Физическая геохимия эндогенных и экзогенных системНИР

Physical geochemistry of endogenous and exogenous systems

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Физическая геохимия эндогенных и экзогенных систем (этап 2016 г.)
Результаты этапа: Исследования по теме «Физическая геохимия эндогенных и экзогенных систем» (этап 2016 г.) проводились по трем основным направлениям: 1. Верификация разработанных ранее ликвидусных термобарометров для железорудных минералов на материале мафит-ультрамафитовых расслоенных плутонов. Выполнена верификация хромитового и магнетитового ликвидусных термобарометров на материале крупных расслоенных интрузивных комплексов. Смысл верификации состоял в сравнении действительной координаты появления в вертикальном разрезе интрузива соответствующего рудного минерала в качестве кумулятивной фазы с теоретическим уровнем его появления, рассчитанным по термобарометру. Расчёты температур ликвидуса железорудных минералов в программе КриМинал по разработанным термобарометрам с использованием результатов численного моделирования в программе КОМАГМАТ процессов формирования Ципрингского, Киваккского и Бураковского интрузивов предсказали уровень появления кумулятивных хромшпинелидов и магнетитов в вертикальных разрезах. Узкие доверительные интервалы для температур ликвидуса минералов позволили предсказать уровень появления кумулятивных рудных фаз в километровых вертикальных разрезах дифференцированных интрузивов с погрешностью не более, чем ±50 м. Верифицированные ликвидусные термобарометры включены в алгоритм термодинамического блока КриМинал. Областью применения верифицированных термобарометров является численное моделирование процессов кристаллизации базитовых силикатных систем с учётом кристаллизации хромшпинелидов и магнетита. 2. Геохимия редкоземельных элементов в гидротермальных системах, связанных с гранитоидами. Впервые для олово-вольфрамовых месторождений Иультин и Светлое проведено систематическое изучение содержаний РЗЭ в гидротермальных системах и дана оценка концентрации этих элементов в гидротермальном растворе с использованием коэффициентов распределения минерал-флюид. Полученные результаты позволили выявить эволюцию гидротермального флюида и определить его источник. Установлены закономерности эволюции состава минералов и гидротермальных растворов при рудообразовании на новом материале по месторождениям Иультин и Светлое. Разработанный подход может быть использован для анализа поведения РЗЭ при формировании гидротермальных месторождений различных типов. 3. Термодинамическое моделирование поведения микроэлементов в системе “вода – донные отложения” при изменении физико-химических условий. Проведен расчет форм нахождения микроэлементов в поровых водах донных отложений природных водоемов (Иваньковское и Вышневолоцкое водохранилища, озера Удомля и Песьво) и поверхностных водах водотоков в районах горнорудной промышленности (пруд-отстойник Урупского хвостохранилища, дренажные воды в районе Находкинского рудного поля), которые подвержены интенсивному загрязнению тяжелыми металлами и токсичными элементами. Для характеристики вод использован комплекс аналитических методов. Расчеты равновесного состава системы выполняли с помощью пакета программ HCh. Для первой группы объектов установлено, что большинство рассмотренных элементов (Mn, Cd, Zn, Ni, Co) присутствует в воде преимущественно в форме свободных ионов, а для Cu и Pb значительную роль играет комплексообразование. Для Pb характерны карбонатные, а для Cu – карбонатные и фульватные комплексы. Для всех объектов этой группы в последние годы характерно повышенное зарастание акватории (эвтрофикация). Полученная информация о формах нахождения металлов будет использована для моделирования результатов этого процесса. Во второй группе объектов повышенная сульфидность определяет опасность развития процессов кислотного дренажа. Кислые рудничные воды могут отрицательно влиять на качество вод принимающих водотоков, приводя к понижению pH, увеличению общей минерализации, содержаний сульфатов и растворенных форм металлов. Среди комплексов металлов ведущую роль играют сульфатные. Полученные данные можно использовать при разработке программы экологического мониторинга качества поверхностных вод при разведке месторождений руд.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Физическая геохимия эндогенных и экзогенных систем (этап 2017 г.)
