Компьютерное моделирование геохимических процессов в системах вода-порода-газы, и особенно, процессов ведущих к рудообразов

 

1. Формирование химического состава природных водных растворов определяется следующими физико-химическими факторами: (а) отношение реагирующих масс породы и воды; (б) состав породы, особенно содержание в породе летучих (Cl, S); (в) закрытость-открытость системы «порода-вода» относительно O₂ и CO₂ в атмосфере, парциальное давление CO₂; (г) температура (давление) системы. Рыженко Б.Н., Крайнов С.Р.

2. Состав подземных вод эволюционирует в Cl-Na-Ca при увеличении R/W и снижении Р СО₂ или в HCO₃-Cl-Na при исходно высоком Р СО₂ и низком R/W. Этим объясняется формирование, с ростом минерализации, двух ветвей подземных вод «хлоридно-кальциевые» и «гидрокарбонатные-натриевые». Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Черкасова Е.В.

3. Модельный состав высокотемпературных водных флюидов закрытых систем вода-основные типы изверженных пород при 300-800^оС, 2-5 кбар имеет щелочной и восстановительный характер, Na, K, Ca, Mg, Fe, Cl  макросостав, растворенные H₂ (до 0.00n моль/кг), CO₂ и CH₄ (до n моль/кг), что согласуется с составом включений флюидов в эндогенных минералах. Барсуков Викт.Л., Рыженко Б.Н., Князева С.Н.

4. Оловорудный процесс в Комсомольском районе представляется как мобилизация в восстановительной обстановке и транспорт в форме комплексов олова (II) с галогенидами до температуры ниже 400⁰С, осаждение в форме касситерита при падении восстановительного потенциала гидротерм у границы поля графита. Процесс концентрирования олова сопровождается кислотным выщелачиванием вмещающих касситерит алюмосиликатных пород (оптимально при отношении порода/вода 0.4-0.04). Осаждение сульфидов олова предпочтительно происходит при температурах ниже 200⁰С. Коваленко Н.И., Барсуков В.Л., Рыженко Б.Н.

5. Для крупного жильно-грейзенового Sn-W месторождения Иультин (Чукотка, Россия) по результатам физико-химическое моделирования процесса рудоотложения покаэано, что: а) охлаждение гидротермального флюида приводит  к осаждению касситерита и вольфрамита, но в более широком диапазоне температур (450⁰-150⁰С), чем это происходило при образовании месторождения; б) при кипении рудообразующего флюида происходит образование касситерита и в слабой степени вольфрамита, что не описывает в полной мере распространение олово- вольфрамовой минерализации в Иультинской рудообразующей системе; в) в большей степени природным данным соответствуют результаты расчета смешения рудообразующего раствора с экзогенным флюидом, переуравновешенным с вмещающими породами. Этот процесс хорошо воспроизводит минеральную зональность месторождения и может быть признан основным фактором рудоотложения. Таким образом, по результатам моделирования состава флюидов магматогенного и экзогенного происхождения сделан вывод о магматической природе источника Sn и W в рудообразующих флюидах гидротермальных систем, ассоциированных с гранитами. Установлено, что при смешении магматогенного флюида с метеорными водами происходило осаждение касситерита тем большее, чем выше доля магматогенного флюида в смеси. Сущевская Т.М. совместно с  Бычковым А.Ю. (МГУ).

6. Образованию ураново-рудной минерализации в Рудных горах (Германия) предшествуют эпигенетичные гидротермальные изменения («рассеянная мусковитизация» по Г.П. Зарайскому). В результате происходит окисление гранита (рост коэффициента окисленности Fe от 5 до 30-70%), «вымывание» из гранита акцессорных сульфидов,   окисление урана увеличивает его концентрацию в растворе до 10^-6 – 10^-5 моль/кг Н₂О. Для извлечения урана наиболее благоприятны граниты, аномально обедненные серой по сравнению с ее фоном в кислых породах. Моделированием воспроизведена наблюдаемая в природе последовательность минералообразования: сначала образуются кварцевые жилы, затем кварц-сульфидные (иногда карбонат-сульфидные) и после этого урановорудные. Барсуков Викт.Л., Соколова Н.Т., Малышев Б.И.

7. Модель Pb-Zn стратиформного рудообразования в карбонатных породах: (а) рудные элементы, которые находятся в карбонатных породах в рассеянном и/или низко концентрированном виде, выщелачиваются захороненной морской водой, (б) переносятся фильтрацией рудоносного флюида через карбонатную породу до зоны разгрузки, где (в) при разбавлении рудоносного флюида метеорной водой происходит  осаждение сфалерита, галенита, других рудных и жильных минералов. Карбонатные породы с высоким содержанием органического вещества благоприятны для формирования преимущественно сфалеритовых руд. Образование флюорита и витерита происходит при температурах ниже 125 ^оС. Состав рудной залежи существенно зависит от степени разбавления рудоносного флюида метеорными водами и от температуры смешения. Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Черкасова Е.В.