Intermetallics Cu–Sn, Cu–Zn–Ni, Cu–Sn–Ti in ignegic rocks of the Shatak complex (western slope of the Southern Urals)

Author:

Kovalev Sergei Grigor’evich1,Kovalev Sergei Sergeevich1,Puchkov Viktor Nikolaevich2

Affiliation:

1. Institute of Geology — Subdivision of the Ufa Federal Research Centre of the Russian Academy of Sciences (IG UFRC RAS)

2. Institute of Geology and Geochemistry of the Urals Branch of the Russian Academy of Sciences

Abstract

При исследовании магматических пород шатакского комплекса были обнаружены ранее не отмечавшиеся, нетипичные минералы, представленные природной бронзой, никелистой α-латунью, дисилицидом железа и интерметаллидами системы Cu–Sn–Ti. В результате проведенных исследований установлено, что генезис самородной бронзы удовлетворительно описывается эволюцией расплава в бинарной системе Cu–Sn. При этом, процесс формирования интерметаллида в природной среде подразделяется на две стадии: магматическую и метаморфогенную. Cu–Sn–Ti интерметаллиды образовались в температурном интервале >1005-798°С, нижний предел которого характеризуется совместным существованием оловянной бронзы (Cu–Sn) и интерметаллидов Cu–Sn–Ti. Предложена модель образования комплексных Cu–Sn + Cu–Sn–Ti + Cu2S выделений, которая заключается в следующем: – ликвационное обособление гомогенного расплава сложного (Cu–Sn–S–Fe–Ti) состава при температуре выше 1000°С; – диффузионное перераспределение компонентов расплава с накоплением некогерентных для системы Cu–Sn элементов в краевых частях ликвационных обособлениий; – градиент концентраций приводит к совместной кристаллизации интерметаллидов Cu–Sn + Cu–Sn–Ti и «вторичной» ликвации сульфидного расплава (Cu2S), как в виде отдельных капель, так и в виде «оболочки», который при последующем метаморфизме превращается в халькозин. Установлено, что температурные условия образования дисилицида железа описываются диаграммой Fe–Si, из анализа которой следует, что при 1220°С образуется высокотемпературная модификация FeSi2, которая при 982°С по перитектоидной реакции при постоянном содержании кремния формирует низкотемпературную модификацию дисилицида железа. Делается вывод о том, что генезис интерметаллидов в магматических породах шатакского комплекса является многоэтапным процессом и обусловлен эволюционным развитием магматической системы в целом. In the study of igneous rocks of the Shatak complex, previously not noted, atypical minerals were found, represented by natural bronze, nickel-plated α-brass, iron disilicide and intermetallic compounds of the Cu–Sn–Ti system. As a result of the research, it was found that the genesis of native bronze is satisfactorily described by the evolution of the melt in the Cu–Sn binary system. At the same time, the process of intermetallic formation in the natural environment is divided into two stages: magmatic and metamorphogenic. Cu–Sn–Ti intermetallic compounds were formed in the temperature range >1005–798°C, the lower limit of which is characterized by the coexistence of tin bronze (Cu–Sn) and Cu–Sn–Ti intermetallic compounds. A model for the formation of complex Cu–Sn + Cu–Sn–Ti + Cu2S precipitates is proposed, which is as follows: segregation separation of a homogeneous melt of complex (Cu–Sn–S–Fe–Ti) composition at a temperature above 1000°C; – diffusion redistribution of melt components with accumulation of elements incoherent for the Cu–Sn system in the marginal parts of segregations; – concentration gradient leads to joint crystallization of Cu–Sn + Cu–Sn–Ti intermetallic compounds and “secondary” segregation of sulfide melt (Cu2S), both in the form of separate drops and in the form of a «shell», which turns into chalcocite during subsequent metamorphism. It has been established that the temperature conditions for the formation of iron disilicide are described by the Fe–Si diagram, from the analysis of which it follows that at 1220°C a high-temperature modification of FeSi2 is formed, which at 982°C forms a low-temperature modification of iron disilicide by a peritectoid reaction at a constant silicon content. It is concluded that the genesis of intermetallic compounds in the igneous rocks of the Shatak complex is a multi-stage process and is due to the evolutionary development of the magmatic system as a whole.

Publisher

IG UFRC RAS

Subject

General Medicine

Reference21 articles.

1. Ковалев С.Г., Высоцкий И.В. Новый тип благороднометальной минерализации в терригенных породах Шатакского грабена (западный склон Южного Урала) // Литология и полезные ископаемые. 2006. № 4. С. 415–421.

2. Ковалев С.Г., Высоцкий С.И., Ковалев С.С. Изотопно-геохимическое (Rb-Sr, Sm-Nd) изучение магматических пород Шатакского комплекса Башкирский мегантиклинорий // Мат-лы XII межрег. науч.-пр. конф.: Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий. Уфа: ИГ УФИЦ РАН, 2018. С. 256–262.

3. Левицкий В.И., Солодилова В.В., Завадич Н.С., Павлова Л.А., Левицкий И.В. Генетическая природа минерализации с самородными и интерметаллическими соединениями в Бобруйской кольцевой структуре (Республика Беларусь) // ДАН. 2018. Т. 481, № 2. С. 174–178. Doi: 10.31857/S086956520001198-0

4. Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т. М: Машиностроение. 1997. Т. 2. 1024 с.

5. Мохов А.В., Карташов П.М., Богатиков О.А., Магазина Л.О., Ашихмина Н.А., Копорулина Е.В. Находка необычных сложных оксидов и ɳ-бронзы в лунном реголите // ДАН. 2008. Т. 421, № 3. С. 387–390.

Cited by 1 articles. 订阅此论文施引文献 订阅此论文施引文献,注册后可以免费订阅5篇论文的施引文献,订阅后可以查看论文全部施引文献

同舟云学术

1.学者识别学者识别

2.学术分析学术分析

3.人才评估人才评估

"同舟云学术"是以全球学者为主线,采集、加工和组织学术论文而形成的新型学术文献查询和分析系统,可以对全球学者进行文献检索和人才价值评估。用户可以通过关注某些学科领域的顶尖人物而持续追踪该领域的学科进展和研究前沿。经过近期的数据扩容,当前同舟云学术共收录了国内外主流学术期刊6万余种,收集的期刊论文及会议论文总量共计约1.5亿篇,并以每天添加12000余篇中外论文的速度递增。我们也可以为用户提供个性化、定制化的学者数据。欢迎来电咨询!咨询电话:010-8811{复制后删除}0370

www.globalauthorid.com

TOP

Copyright © 2019-2024 北京同舟云网络信息技术有限公司
京公网安备11010802033243号  京ICP备18003416号-3