ФЛЮИДНАЯ ЭКСТРАКЦИЯ ЦИНКА И СВИНЦА В ПРОЦЕССЕ ДЕГАЗАЦИИ ГРАНИТНЫХ МАГМ
Луканин О.А., Дернов-Пегарев В.Ф.
ГЕОХИ РАН
Проведено численное моделирование поведения Zn и Pb в процессе дегазации Cl- и H
2O-содержащих гранитных магм при их подъеме и кристаллизации. Основными факторами, оказывающими влияние на концентрацию металлов во флюиде и степень их экстракции из расплава, являются: 1) содержание Cl и соотношение Cl/H2O в исходном расплаве, 2) давление (глубина) дегазации, 3) динамика удаления флюидной фазы из магмы. В процессе декомпрессионной дегазации первые порции образующейся флюидной фазы имеют наиболее высокие концентрации Zn и Pb. Например, при подъеме расплавов с исходными содержаниями 0,2 мас.% Cl, 5,5-7,5 мас.% Н2О и по 100 ppm Zn и Pb, дегазация которых начинается на глубинах, соответствующих 2-3 кбар, концентрации Zn и Pb в первых порциях флюида достигают, соответственно, 1200-1500 и 400-900 ppm. С понижением давления концентрации металлов во флюиде уменьшаются, особенно резко в открытых условиях, когда флюид удаляется из системы. В данном случае при уменьшении давления до 0,5-1 кбар доля выделившегося вместе с флюидом Zn может составлять 15-25 % от его исходного содержания в расплаве. Для Pb эта величина не превышает 3-6 %. В процессе изобарической кристаллизационной дегазации характер изменения концентрации Zn и Pb во флюиде существенно зависит от давления, степени открытости системы, а также от валового коэффициента распределения элементов между кристаллами и расплавом (Ds/m). Чем выше Ds/m, тем быстрей в ходе дегазации уменьшается концентрация рудного элемента во флюиде. В случае кристаллизационной дегазации при 2 кбар исходного расплава с 0,2 мас.% Cl, 5,8 мас.% Н2О и 100 ppm Zn концентрация Zn во флюиде при достижении степени кристаллизации 50% в зависимости от D(Zn)s/m (= 0,4-1,2) варьирует от 900 до 650 ppm в закрытых условиях и от 460 до 280 ppm в открытых условиях. При этом доля выделившегося вместе с флюидной фазой Zn варьирует от 29 до 20 % и практически не зависит от того - удаляется флюид из системы или нет. На основании результатов моделирования рассматриваются условия формирования магматических флюидов с высокими концентрациями Zn и Pb.Работа выполена при поддержке РФФИ (Грант 00-05-64639).