Результаты этапа: Исследования по теме «Физическая геохимия эндогенных и экзогенных систем» (этап 2017 г.) проводились по трем основным направлениям: 1. Оценка вероятного влияния доли интеркумулятивного расплава в кумулусе на возможность образования "сульфидных ловушек" и локализацию сульфидной фазы в горизонтах с малосульфидной платинометальной минерализацией в расслоенных мафит-ультрамафитовых комплексах. Определены содержания редкоземельных и халькофильных элементов в породах из горизонтов с малосульфидной минерализацией из Киваккского расслоенного плутона. Концентрация халькофильных элементов является мерилом доли сульфидной фазы в породе, а содержание некогерентных РЗЭ отражает долю интеркумулятивного расплава. Установлено, что при одинаковой доле интеркумулятивного расплава в кумулатах содержания сульфидов выше в мелкозернистых породах, т.е. мелкозернистый кумулус создает своеобразные «ловушки» для сульфидных капель, мигрирующих в интеркумулусе. 2. Развитие методов термодинамического моделирования гидротермальных процессов с участием РЗЭ. По содержанию РЗЭ во флюиде реконструирована схема рудообразования на месторождении Иультин и Светлое. На первом этапе в гидротермальной системе преобладал магматогенный флюид. Продуктивная стадия характеризовалась смешением магматогенного флюида и экзогенных вод. В постпродуктивную стадию преобладали экзогенные воды. Расчет составов гидротермальных растворов показал, что развитие гидротермальных систем Иультин и Светлое сопровождалось изменением концентрации РЗЭ во флюиде. Такое изменение не наблюдается на месторождении Спокойнинское, что объясняется тем, что на всех стадиях концентрация РЗЭ во флюиде контролировалась растворимостью монацита гранитов. Рассчитана термодинамическая модель рудообразования на месторождениях Иультин и Светлое. Главным фактором отложения вольфрамита и касситерита является смешение магматогенного флюида с метеорными водами, прошедшими через взаимодействие с вмещающими породами. По пропорции смешения и отложения минералов рассчитано содержание РЗЭ в рудообразующем флюиде. Сопоставление составов, полученных в модели и реконструированных по составам минералов, позволило верифицировать результаты термодинамической модели. 3. Выявление факторов, способствующих накоплению золота в гидротермальных системах типа high sulfidation на примере подводных островодужных гидротерм. Влияние кипения на отложение золота в эпитермальных системах является предметом длительной дискуссии из-за многофакторности воздействия кипения гидротермальных растворов на состояние рудообразующих систем. Эффективным методом исследования такого процесса является термодинамическое моделирование. Задача исследований – определить влияние кипения на условия отложения золота в островодужных гидротермальных системах с разным типом питания. Рассчитано два варианта модели: конвективный, когда единственным источником флюида в системе была морская вода, и комбинированный, когда в систему добавлялся еще магматический газ в пропорции 1:20. Проведенные расчеты показали, что в конвективной модели золото полностью растворяется из породы в нисходящей ветви, а при охлаждении в восходящей ветви основная доля золота отлагается в узком интервале температур 290-250°С. В варианте модели с добавлением магматического флюида гидротермальный флюид при вскипании оказывается существенно более кислым и окислительным. Это приводит к большому дефициту насыщения раствора по золоту, и оно при вскипании не отлагается. Золото проносится флюидом без осаждения до Т=180°С, и только после этого начинает отлагаться. Применительно к природным объектам, полученное различие поведения золота имеет важное значение. В конвективных системах отложение золота при подповерхностном кипении начинается уже в подрудных каналах из растворов, не дошедших до поверхности дна, и в рудные постройки оно поступает в остаточном количестве. В модели с комбинированным (конвективным + магматическим) питанием отложение золота начинается не в момент вскипания флюида, а гораздо позже, при падении температуры ниже 200°С. Это соответствует области смешения гидротермального раствора с придонной водой, происходящего на поверхности и внутри растущей рудной постройки. Таким образом, отложение золота оказывается сконцентрированным и привязанным в пространстве к сульфидным рудам. Полученные результаты могут быть использованы при интерпретации данных по золотоносности глубоководных сульфидных месторождений. При дальнейшем развитии работ планируется исследовать модель, описывающую распределение золота в объеме растущих сульфидных рудных тел на дне океана.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Физическая геохимия эндогенных и экзогенных систем (этап 2018 г.)
Результаты этапа:
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Физическая геохимия эндогенных и экзогенных систем (этап 2019 г.)
Результаты этапа:
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Физическая геохимия эндогенных и экзогенных систем (этап 2020 г.)
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".