Введение к работе
Актуальность исследования. Основное количество проводимых ранее экспериментальных работ направлено на выяснение форм существования и переноса элементов в водных растворах (Маракушев, Перчук, 1974, Рябчиков, Новгородова, 1981; Рыжспко и др, 1997; Новгородова и др, 1995; Летников, 1999; Савенко, 2001 и др) В области восстановленных флюидов число экспериментальных исследований невелико (Летников, 1977, Лстпнков н др, 1983; Fislcr, Mackwell, 1994; Жатнусв и др. 1996; Плюснипа, Кузьмина, 1999, Плюсшша и др, 2004, Дурасова и др., 2001, Симаков и др., 2004, 2008; Peregoedova et al, 2006). Основная часть таких работ проводилась в узком интервале температур и давлений. В данной работе с единых методических позиций рассматривается перенос элементов в широком Р-Т интервале при значительном изменении состава флюидов - от «сухих» безводных до гидротермальных.
Цель и задачи исследования. Целью работы является комплексное экспериментальное исследование факторов и механизмов переноса рудных и петрогепных компонентов в восстановленных флюидах
В связи с этим были поставлены следующие задачи 1. Анализ изученности проблемы переноса вещества восстановленными флюидами 2 Физико-химическое моделирование с помощью программного комплекса «Селектор-С» Оптимизация условий экспериментов и состава флюида.
-
Исследование взаимодействия восстановленного флюида С-О-Н с Al-Si матрицей в термо-и бароградиентных условиях.
-
Исследование возможности переноса Si и Fe восстановленным флюидом H-O-N в термоградиептпых условиях
-
Исследоваїше переноса рудных элементов на примере Аи и Си в восстановленном флюиде H-O-N в термоградиентных условиях.
Фактический материал и методы исследовании. Для решения поставленных задач автором в течение 2005-2008 годов был собран обширный фактический материал. Проведено 98 экспериментов, изучено более 400 образцов. Выполнено 200 рентгеноструктурных и 40 микрозондовых анализов Проведен силикатный анализ более 70 образцов іранитиого стекла, получено 120 микрофотографий и 550 цифровых снимков, из которых 30 - в обратнорассеянном и рентгеновском излучении. Проведено исследование экспериментального материала Полученная информация использовалась как для расшифровки особенностей изменения физических, оптических свойств минералов, их физико-химических особенностей, так и степени их взаимодействия с восстановленными флюидами. Химические, рентгеноструктурные, термические анализы выполнены в аналитическом центре ИЗК СО РАН Микрозондовые исследования проведены в ИГХ СО РАН Физико-химическое моделирование проводилось с использованием программного комплекса "СЕЛЕКТОР"
Научная новизна работы. В отличие от проведенных ранее экспериментов с восстановленными флюидными системами, проводимыми в статических условиях (при фиксированных Р-Т-параметрах), наши эксперименты поставлены в динамических системах при наличии термо- и бароградиентов, что приближает данные экспериментальные исследования к природным условиям. В бароградиентных системах С-О-Н при падении давления флюида установлено отложение в межзерновом пространстве тонкодисперсного углеродистого вещества с примесью полевых шпатов, обогащенного рудными и нстрогенными элементами за счет взаимодействия с гранитным стеклом. Установлен перенос кремния и железа и образоваїше фаялита в термоградиентных системах H-O-N в
присутствии NaCl как в гидротермальных, так и в безводных условиях. Показано существенное влияние состава подложки, по которой развивается фаялит, на развитие форм огранки этого новообразованного минерала. Показан эффективный перенос меди с образованием медистого золота флюидом H-0-N в термоградиентных условиях как в «сухих», так и в содержащих НгО системах.
Практическая значимость работы. Исследованы два типа восстановленных систем -на базе углерода и азота Обнаружение полевых шпатов при осаждении углеродистого вещества во флюиде С-О-Н доказывает возможность образования каркасных алюмосиликатов в восстановленных флюидных системах, что хорошо согласуется с природным отложением графита в полевошпатовых жилах и пегматитах. Образование фаялита в высокоазотистых системах моделирует появление фаялитовых грейзенов, связанных с кислыми гранитными интрузиями. Перенос халькофильных элементов является подтверждением подвижности меди в природных объектах с восстановительной спецификой Экспериментальное моделирование предоставляет возможность определить этапы и границы преобразования минералов и твердых растворов минеральных фаз в восстановленных системах. Подученные результаты могут быть использованы при интерпретации геохимических данных.
Основные защищаемые положения
-
В бароградиептных восстановленных флюидных системах С-О-Н (Т=500-800С, Р-500-2000 атм) установлен перенос Si, А1 и рудных компонентов с образованием полевых шпатов при отложении новообразованного графитизированного вещества в тонкопористых минеральных средах при падении давления флюида
-
Фшоидом H-0-N в его восстановленной часги в присутствии NaCl в интервале температур 500-7О0С и давлений 500-1000 атм осуществляется перенос Fe и Si с образованием фаялита.
-
Флюидом H-O-N в термоградиеитных условиях (Т=500-700С, Р=500-1000 атм) в системах, содержащих золото и медь, осуществляется эффективный перенос Си с образованием медистого золота.
Апробации работы и публикации. Отдельные положения данной работы обсуждались на Всероссийской молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика» (Иркутск, ИЗК СО РАН, 2005, 2007 гг.), XV Российском совещании по экспериментальной минералогии (Сыктывкар, Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, 2005г), Научной конференции «Благородные и редкие металлы Сибири и Дальнего Востока: рудообразующие системы месторождений комплексных и нетрадиционных типов руд» (Иркутск, ИГХ СО РАН, 2005 г.); XIII и XIV Международных научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, МГУ им Ломоносова, 2006, 2007 гг.); Всероссийском семинаре по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (Москва, ГЕОХИ РАН, 2006, 2007, 2008 гг.); lllh international Conference on Experimental Mineralogy, Petrology and Geochemistry (Bristol, 2006), Третьей Сибирской Международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, ОИГГМ СО РАН, 2006 г.); Симпозиуме «Синергетика геосистем» (Москва, ИГЕМ РАН, 2007 г).
По теме диссертации опубликованы 2 статьи в журнале «Доклады Академии Наук»; 14 тезисов докладов.
В период с 2004 по 2008 гг были поддержаны 2 проекта, в которых автор являлся исполнителем - Грант РФФИ № 04-05-64869, Грант РФФИ № 08-05-00394. За научные достижения, выполненные в рамках представленной работы, Фонд содействия отечественной науке присудил автору грант на 2006-2007 гг.
Обьсм и структури работы. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения общим объемом 130 машинописных страниц и включает 18 таблиц, 44 рисунка, 2 приложения Список литературы состоит из 127 наименований.
Благотарноо п. Автор глубоко признателен научному руководителю к г -м н Л А Ивановой за постоянное внимание и чуткое руководство, к г-міг В Я Медведеву за неоценимую помощь в работе и критические замечания, высказанные в процессе ее подготовки Автор искренне благодарит академика Ф А Летникова за постановку задачи исследования, консультации и поддержку Автор благодарит 3 Ф. Ущаповскую и МН Рубцову за проведение рентгеносгруктурных анализов, НВ. Наргову за выполнение дифференциально-термических анализов, Л А Павлову за вьшолнение микрозоцдовых анализов, Н Ю Цареву за выполнение химико-аналитических работ. Автор признателен д.х и В Л Таусону за совместные исследования. Автор искренне благодарит всех своих коллег за ценные замечания и рекомендации при написании работы.
