень небольшие значения (меньше 0.1), то есть распределение этих металлов резко смещено в пользу расплава. Тем не менее, коэффициенты Dfluid/melt при исследованных условиях изменяются весьма существенно – в 40 раз для Ta и в 16 раз для Nb. Уменьшение температуры оказывает заметное влияние на величину DTa и значительно слабее влияет на DNb. В изученной системе коэффициенты распределения фтора составили ~0.1 – 0.3 при 900 -1000oC и ~0.3 -0.7 при 1100 -1200oC. Они увеличиваются с ростом температуры и с увеличением отношения A/NKM. (3) Установлено заметное влияние состава расплава на распределение W и Мо в системе. Коэффициенты распределения W и Мо увеличиваются с изменением состава расплава от гранодиоритового к гранитному и лейкогранитному, а также с увеличением давления от 1 до 5 кбар.

For the accounting period the effect of temperature, pressure and melt composition on solubilities of columbite and wolframite in Li-F granitic melts of different composition is experimentally investigated at T =740-980oC and Р =0.3-3 kbar. For the first time the quantitative data on the partitioning of Ta and Nb between aqueous F-containing fluid and granitic melts of different composition were received by the experimental method at T =900-1200oC and Р =1 kbar. The partitioning of W and Mo between acid model magmatic melts (leucogranite, granite and granodiorite compositions) and the coexisting with him fluid both chlorine- and fluorine-containing composition is investigated at Р = 1 -5 kbar and Т = 800-1000oС. In connection with the received experimental results some aspects of conditions of formation of tantalum deposits in Li-F rare metal granites and also the reasons of fractionating of Ta and Nb in highly differentiated granites are considered. The following from the received results represent the greatest interest. (1) The values of solubility and the diffusion coefficients of Ta, Nb, Fe and Mn in granitic melts are determined. The large influence of temperature on solubilities of Ta and Nb in the melt of massive Li-F rare metal granite is established. It is shown, that at T =820oC and P =1 kbar the solubilities of Ta and Nb essentially decrease with growth of contents of SiO2 in the melt composition (~ twice at increase of SiO2 from 74 up to 81.5 wt.%). For the first time the diffusion coefficients of Ta and Nb in aluminosilicate melts are calculated. It is established, that the diffusion coefficients of Ta and Nb are on 1.5-2 order of values less than those for Fe and Mn at dissolution of columbite in the melt of Li-F rare metal granite. In other words the Ta2O5 and Nb2O5 diffuse in the melt independently with much smaller speed in comparison with FeO and MnO. All of the received diffusion coefficients decrease approximately for 1.5 orders of values with the decrease of temperature from 980 up to 740oC. (2) The partition coefficients of Ta, Nb, Mn and F between the fluid and the melt are calculated. The partition coefficients of Ta, Nb and Mn have very small values (less than 0.1), that is the partitioning of these metals is sharply removed in favour of the melt. Nevertheless, the coefficients of Dfluid/melt change rather essentially - in 40 times for Ta and in 16 times for Nb under the conditions to be studied. The decrease of temperature influences appreciably on the value of DTa and much more poorly on the value of DNb. The partition coefficients of fluorine are ~0.1 - 0.3 at 900-1000oC and ~0.3-0.7 at 1100-1200oC in the system to be studied. They increase with growth of temperature and with increase in molar relation A/NKM. (3) The appreciable influence of the melt composition on partitioning of W and Мо in the system of granitoid melt – fluid is established. The partition coefficients of W and Мо increase with change of the melt composition from granodioritic to granitic and to leucogranitic, and also with increase of pressure from 1 up to 5 kbar.