Введение к работе
Актуальность темы. Реконструкция условий и механизмов гидротермального рудообразования, физико-химических процессов, происходивших при формировании гидротермальных месторождений, является важнейшей фундаментальной и прикладной проблемой геохимии. Успехи, достигнутые в области термодинамического моделирования показывают, что его применение позволяет добиться значительного эффекта при исследовании процессов становления и развития палеогидротермальных рудообразуюших систем.
В рудообразующем гидротермальном процессе обязательно участвуют два главных исходньк реагента: гидротермальный флюид и породы, окружающие формирующееся месторождение. Чаще всего взаимодействие "вода-порода" рассматривается, как процесс сопровождающий рудообразование, а не как процесс, приводящий к рудообразованию и регулирующий его. Термодинамическое моделирование условий образования месторождений и исследование роли взаимодействия "вода-порода" в формировании гидротермальных рудных тел, определяет важность и актуальность темы диссертации.
Цель и задачи работы. Реконструкция механизмов и процессов образования и эволюции рудных тел и сопутствующих ореолов металлов на низко- и средне-температурных гидротермальных жильных месторождениях на основе развития методов геохимических исследований и термодинамического моделирования.
Основные задачи исследования:
-
Разработка методов оценки составов гидротермальных растворов.
-
Исследование рудогенерирующей роли пород, вмещающих месторождение.
-
Разработка методов равновесно-динамического моделирования гидротермальных рудообразуюших систем жильных месторождений, учитывающих элементы динамики и эволюцию процессов массопереноса и массообмена.
-
Построение обобщенных моделей формирования жильных урановых и полиметаллических месторождений с анализом процессов и механизмов, происходящих в гидротермальной системе от областей мобилизации растворами рудных компонентов до областей рудо- и ореолообразования.
Научная новизна.
-
Проведенные исследования явились одними из первых, в которых были заложены основы и получило развитие новое направление геохимии - физико-химическое моделирование процессов гидротермального рудообразования на ЭВМ. В наших работах описаны первые равновесно-динамические модели низко- и среднетемпературных гидротермальных систем.
-
Разработан комплекс методов и методических приемов оценки составов гидротермальных растворов, основанных на применении численных методов физико-химического моделирования. Новыми являются данные о направленном изменении состава гидротермального раствора во времени, полученные при исследовании рудогенерирующей роли пород, вмещающих месторождения.
-
Впервые на уровне физико-химического моделирования доказана геохимическая роль гидродинамических барьеров. Такими барьерами являются локальные участки трещинно-жильных систем, на которых структура потока гидротерм обеспечивает максимальную интенсивность реакций "раствор-раствор", ведущих к минерало-и рудоотложению.
-
Впервые применен метод изучения тонкой структуры ореолов распределения рудных элементов в околожильном пространстве гидротермальных месторождений жильной полиметаллической формации и показана возможность использования этих данных в качестве основы генетических моделей рудо- и ореолообразования.
-
Впервые по результатам моделирования проведен анализ эволюции гидротермальной рудообразующей системы жильных полиметаллических месторождений.
6. Впервые построены обобщенные термодинамические модели рудообра-зующих гидротермальных систем жильных полиметаллических и урановых месторождений, включающие область мобилизации рудных компонентов и область рудо- и ореолообразования, и показано соответствие результатов моделирования природным аналогам.
Практическое значение.
Построение и анализ количественных равновесно-динамических моделей рудообразуюших гидротермальных систем позволит развить физико-химическую теорию гидротермального процесса, выявить причины, условия и механизмы формирования концентрированного и вкрапленного оруденения, что в свою очередь позволит создать новые критерии поиска и оценки рудных месторождений.
Объекты исследования и фактический материал.
Исследования на Pb-Zn жильных месторождениях (Сев.Осетия - Холст, В.Згид, Архон) автор проводил в 1991-1995, 1997 г. В настоящее время имеются данные для 27 детальных разрезов вмещающих пород для восьми рудных тел трех месторождений. Обший объем первичных данных: более 1400 проб (вмещающие породы и жилы), 300 образцов, 700 шлифов и ашшифов.
Месторождения U-Mo формации непосредственным объектом полевых исследований автора не являлись, но тесное многолетнее творческое сотрудничество с ВиктЛ.Барсуковым позволило максимально полно использовать при термодинамическом моделировании колоссальный объем первичной геологической и геохимический информации, полученной на этих объектах.
Структура работы и методы исследования.