ГЕОХИМИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЖИЛ ВЫПОЛНЕНИЯ И ПАРАМЕТРЫ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО РУДООБРАЗОВАНИЯ

Abstract

Основная задача исследования - определение параметров гидротериальной системы, при которых могут формироваться богатые жилы с валовыми содержаниями сфалерита порядка 30% и с локальными концентрациями в поперечных сечениях жил до 60-70% и более. Такой уровень содержаний был установлен в жильных телах месторождения Джими (Садонский рудный район, Северная Осетия). Для решения этой задачи проведен анализ термодинамических моделей процессов образования полиметаллических жил выполнения. Рудоносные флюиды формируются в корневой части гидротермальной системы при реакции безрудных растворов с вмещающими породами (гранитами), которые содержат фоновые количества рудных элементов. Термодинамическое моделирование выполнено для системы H-O-K-Na-Ca-Mg-Al-Si-Fe-C-Cl-S-Zn-Pb-Cu, описанной 54 минералами постоянного и переменного состава, 78 частицами водного раствора. Расчеты в области мобилизации проведены в диапазоне температур 360-440°С (через 10°С) и давлений 600-1200 бар (через 100 бар). При каждой из указанных температур и давлений с гранитом последовательно взаимодействуют до 100 волн (порций) первичного безрудного раствора. Для отдельных Т-Р точек в области мобилизации были построены более 20 полных моделей формирования жил выполнения (каждая модель - от 1000 до 1300 расчетов), которые представлены последовательностью многоволновых ступенчатых проточных реакторов с шагом 10°С от 350-420 до 100°С и для постоянных давлений, единое значение которых выбиралось в интервале от 600 до 1100 бар. Исследовано влияние различных фоновых содержаний Zn и Рb в граните на эффективность процессов мобилизации и рудообразования. Проведено сопоставление закономерностей реального распределения рудных элементов по сплошным поперечным сечениям через свинцово-цинковые жилы с результатами термодинамического моделирования. Установлено, что формирование рудных тел с указанными валовыми и локальными в сечении жилы содержаниями сфалерита возможно в узком диапазоне условий в области мобилизации: 410-440°С и 900-1200 бар, гранит должен иметь повышенные фоновые содержания цинка (более 0.007 мае. %). Максимальные содержания сфалерита (валовые и локальные в сечениях жил) достигаются по восстанию модельных жил в диапазоне температур 150-2(Ю°С.