Введение к работе
Актуальность. Развитие теоретических и прикладных исследований в последние годы особенно отчетливо показало, что разработка геолого-генетических моделей главных типов рудных формаций составляет методологическую основу металлогенического анализа и прогнозирования месторождений полезных ископаемых.
Модельный подход к выявлению совокупности факторов, приводящих к формированию рудных месторождений позволяет провести исследования на более высоком уровне и получить качественную и количественную информацию нового содержания.
Одним из перспективных подходов к'оценке элементов гсоло-го-генетической модели месторолэдения является термодинамическое моделирование на ЭВМ, основанное на понятиях частичного и локального равновесия в химических системах.
В связи с изложенным, была определена цель данной работы: построение численной равновесно-динамической модели гидротермальной рудообразущей системы Терлигхайского месторождения ртути.
В процессе исследования решались следующие задачи:
-
Выявление основных черт геологической модели месторождения.
-
Изучение распределения миграционных форм ртути в различных гидротермальных системах.
-
Расчет численной физико-химической модели зоны рудоот-ложенйя, которая рассматривается как система взаимодействия "гидротермальный флюид-порода".
4.Оценка массообмена при реализации возможного механизма автосмешения палеопотоков гидротерм.
Фактическая основа и методы исследования: предлагаемая работа основана на результатах исследований, проведенных автором в лаборатории гидротермального рудообразовшшя ИГиГ СО АН СССР по программе ГКНТ 02.05.АН проблемы 0.05.01. "Построить генетические модели эндогенных рудных формаций" и в период прохождения заочной аспирантуры в ИГУ им.И.В.Ломоносова. В работе использованы материалы:
а) геолого-геохимического картирования метасоматитов Терлигхайского месторождения, изучения структуры рудного поля, со-
става пород и руд с применением современных методов исследования вещества;
б) экспериментальных исследований - анализа газово-жидких
вклинений в минералах сильного выполнения, изучения петрофизи-
ческих свойств вмещающих пород;
в) экспериментальных данных разных авторов по растворимос
ти киновари в различных средах;
г) использованы методы термодинамического анализа и физи
ко-химического моделирования на ЭШ химических.равновесий в си
стемах: H-O-Cl-C-HgrH-O-Cl-S-C-Hg; Н-О-К-Иа-Ca-Mg-Al-Si-Fe-C-
Cl-S-Hg с применением программы GIBBS.
Научная новизна: заключается в построении термодинамической модели гидротермальной рудообразупцей системы (ГРС) в пре--делах зоны рудоотложения месторождения ртути.
-
Впервые исследована многокомпонентная гетерогенная система H-O-K-Ka-Ce-Mg-Al-Si-Pe-C-Cl-S-Hg в интервале Т=Ю0-200С и Р=Р„ п , которая описывает процесс взаимодействия "гидротермальный флюид-порода" и на этой основе предложена количественная модель эволюции ГРС Терлигхаиского месторождения, показана причинная связь рудоотложения и зональности метасоматитов.
-
Проведена количественная оценка состава исходного гидротермального раствйра и предложены элементы методики такой оценки на ЭШ.
-
Проведен термодинамический анализ системы н-0-ci-s-c-Hg в интервале Т=50-200С и Р=РН п и получены дополнительные данные по распределению равновесных Hg-комплексов в гидротермальном флюиде.
-
Впервые на количественной основе проведено термодинамическое моделирование на ЭШ процесса осаждения киновари и металлической ртути в тыловой и внешних зонах метасоматических колонок аргиллизитов, развивающихся по породам основного и среднего состава и выявлены причины ртутного рудообразования.
-
Показана возможная роль и место механизма автосмешения гидротермальных потоков при формировании жил выполнения в рудном поле месторождения.
Основные защищаемые положения
1. Расчет численной физико-химической модели процесса
массообмена и рудообразования на ЭБЫ позволил установить сос
тавы растворов, участвующих на разных стадиях развития месторо
ждения в мстасоматическом процессе, определить изменение его
свойств, показать зависимость схемы воспроизводимой минеральной
зональности метасоматитов от состава вмещающей среды и гидро
термального раствора.
На основании результатов расчета 15 частных численных физико-химических моделей, которые имитируют метасоматическое изменение вмещающих пород и рудообразование на Тэрлигхайском месторождении ртути,предложена количественная модель эволюции состава и свойств гидротермальной рудообразуыцей системы месторождения.
2. Данные термодинамического анализа распределения равно
весных форм ртути в хлоридно-сульфидно-углекислых растворах при
Т=50-200С и в широком интервале значений рН , позволили полу
чить дополнительную информацию о формах переноса ртути в гидро
термальной системе ртутного месторождения аргиллизитового типа.
В системе н-0-c-ci-Hg преобладает хлоридный комплекс HgCl^" (T=I50C, mcl>/3.0i m^g ^ 10~6 ); в системе Н-0-С-С1-S-Hg важнейшими миграционными формагли являются гидросульфидный комплекс Hg (HS )| и атомарная нв(р_р)( тн ^Ю'^лоль).
3. Осаждение Hg/^BO внешних зонах метасоматитов проис
ходит при взаимодействии кислых хлоридно-углекислых растворов
с вмещагацими породами алюмосилікатного состава. При этом эле
ментарная ртуть является одной из форм нахождения ртути в пер
вичных ореолах рассеяния или присутствует в виде жидкой ртути
в метасоматитах.
4. Образование киновари во внешних и внутренних зонах ар-
гиллизитов месторождения связано с изменением окислительно—
восстановительных свойств ГК! - возникновением подвижного оки
слительного геохимического барьера, который является продук
тивным при концентрациях сульфидной серы(тн>^0~ моль).
Осаждение киновари не происходит в случае миграции ртути в формо Hg/^yвероятно поэтому основная масса метасоматитов каолинитовой фации является безрудной.
Практическая ценность приведенной работы заключается в
получении одного из элементов численной модели месторождения определенного минерального типа ртутной рудной формации. Результаты проведенной работы могут быть использованы для локального прогноза рудных и безрудных зон метасоматитов Терлигхай-ского месторождения, а также для других ртутных месторождений аргиллизитового типа.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на II Всесоюзном совещании "Генетические модели эндогенных рудных формаций" (Новосибирск, 1985), на II Всесоюзном симпозиуме "Термодинамика в геологии" (Миасс, 1988), на региональной конференции "Актуальные вопросы геологии Сибири" (Томск, 1988), на ежегодном семинаре.экспериментаторов в ГЕОХИ (1989), на 7 Всесоюзном симпозиуме по кинетике и динамике геохимических процессов (Черноголовка, 1989), на совещании рабочей группы по ртути (1989), на семинарах ИГиГ СО АН СССР (1988, 1989), на семинаре Мингео СССР (1988).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.
Объем работы. Работа состоит из текста диссертации (введение, 7 глав, заключение), изложенного на /01 страницах, if рисунков, 15 таблиц.. Библиография включает /29 наименований.
Пользуясь случаем, автор выражает глубокую признательность В.А.Жарикову и М.В.Борисову за предоставление интересной темы исследования и постоянную поддержку и внимание к работе. При подготовке диссертации были весьма полезны советы сотрудников лаборатории гидротермального рудообразования ИГиГ СО АН СССР.
