КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ БЛОЧНЫМИ И МИКРОЗЕРНИСТЫМИ КРИСТАЛЛАМИ МИНЕРАЛОВ: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ

Abstract

Проведено экспериментальное исследование явления концентрирования микропримеси кристаллами минералов с дислокационными дефектами, представленными межблочными и межзеренными границами и дефектами упаковки. Фракционирование кадмия в системе галенит-сфалерит и аномалия коэффициента распределения, не имеющая удовлетворительного теоретического объяснения, поставлены в связь с фазовым размерным эффектом при переходе к микроблочному росту кристаллов при T ≤ ~350°C и взаимодействием примеси Cd с межблочными границами в галените. Установлено увеличение коэффициента распределения Mn между галенитом и гидротермальным раствором на основе NaCl в области низких концентраций примеси Mn в твердой фазе (n × 10 -3 ат. %), которое согласуется с теоретическими оценками эффекта “улавливания” марганца дислокационными малоугловыми границами PbS. Вместе с тем показано, что эффект отчасти может быть объяснен адсорбцией микроэлемента на поверхности зерен минерала. Установлено повышение коэффициента распределения Mn между сфалеритом и гидротермальным раствором NH 4Cl + NaCl для кристаллов с развитой микроструктурой. Показано, что коэффициент распределения Cs между калиевым полевым шпатом и водно-солевым раствором возрастает для механически активированного КПШ. Поглощение Cs твердой фазой связано с дислокационными структурами в большей мере, чем с обычной адсорбцией элемента на поверхности частиц. Хотя природа эффекта концентрирования микроэлементов блочными и микрозернистыми кристаллами минералов достаточно сложна и не всегда допускает адекватное описание в рамках простых моделей, факт его существования находит экспериментальное подтверждение. Эффект проявляется в сульфидных и силикатных системах в области температур гидротермального процесса, и его необходимо учитывать при использовании микроэлементов в индикаторных целях и интерпретации геохимических аномалий микроэлементов.