ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВНИР

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
4 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
Результаты этапа: Этап 2014 г. 1. Предложенный метод пересчёта химического состава минералов-оксидов позволил рассчитать содержания следующих миналов в экспериментальных образцах: в хромшпинелидах 5 миналов – шпинелевый до 86 мол.%, магнезиохромитовый до 54 мол.%, хромитовый до 60 мол.%, магнетитовый до 16 мол.%, ульвошпинелевый до 8 мол.%; в магнетитах 4 минала – шпинелевый до 28 мол.%, магнезиоферритовый до 34 мол.%, магнетитовый до 75 мол.%, ульвошпинелевый до 80 мол.%; в ильменитах 4 минала – перовскитовый до 1.6 мол.%; гейкилитовый до 28 мол.%, гематитовый до 20 мол.% ильменитовый до 96 мол.%. В результате обработки экспериментальных данных методами многомерной статистики получены коэффициенты в системе уравнений для моделирования кристаллизации магнетита и ильменита из базитовых расплавов. Точность предсказания составов составляет не хуже ±6 мол.% на 5% уровне значимости для миналов с содержаниями больше 30 мол.% и не хуже ±2 мол.% для миналов, содержания которых меньше 30 мол%. Оценка точности выполненных в программе КриМинал расчётов температур ликвидуса для железорудных минералов составляет ±10-15º на 5% уровне значимости. 2. Для олово-вольфрамового месторождения Светлое (Чукотка) определены концентрации лантаноидов вольфрамите и флюорите различных стадий. Выявлены закономерности эволюции флюида при формировании месторождения. Показано, что использование коэффициентов распределения минерал-флюид расширяет индикаторные возможности РЗЭ, позволяя использовать составы минералов для выявления эволюции гидротермального раствора. Определены содержания редкоземельных элементов в минералах вольфрамитового месторождения Спокойнинское. Эти результаты позволили установить главные черты поведения редкоземельных элементов при формировании месторождений типа минерализованных куполов – перераспределение между магматическими и гидротермальными минералами-концентраторами. Проведено экспериментальное исследование распределения редкоземельных элементов между флюоритом, шеелитом и флюидом. Но основе результатов исследования можно увеличить список элементов, для которых определены коэффициенты минерал/флюид. 3. Выполнена оценка источников вещественного состава жил гидротермальных месторождений по характеру распределения редкоземельных элементов в рудах и вмещающих породах. Установлено, что в формировании состава полиметаллических жил Джимидонского месторождения (Северная Осетия) играют роль оба типа преобладающих пород: палеозойские граниты (главные рудовмещающие породы на большинстве месторождений Садонского района) и докембрийские кристаллические сланцы (типичные рудовмещающие породы только для Джимидонского месторождения) при активизации гидротермально-метасоматических процессов в среднеюрское время. Показано, что источник рудного вещества чаще всего является комбинированным и включает породы субстрата в различных пропорциях, а их соотношение можно установить по специфическим характеристикам спектров РЗЭ в рудных жилах. Работа по теме выполнена на научном оборудовании, закупленном по Программе развития МГУ. Публикации 2014 г. по теме работ: 15 статей, сделано 13 докладов на 7 совещаниях.
5 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. «Физическая геохимия природных процессов» (этап 2015 г.)
Результаты этапа: Этап 2015 г. 1. Построена термодинамическая модель формирования олово-вольфрамового месторождения Светлое (Чукотка), связанного с гранитами. На первом этапе в гидротермальной системе преобладал магматогенный флюид. Относительная концентрация РЗЭ во флюиде имела характеристики, сходные с гранитом. При охлаждении этого раствора из него отлагались минералы предрудной стадии. Смешение с экзогенными водами привело к формированию минералов продуктивной стадии. На пострудной стадии происходит отложение шеелита, кальцита и флюорита. Этот этап характеризется низкими температурами (100-200°С) и низкими концентрациями РЗЭ. 2. Выполнен сравнительный анализ параметров формирования крупных расслоенных мафит-ультрамафитовых Киваккского (мощность 1300 м) и Ципрингского (3100 м) интрузивов и маломощных Кузьмовского (85 м) и Вавуканского (100 м) дифференцированных долеритовых силлов. Материалом для анализа послужили результаты численного моделирования динамики формирования этих объектов, которое было выполнено с использованием программного комплекса КОМАГМАТ. Эффективные коэффициенты распределения Ni, Co, Sr и Cr в моделях для крупных расслоенных интрузивов и маломощных силлов различаются незначительно и не выходят за пределы экспериментальных оценок. Основные динамические параметры – скорости оседания твердых фаз для крупных интрузивов и для Кузьмовского силла близки (первые метры в год). Высокие скорости оседания минералов в модели Вавуканского силла (первые десятки метров в год) обусловлены вероятным занижением мощности нижнего приконтактового участка сводного разреза из-за отсутствия здесь маркирующих горизонтов. Результаты моделирования распределения макро- и микрокомпонентов в интрузивах разной геологической позиции подтверждают возможность их количественного воспроизведения в условиях конвекционно-кумуляционного механизма дифференциации, тем самым доказывая реалистичность этого процесса магматической эволюции. 3. Выполнены обработка и переинтерпретация экспериментальных данных (Stefánsson, Seward, 2003a,b, 2004, Pokrovski G.S. et al., 2009 и др.) с помощью программного комплекса HCh и программ OptimA, OptimB, OptimC (Shvarov, 2015) и получены коэффициенты уравнения HKF для комплексных соединений золота AuOH°, AuCl2, AuHS(H2S)° и Au(HS)2. Проверка полученных данных по опытам (Benning, Seward, 1996; Gibert et al., 1998 и др.) дала удовлетворительное согласие расчетов с экспериментом. Полученные термодинамические данные были использованы для выявления факторов отложения золота в условиях гидротермальных процессов. Снижение температуры приводит к отложению золота вследствие уменьшения устойчивости его комплексов. Метасоматическое взаимодействие с вмещающими породами, сопровождающееся, как правило, подщелачиванием растворов, вызывает осаждение золота из гидросульфидных комплексов. Кипение гидротермальных флюидов в условиях преобладания гидросульфидные комплексов вызывает отложение золота, причем основная его масса отлагается в начале процесса кипения. Это связано с потерей H2S из раствора в газовую фазу (эффект «потери комплексообразователя»). Работа по теме выполнена на научном оборудовании, закупленном по Программе развития МГУ. Публикации 2015 г. по теме работ: 12 статей, сделано 15 докладов на 7 совещаниях.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".