Блог

Беликова Г. И., Салихов Д. Н.
О последовательности выделения сульфидов в колчеданном рудообразовании.

В соответствии с термодинамическими свойствами халькопирита, пирита, пирротина, галенита, Zn-теннантита, сфалерита методами химической термодинамики (с учетом ряда ограничивающих условий) были рассчитаны последовательность выделения сульфидов в процессе гидротермально-осадочного колчеданообразования, области стабильного существования минеральных ассоциаций и их взаимные преобразования. Обнаружение признаков сходства условий рудогенеза в древних и современных океанах позволяет более обоснованно использовать результаты непосредственных наблюдений современного рудоотложения для реконструкции условий минералообразования на колчеданных месторождениях суши. Расчет стабильных сульфидных ассоциаций выполнен для температуры 700ºК (423ºС). Использованы данные прямых измерений температур современного минералообразования, соответствующие интервалу 270–366ºС [Бортников и др., 2004, Богданов и др., 2002, Симонов и др., 2002], а также результаты термобарогеохимических исследований по южно-уральским месторождениям, где максимальные температуры составляют 430–470ºС [Андриянова, 1986, 1994, Андриянова и др., 1992, Буслаев и др., 1992, Поленков и др., 1981, Kривцов и др., 1968]. Значения давлений в системе (Робщее) выбраны равными 100, 200, 300, 500 атм, для сравнения произведен расчет при Роб = 1 атм. Активности главных компонентов рудообразующих растворов взяты в соответствии с результатами анализа современных гидротерм: Cu2+, Zn2+, Pb2+ – от 10-2 до 10-6 М/л, Fe2+ – от 10-2 до 10-4 М/л, HS- – от 10-2 М/л, PH2S – 10-2 атм, 10-1 атм, 101 атм. Последовательность выделения первичных сульфидов при 423ºС, РH2S = 10-2 атм, отвечающая их термодинамическим свойствам, была прослежена на диаграмме, где главной характеристической переменной является степень восстановительности флюида, несущего H2, H2S, HS-, H+, Na+, K+, Cl-, молекулярные ассоциаты Cu, Zn, Pb, Fe, As, а также их диссоциированные формы (перечислены наиболее важные). По мере нарастания окислительности раствора сульфиды кристаллизуются в следующем порядке: железистый сфалерит, сфалерит, вюртцит, халькопирит, пирротин, блеклая руда, галенит, пирит. При значительном повышении окислительности среды могут осаждаться ковеллин, борнит, магнетит. Расчетами были выявлены характерные особенности осаждения сульфидов: 1. Общая асимметричность, макрозональность области рудоотложения. Графически диаграмма соотношений минеральных ассоциаций состоит из двух частей, неравноценных по количеству размещающихся в них полей устойчивости сульфидов: верхняя часть в более окисленной среде – поле халькопирита, вмещающее пирротин, пирит, галенит, Zn-теннантит, сюда же примыкают ковеллин, борнит, магнетит и нижняя – в более восстановительной области – поле сфалерита и его разновидностей. 2. Существование в пределах области рудоотложения активной зоны, где отсутствуют последовательность и зональность, но возможно одновременное, совместное осаждение всего комплекса сульфидов.

Литература

1. Андриянова Н. А. Декрепитационный анализ сульфидных минералов / Минералогия, геохимия и генезис полезных ископаемых Южного Урала. Уфа: БФАН СССР, 1986. С. 80–82.

2. Андриянова Н. А. К температурным условиям образования руд месторождения Бакр-Тау (Южный Урал). Геология и минерально-сырьевые ресурсы Республики Башкортостан. Материалы к совещанию. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 1994. С. 54–56.

3. Андриянова Н. А., Василенко В. Н., Буслаев Ф. П. и др. Физико-химические условия рудоотложения / Медно-колчеданные месторождения Урала. Условия формирования. Екатеринбург: УрО РАН, 1992. С. 220–239.

4. Богданов Ю. А., Бортников Н. С., Викентьев И. В. и др. Минералого-геохимические особенности гидротермальных сульфидных руд и флюида поля Рейнбоу, ассоциированного с серпентинитами, Срединно-Атлантический хребет (36°14′ с.ш.). Геология рудных месторождений, 2002. Т. 44. № 6. С. 510–542.

5. Бортников Н. С., Симонов В. А., Богданов Ю. А. Флюидные включения в минералах из современных сульфидных построек: физико-химические условия минералообразования и эволюция флюида // Геология рудных месторождений, 2004. Т. 46. № 1. С. 74–87.

6. Буслаев Ф. П., Молошаг В. П., Исмагилов М. И. и др. Зональность рудных тел и парагенетический анализ руд / Медно-колчеданные месторождения Урала. Условия формирования. Екатеринбург: УрО РАН, 1992. С. 105–119.

7. Кривцов А. И., Новгородова М. И., Рябов В. В. О температурах декрепитации разновозрастных минеральных ассоциаций группы медно-колчеданных месторождений Южного Урала // Тезисы докладов III Всесоюзного совещания по минералогической термобарометрии и геохимии глубинных минералообразующих растворов. М.: Мингео СССР, ВНИИСИМС, 1968. С. 184–186.

8. Поленков А. И., Баранов Э. Н., Дороговин Б. А. Гетерогенность околорудных ореолов Узельгинского медно-колчеданного месторождения (Ю. Урал) и ее поисковое значение. Методы прикладной геохимии. Тез. докл. Второго междун. симп. СССР, ч. I. Иркутск: Институт геохимии им. А. П. Виноградова. СО АН СССР. 1981. С. 101–102.

9. Симонов В. А., Бортников Н. С., Лисицын А. П. и др. Физико-химические условия минералообразования в современной гидротермальной постройке «Венский лес» (задуговый бассейн Манус, Тихий океан) // Металлогения древних и современных океанов-2002. Миасс: ИМин УрО РАН, 2002. С. 61–68.