Теоретические основы моделирования месторождений полезных ископаемых. Коробейников А.Ф. - 165 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

166
14. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РУДООБРАЗУЮЩИХ СИСТЕМ
Разработка обобщающих геолого-генетических моделей типовых месторожде-
ний полезных ископаемых базируется на количественном физико-химическом моде-
лировании отдельных рудообразующих процессов. Это является новым этапом в по-
знании закономерностей формирования месторождений полезных ископаемых и в
совершенствовании теоретических основ прогнозирования и поисков промышленных
руд. Успех физико-химического моделирования определяется применением совре-
менных достижений физической химии в области равновесий в водных растворах,
расплавах, в понимании взаимодействий в многокомпонентных гетерофазных систе-
мах, в изучении фракционирования изотопов при таких процессах, термодинамиче-
ского, физического и математического моделирования с численными расчетами на
ЭВМ. Методически построение таких моделей находится ещё на стадии становления,
на уровне разработки отдельных элементов генетических моделей, но в дальнейшем
можно надеяться на создание типовых интегральных моделей рудных формаций,
разнообразных месторождений и научно обоснованного прогноза.
Разработка физико-химических и динамических моделей процессов связана
прежде всего с энергетическими характеристиками флюида, с источниками его гене-
рации, с продолжительностью его существования, с начальным содержанием метал-
лов во флюиде и его изменением во времени (В.Н. Анфилогов, В.С. Голубев,
О.С.Глюк, А.В.Зотов, Г.П.Зарайский, А.К. Карпов, Н.И. Сафронов, Г.Р.Колонин,
В.Н.Шарапов, А.И. Черепанов, И.В. Вилор, В.А. Жариков, В.С. Урусов, И.Д. Рябчи-
ков, Б.И. Пещевицкий, Ф.А. Летников и др.). Обсуждается термодинамика отделения
флюидной фазы при затвердевании магм и формировании гидротермальной системы
в эндо- и экзоконтактах интрузивов. Формированию рудных месторождений благо-
приятствуют гомодромный тип дифференциации магм, в котором по мере их кри-
сталлизации снижается температура ликвидуса из-за накопления щелочей и летучих
компонентов. Насыщение расплава летучими компонентами связано с оттеснением в
жидкость растущими кристаллами растворенных в магме газов, что увеличивает дав-
ление в системе. После начала кристаллизации локальное парциальное давление ле-
тучих компонентов в магме может превысить давление насыщения, благодаря чему
начинает отделяться летучая фаза. Термодинамика ретроградного кипения магм в
интрузивной камере описывается уравнением: Pg=P(zf–∆P
2
+2σ/r
P
) [Шарапов и др.,
1987], где
Pg – суммарное парциальное давление летучих в магме;
zf – координата фронта гетерогенной зоны в расплаве;
σ – поверхностное натяжение в магме;
r
P
– начальный радиус устойчивого газового пузырька в магме.
Критическое начальное содержание летучей фазы в расплаве при этом опреде-
ляется по такому неравенству: С
20
–
K1
iE
f
−
Ki(PgZρ)
1/j
=0, где
ρ – плотность магмы;
g – ускорение силы тяжести;
С
20
– начальное содержание летучего в расплаве;
Pg – коэффициент распределения летучего между расплавом и твердой фазой;
f
iE
– сечение жидкой фазы в конце зоны затвердевания;
Zρ – координата начала кипения;

Страницы