ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЗЭ+Y ПО ФОРМАМ В ОХЛАЖДАЮЩИХСЯ БОГАТЫХ СУЛЬФАТНОЙ СЕРОЙ ФЛЮИДАХ

Abstract

Актуальность работы обусловлена тем, что исследование фракционирования лантаноидов и иттрия (РЗЭ+Y) по формам в хлоридно-сульфатно-карбонатных флюидах в щелочных и слабокислых условиях позволяет оценить влияние параметров рудообразующей среды на транспорт редкоземельных элементов в процессе рудогенеза в пределах карбонатитовых рудно-магматических систем. Цель: оценить вклад фторо-, хлоро-, карбонат-бикарбонатных, сульфатных и фосфатных комплексов РЗЭ+Y в транспорте и процессе рудоотложения гидротермальными флюидами в слабокислых и слабощелочных условиях при температуре 500–100 °С и давлении 2000–125 бар. Методы: расчетное моделирование воздействия гидротермальных флюидов на монацит и кальцит с использованием пакета HCh (разработчик Ю.В. Шваров). Для установления состояния равновесия в алгоритме программы использован метод определения минимума свободной энергии Гиббса системы (программа GIBBS) в комплексе с термодинамической базой UNITHERM, дополненной экспериментальными результатами для РЗЭ-комплексов и минералов. Результаты. Приведено распределение РЗЭ+Y по формам в охлаждающихся хлоридно-сульфатно-карбонатных высококонцентрированных слабокислых и слабощелочных флюидах. Показано, что в слабощелочных условиях лидирующими оказываются нейтральный и второй гидроксокомплексы вплоть до 200 °С. При понижении температуры до 100 °С РЗЭ+Y обнаруживаются в форме карбонатного и второго фторокомплекса (Ln, Y)F2+. В слабокислых условиях резко преобладают сульфатные комплексы лантаноидов во всем исследованном интервале параметров флюида. При возрастании номера лантаноида (особенно для тяжелых РЗЭ) усиливается роль фторидных комплексов с уменьшением вклада сульфатных комплексов.