Поведение макро- и микрокомпонентов при объемной и направленной кристаллизации Cu-Fe-Ni-S-(Pt, Pd, Ag, Au, As, Bi, Pb, Se, Sn) расплава
Е.Ф. Синякова 1, Д.А. Улыбин 1, 2, 3, К.А. Кох 1
1 Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск,Россия
2Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, Новосибирск,Россия
3 ЦКП Сибирский кольцевой источник фотонов, Новосибирск, Россия
Дополнительные материалы
Дополнительные материалы
Дополнительные материалы
Ключевые слова: система Cu-Fe-Ni-S, благородные металлы, халькофильные элементы, сульфидная зональность, фракционная кристаллизация, объемная кристаллизация, несмесимость
Аннотация
В статье приведены результаты, полученные при кристаллизации расплава состава (в ат. %): 14.0 Cu, 30.0 Fe, 4.0 Ni, 51.1 S, по 0.1 Pt, Pd, Ag, Au, As, Bi, Pb, Se и Sn, в мас. %: 19.5 Cu, 36.7 Fe, 5.1 Ni, 35.8 S, 0.4 Pt, 0.2 Pd, 0.2 Ag, 0.4 Au, 0.2 As,0.5 Bi, 0.5 Pb, 0.2 Se и 0.3 Sn в условиях объемной и направленной кристаллизации. В безградиентных условиях из расплава кристаллизуется однородный кристаллический массив, состоящий из смеси моносульфидного и промежуточного твердых растворов. При охлаждении до комнатной температуры моносульфидный твердый раствор образует структуру пирротинов 1C, 3C, а промежуточный твердый раствор распадается на мелкозернистую смесь изокубанита и халькопирита. Методом Бриджмена-Стокбаргера получен трехзонный слиток с последовательностью кристаллизации фаз из расплава: Mss / Iss1 / Iss2 и вторичной зональностью: халькопирит + пирротин 1C, 3C + изокубанит (зона I) / халькопирит + низкотемпературный промежуточный твердый раствор + богатый железом пентландит, сугакиит (зона II) / халькопирит + богатый никелем пентландит + миллерит + борнит (зона III). Выявлено специфическое влияние примесей As, Bi, Pb, Se и Sn на поведение Pt, Pd, Ag, Au в разных условиях кристаллизации. В обоих экспериментах, твердые растворы не играют большую роль в концентрировании примесей. Основное количество этих примесей выделяется в виде самостоятельных фаз. Главную роль в их образовании играет расслаивание материнского сульфидного расплава с образованием металлоидных и сульфидно-металлоидных расплавов, концентрирующих примеси Pt, Pd, Ag, Au и халькофильных элементов. Данные по направленно закристаллизованному образцу свидетельствуют о более сложном характере расслаивания исходного расплава по сравнению с его расслаиванием при объемной кристаллизации, а именно 1) одновременном выделении двух типов жидкостей при охлаждении исходного сульфидного расплава в зоне II: одна из них образуется в подсистеме (Pd, Au)-(As, Bi), а вторая – в подсистеме (Pt, Pd) – Pb-(S, Bi, As); 2) протекании процессов вторичного расслаивания при охлаждении сульфидно-металлоидных расплавов в зоне III; 3) концентрацией примесных микрофаз в конце слитка в зоне III.
DOI: 10.15372/GiG2026159 |
