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