Блог
Синякова Е.Ф., Колонин Г.Р
Физико-химическая модель поведения примесей МПГ при кристаллизации Fe-Ni сульфидных расплавов
Цель настоящего исследования – выявление ряда прямых корреляций между составом Fe-Ni-минералов рудоносных парагенезисов, с одной стороны, и преобладающими минеральными формами Pt, Pd и редких платиноидов, с другой. Основой для этого является обширный экспериментальный материал по системе Fe-FeS-NiS-Ni-(Pt, Pd, Rh, Ru, Ir) для температур 900, 800 и 600°С при содержании серы 51.50, 48 и 45 ат. %.
Особенности используемого методического подхода: 1) рудообразование может рассматриваться как процесс кристаллизации остаточных ликвационных сульфидных расплавов, основными факторами которого являются снижение температуры и эволюция летучести газообразной серы; 2) формирование сульфидных руд проходит через два геохимических барьера: а) кристаллизацию при температурах ~ 1100–900°С моносульфидного твердого раствора (mss) c микропримесями Rh, Ru и Ir с последующим выделением из mss гексагонального пирротина и хизлевудитового твердого раствора (hzss); б) субсолидусное образование пентландита (pn) в ходе перитектоидной реакции mss + hzss → pn при температуре 620–610°С с вхождением в него в него микропримесей легких МПГ (Pd, Rh). При этом наблюдается образование собственных фаз тяжелыми МПГ (Pt3Fe, Pt, Fe, FeIr) и RuS2. Таким образом, в рамках развиваемой модели состав всех твердых растворов и образующихся из них фаз позволяют количественно оценивать не только температуру процесса и летучесть S2, но и наиболее вероятные формы нахождения МПГ-минералов (табл.). Ее принципиальной особенностью является возможность количественной оценки межфазного распределения МПГ на геохимических барьерах с помощью соответствующих коэффициентов распределения, также указанных в таблице.
Таблица. Формы выделения МПГ и обозначенные цифрами коэффициенты распределения (к) Ni, Fe и МПГ между mss и расплавом в системе Fe-FeS-NiS-Ni при содержании серы от 45 до 51 ат.% и температуре 900°C.
Ni/Ni+Fe,S | lg (fS2) | Ni | Fe | Pt | Pd | Rh | Ru | Ir |
от 0 до 0.4 S=51 ат.% | от – 4. 8 до – 2.2 | 0.17-0.54 ±0.3 | 2.02±0.3 | << 0.01 Pt, Fe, Ir –сплав | 0.01-0.05 ±0.02 | (0.3-0.8) ±0.05 | ”1 | ”1 Pt,Fe,Ir- сплав |
от 0.5 до 1 S=51 | от – 1.9 до – 1.3 | 0.59-0.91 ±0.3 | 2.02±0.3 | 0.02-0.06 ±0.01 ±(Pt,Ni)S | 0.04-0.08 ±0.02 | (3.5-8.3) ±5 | ”1 и RuS2 | ”1 |
от 0.1 до 0.4, S=50 | от 8.2 до 2.6 | до 0.5 | 1.92±0.1 | < 0.01 Pt3Fe | 0.01-0.06 | 0.3-4.2 | ”1 | ”1 |
от 0.5 до 1 S=50 | от 2.6 до 1.3 | 0.6-0.92 ±0.3 | 1.84±0.1 | < 0.01 | 0.06-0.11 | 4-7 | ”1 и RuS2 | ”1 |
от 0.2 до 0.4 S=48 | от 8.2 до 6 | 0.17-0.44 ±0.2 | 1.5±0.1 | << 0.01 ± Pt1-xFe | << 0.01 Pd3-xFe | 0.9-0.02 ±Rh,Fe-сплав | 1.4 – 7.4 | нет данных |
от 0.4 до 1 S=48 | от -6 до 1.3 | 0.44-0.92 | 1.5±0.1 | << 0.01 | << 0.01 | 2±0.5 | ”1 ± RuS2 | нет данных |
от 0.27 до 0.55 S=45 | от 8.2 до 4 | от 0.11 до 0.35 | 1.51±0.2 | << 0.01 Pt, Fe, Ir-сплав | << 0.01 | << 0.01 – 0.68 | 2.7-3.8 ±Fe,Pt, Ni Ru-сплав | Ir,Fe,Ni- сплав |