Криоминералогенез в зоне окисления Удоканского месторождения

• Автор: Ерёмин, Олег Вячеславович
• Шифр специальности: 25.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Чита
• Количество страниц: 102 с. : ил.

Глава 1. Характеристика объекта исследований
1.1. Удоканское месторождение
1.2. Зона окисления Удоканского месторождения
1.3. Минералообразование эпохи криогенеза
Глава 2. Свойства кристаллогидратных соединений
2.1. Термодинамические характеристики воды в гидратах
2.2. Кластерный анализ гидрофильности гидратов
2.3.Некоторые особенности дегидратации кристаллогидратов
2.4.Устойчивость гидратов при климатических изменениях
Глава 3. Моделирование окисления сульфидов меди в программном комплексе «Селектор»
3.1. Минералообразование при окислении промороженного борнит-халькозин-кварцевого песчаника с карбонатным цементом при 0° С
3.2. Формирование модели
3.3. Поведение системы Си-Ре-Са-8-С-Н20-02 при переменном содержании кислорода
3.4. Фазовая диаграмма в координатах вода-кислород
3.5. Система Си-Ге-Са-Б-С-НгО-Ог в современной атмосфере

Глава 4. Эксперименты по взаимодействию «вода-порода» при низких температурах
4.1. Воздействие кислых растворов на сульфидные и окисленные минералы меди
4.2. Электрохимические потенциалы в мерзлых средах
Заключение
Литература
Приложение
Актуальность темы. Развитие зон окисления сульфидных
месторождений в условиях криогенеза имеет свои особенности в характере миграции, перераспределения и образования устойчивых форм рудных и сопутствующих элементов. Отрицательные температуры зоны гипергенеза способствуют образованию высококонцентрированных рассолов, незамерзающих водных прослоек и плёнок, смесей льда и кристаллогидратов, жидких включений и газовых гидратов.
Слабая изученность геохимических процессов при низких
температурах, интенсификация разработки недр северных месторождений, потепление климата Земли и синхронная с этим деградация криолитозоны -определяют актуальность подобных исследований.
Цель работы. Изучение методами экспериментального и численного моделирования процессов минералообразования в зоне окисления Удоканского месторождения в условиях низких температур.
В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие основные задачи:
- минералого-геохимические исследования на месторождении;
- анализ термохимических свойств кристаллогидратов;
- экспериментальное и численное моделирование процессов окисления сульфидов меди и железа.
Объект исследований - образцы руд и пород Удоканского месторождения, отобранные как в условиях естественного залегания, так и из отвалов разведочных выработок.
Методы исследований:
- полевые работы;
- лабораторные минералого-геохимические исследования;
- лабораторные эксперименты;
- методы численного моделирования, статистической обработки данных измерений и вычислений.
В частности, показана хорошая сходимость расчётов низкотемпературной системы NaCl-H20 (-25 - О °С) по моделям Питцера и HKF с экспериментальными данными [Акинфиев и др., 2000].
Компоненты водного раствора определим 41 формой заряженных и нейтральных частиц, включая молекулу воды (таб. 3.2.). Несомненно, для более качественной постановки задачи необходим учёт большего количества составляющих раствора. Сложность расширения множества растворимых компонентов обусловлена приведением каких-либо термохимических данных к форме уравнения HKF, хотя предложены алгоритмы расчёта коэффициентов уравнения для комплексов металлов с кислотными лигандами и гидроксил-ионами [Shock et al., 1997; Sverjensky et al., 1997].
Среди возможных растворимых форм модельной системы, соединения кальция не оказывают существенного влияния на состояние водной фазы, ввиду плохой растворимости солей этого металла. Для растворимых форм железа большее значение имеют окислительно-восстановительные условия среды, сопровождающиеся переходами Fe(II) - Fe(III) [Лаверов и др., 1996]. Высокая способность к комплексообразованию меди хорошо известна [Sylva, 1976; Byrne et al., 1985]. Поэтому, отсутствие какой-либо её сульфатной водной формы (как впрочем и карбонатной) вносит значительную долю неопределённости в описание раствора. Учитывая корреляцию свойств гидратов с размерами их катионных составляющих (
Глава 2), и то, что построение функций HKF для комплексных соединений основано на модифицированной аддитивности уравнений для катиона и лигандов [Shock et al., 1997], примем для водной формы CuS04 параметры уравнения HKF какого-нибудь сульфата-аналога. Наиболее плотно прилегающая к катиону Си2+ линия уравнения HKF из всех сульфатов базы sprons_98.DB представлена Мп2+. Она практически совпадает с линией для иона меди. Значения стандартных потенциалов водного сульфата меди взяты из справочника [Булах и др., 1978].