ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ ПЕНТЛАНДИТ-БОРНИТОВЫХ РУД
В.И. Косяков1, Е.Ф. Синякова2
1Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 3, Россия
kosyakov@niic.nsс.ru
2Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 3, Россия
Ключевые слова: Система Cu-Fe-Ni-S, фазовые равновесия, зональность, фракционная кристаллизация, пентландит
Страницы: 1528-1541
Подраздел: ПЕТРОЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ
Аннотация
Для экспериментального моделирования процесса образования пентландит-борнитовых руд при фракционном затвердевании сульфидной магмы была проведена квазиравновесная направленная кристаллизация расплава состава (мол. %): Cu = 17.19, Fe = 19.05, Ni = 19.66, S = 44.10, из которого могут кристаллизоваться одновременно пентландит и борнит. По результатам измерения среднего состава твердой фазы построены кривые распределения компонентов в слитке и рассчитано изменение состава расплава в процессе направленной кристаллизации. Полученные данные показали, что закристаллизованный образец состоит из шести зон, каждая из которых имеет характерный фазовый и химический состав. В тетраэдре составов системы Cu-Fe-Ni-S траектория изменения состава расплава выглядит как ломаная пространственная кривая, каждому сегменту которой соответствует точка, показывающая средний состав одной из зон. Эти точки образуют неупорядоченное множество, что свидетельствует о сложном характере процесса фракционирования. Исследования характерных микроструктур по длине слитка с использованием данных по его усредненному химическому составу позволили предположительно определить перечень кристаллизующихся из расплава первичных фаз (борнитовый твердый раствор bnss, три типа пентландита с разным катионным составом: cfpn, npn и сnpn; четверной твердый раствор tss, а также установить последовательность выделения этих фаз и их ассоциаций из расплава в шести зонах: cfpn (зона I) / cfpn + bnss (зона II) / cfpn + bnss + npn (зона III) / tss + bnss (зона IV) / cnpn + bnss (зона V) / npn + bnss (зона VI). Составлена схема фазовых реакций вдоль пути кристаллизации и показано существенное влияние высокотемпературных форм пентландита на процесс фракционирования. Эти результаты соответствуют представленным ранее данным о фракционной кристаллизации многокомпонентных сульфидных расплавов и теоретическим закономерностям этого процесса. В ранее проведенных исследованиях получали образцы с небольшим количеством зон, получение образца из шести зон наблюдалось впервые. Установленная в образце зональность относится к сложному по своему характеру второму классу низкосернистой зональности рудных тел. Эти же данные подтверждают возможность существования разных видов зональности в пределах основных двух классов зональности медно-никелевых рудных тел.
DOI: 10.15372/GiG20171006 |
