Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
На диаграммах «концентрация — температура» выделяются минеральные поля устойчивости в зависимости от температуры, концентрации элементов, их активности или химического потенциала (рис. 133). При помощи этой диаграммы возможно определять пограничные условия существования самородных меди, железа, марганца, их сульфидов и окислов.
На диаграммах «концентрация — давление» оконтуриваются минеральные поля устойчивости в рамках меняющегося давления.
На диаграммах «рН — Eh» описываются поля устойчивости минеральных соединений в меняющихся кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных условиях. На рис. 134 приведен пример распределения самородных металлов, их сульфидов и окислов по мере изменения соотношений этих показателей. На рис 135 показаны поля устойчивости сульфидов и окислов железа, марганца и меди в зависимости от химических потенциалов серы и кислорода.
Более детально такие поля описываются 'барицентрическими диаграммами «состав—парагенезис». Они имеют характер изобаричес-
о
с
nor
о о/ ¦
ootm
Ге
mum
/Гематит { +вода
WO
120 JbO /60 180 Температура, ° С
Рис. 131. Диаграмма полей устойчивости гётита и гематита в зависимости от давления и температуры. По Р. Гаррелсу и Ч. Край-сту
Кружки — экспериментальные данные: черные — для гематита» светлые — для гётита
/>мПа
150
W
50
,триплит V / склерит/ //
серицит
^2
Кбарц - гюбнерит-
Ск$Ц№гюбнерит-
рооохрозитовая
ассоциации
Кварц-полевоиіпат-¦ гюонеритовая ассоциация
Пегматоидная ~ кварц-минрокли-иодая безрудная ассоциация
200
300
W 7,0C
Рис. 132. Минеральные ассоциации Холстонского вольфрамового месторождения в рамках PT условий кристаллизации ло данным изучения газово-жидких включений.
По В, Шапенко
жих фазовых диаграмм, не привязанных к определенной температуре. Простой пример, соответствующий трехікоміпонентной системе Fe — S —О, изображен на рис. 136.
Из этой диаграммы следует, что в гидротермальных рудах могут находиться три трехфазные парагенетические ассоциации (Fe — Fe3O4 — FeS; Fe3O4 — FeS — FeS2 и FeS2 — Fe3O4 — Fe2O3) и шесть
О г
-10 -
-20
-50-
600
800
1000
поо\°Ъ
Рис. 133. Диаграмма полей устойчивости соединений железа, (марганца .и меди в зависимости от химического потенциала серы (\\iSt ) и температуры в градусах Кельвина (1 ккал/термохимическая/=4,184Х104 Дж). По А. Маракушееу и Н. Безмену
Рис. 134. Диаграмма полей устойчивости соединений ряда металлов в зависимости от кислотности — щелочности (рН) и окислительно-восстановительного потенциала (Eh).
По Г. Колотну и А. Птицыну
двухфазных парагенетичееких ассоциаций (Fe — Fe2O3; Fe — FeS2; Fe3O4-FeS; Fe^O3-Fe3O4; Fe2O3-FeS2; FeS-FeS2). В ряду сульфидов железа образуются пирротин (FaS) -и ширит или марказит (FeS2). Пересечения лучом Oa линий бинарных ассоциаций окислов и сульфидов железа показывают, что пирит возникает ближе к кислородному компоненту и образуется в более окислительных условиях, чем пирротин. В ряду окислов железа выделяются магнетит и более богатый кислородом гематит.
Суммарные наблюдения по парагенетическим ассоциациям и последовательности образования всех этих минералов А. Бетехтин сводит к двум труппам рядов:
PO2
PH2S
С*
1. Fe3O4-^Fe2O3
2. FeS -^Fe2O3 -4Fe2O3)
3. FeS -^FeS2-H- Fe8O4 -^Fe2O3
4. FeS2-VFe3O4-^Fe2O3
5. FeS2-^Fe2O3
о
о.
1. 2. 3. 4.
FeS-* Fe3O4 Fe3O4 Fe2O3
FeS2 ->FeS-* ^FeS2 + Fe3O4
(FeS2)
FeS,
В первой грулпе приведены парагенетическ'ие ряды относительно разных значений концентрации сероводорода при разной степени окисления. Налример, в первом ряду показано, что в условиях низкой кон-
центр ации сероводорода при повышении концентрации кислорода в растворе выделение магнетита будет сменяться выделением гематита. Из рассмотрения пятого ряда следует, что в обстановке высокой концентрации сероводорода при повышении парциального давления вместо пирита начнет выпадать гематит и др. 1Bo второй группе приведены парагенетические ряды, возникающие при возрастании кон-
Пиролюзит
-60
-20
Рис. 135. Диаграмма полей устойчивости сульфидов и окислов железа, марганца и меди в зависимости от химических потенциалов -серы (ifiga) и кислорода (Рой) (1 ккал/термохимическая/=4,184ХІ04 Дж). По А. Маракушеву и Я. Безмену
Fe3O^
центрации кислорода в процессе их сульфидизации. Например, из первого ряда вытекает, что в среде с низкой концентрацией кислорода при нарастании парциального давления сероводорода ОТЛОЖеНИе ПИррОТИНа СМеНИТСЯ Fe2D3,
выделением пирита. Или из четвертого ряда следует, что в условиях высокой кислородной концентрации, но при нарастающем парциальном давлении сероводорода отложение гематита вначале замещается выделением магнетита, а затем уже пирротина.
Поля устойчивости в более сложной четырехкомпонентной системе Cu—Fe—S—О показаны на рис 137. Эта диаграмма, согласно X. Мак-Кин-стри, включает около десяти минеральных фаз, но число совместно находящихся устойчивых фаз, согласно Гиббсу, ограничивается семью. При случайно выбранных температуре и давлении максимальное число фаз равно четырем, одной из которых может быть парообразная. Из диаграммы, а также из природных наблюдений следует, что среди сульфидов и окислов железа и меди могут встречаться разнообразные парагенетические соотношения, указывающие на различные условия режима серы и кислорода в растворах, начиная от ассоциации сульфидов меди с сульфидами железа, свойственной высоким концентрациям серы, кончая ассоциациями сульфидов меди с окислами железа, характерных для более низких концентраций серы.
