ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ОБРАЗОВАНИЯ ПЕРВИЧНОЙ ЗОНАЛЬНОСТИ РУДНЫХ ТЕЛ В МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ СУЛЬФИДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ (<i>на примере систем </i>Fe-Ni-S<i> и </i>Cu-Fe-S)
Большинство исследователей связывают зональность массивных рудных тел сульфидных медно-никелевых месторождений типа Норильска с гипотезой о фракционной кристаллизации сульфидного магматического расплава. При теоретическом описании процесса фракционирования компонентов для интерпретации результатов минералогических исследований рудных тел обычно используют уравнение Рэлея или его модификации. Однако оно не применимо для описания кристаллизации многокомпонентного расплава и, тем более, сокристаллизации нескольких фаз. В работе приведены строгие уравнения, позволяющие описать распределение компонентов в направленно закристаллизованном образце. Проанализировано влияние фазовых реакций на последовательное выделение фаз при кристаллизации и формирование первичной зональности образца. Этот подход позволяет рассчитывать кривые распределения компонентов и пути кристаллизации по количественной модели фазовой диаграммы. Приведены примеры экспериментального исследования процесса фракционирования в системах Fe-Ni-S и Cu-Fe-S, которые можно рассматривать как моделирующие образование богатых никелем или медью типов сульфидных руд. Одновременно такие исследования позволяют получать важную качественную и количественную информацию о равновесных фазовых диаграммах геохимических систем. Продемонстрировано применение направленной кристаллизации для определения уравнений фазовых реакций, определения зависимости коэффициентов распределения от состава расплава, построения путей кристаллизации, эволюции положения коннод при однофазной и котектической кристаллизации. На примере системы Fe-Ni-S выведены все возможные виды зонального строения образцов после фракционной кристаллизации. Сформулированы основные закономерности процесса фракционирования, которые применимы и к системам большей компонентности, в частности к системе Сu-Fe-Ni-S, которую широко используют при моделировании процессов формирования зональных медно-никелевых сульфидных руд.