Вестник Кольского научного центра РАН № 2, 2024 г.
ных на усредненных термобарометрических и других литературных данных [Shironosova et al., 2001]. Так для ранней стадии Акчата- усского месторождения дается температур ный интервал 480 - 300°C и 1600 - 1700 бар (мы усредненно принимаем 500 и 2000 бар); для следующей стадии 450 - 260°C и 750 - 500 бар (мы приняли 400°C и 1000 бар); для заключительной - 310 - 150°C и 550-150 бар (мы усредненно принимаем 300°C и 500 бар). Для продуктивной стадии Хинганского ме сторождения даются интервалы 380 - 310°C и 1500 - 500 бар (усредненно подходят те же 400°C и 1000 бар); для постпродуктивной ста дии этого месторождения приводятся интер валы 310 - 100°C и 500 - 300 бар (принимаем значения 200°C и 250 бар). Таким образом, сочетание одновременного понижения тем пературы и давления флюида выбраны исхо дя из общей логики процесса. В расчетах моделировалось воздействие гидротермальных флюидов, охлаждающихся от 500 до 100 с одновременным падением дав ления от 2000 до 125 бар, на ассоциацию мона цита (источника РЗЭ) с кальцитом (источником кальция). Состав монацита, как и использован ные источники термодинамических данных де тально приведены в нашей работе [Shironosova et al., 2021]. В частности, в качестве модельно го использовался образец монацита из музея А. Е. Ферсмана 67199 с содержанием фосфатов РЗЭ (моли): La-1,32E-03, Ce-2,43E-03, Pr-2,72E-04, Nd-8,29E-04, Sm-1,17E-04, Eu-4,73E-06, Gd- -8,97E-05, Tb-9,17E-06, Dy-3,81E-05, Ho-5,24E-08, Er-9,49E-06, Yb-2,67E-06, Lu-2,02E-07, Y-2,44E-04. В равновесной минеральной ассоциации по мимо исходных твердых фаз предусмотрена возможность образования идеальных твер дых растворов монацита (LnPO4, где Ln - La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd); РЗЭ-содержащего флюорита (CaF2 - (Ln, Y)F3) и РЗЭ-содержащего фторапа- тита (Ca5(PO4)3F - (Ln, Y)3(PO4)3), где Ln весь ряд от La до Lu, ксенотима (Y, Ln)PO4, где Ln - Tb, Dy, Er, Yb, Lu; из-за отсутствия данных по конечным миналам во фторокарбонатах РЗЭ бастнезит и паризит приняты как минералы постоянного состава Ce0.5La0.25Nd0.2Pr0.05C°3F и CaCe0.95La0.6N d035Pr01(CO3)3F2, соответственно. Результаты исследований В качестве первого шага к рассмотрению в расчетах приняты следующие исходные составы системы: 5E-3m монацита + 1кг H2O + (а) 0.01m CaCO3+ 0.01m HF +(0.01-0.0025i)m H3PO4+ (0.0008+mi)m KOH; и + (б) + 0.1m CaCO3 + 0.017m HF +(0.01+0.005i)m H3PO4 +(0.154-mi3 m HCl; здесь и далее m означает моль/кг H2O; i - шаг расчетов: 0 - 500, 4 - 100°C. В обоих ва риантах расчеты проведены для растворов без NaCl и H2CO3, чтобы оценить вклад в сум марное содержание РЗЭ в равновесные флю иды их собственно фосфатных комплексов. Установлено, что максимальная концентра ция фосфатных комплексов РЗЭ в этих вари антах равновесных растворов не превышает 10-14 моль/кг H2O, что существенно ниже зна чимых величин концентраций для транспор та лантаноидов. На рис. 1 приведено сравнение состава равновесных минеральных ассоциаций в ре зультате моделирования воздействия на мо нацит + кальцит этих двух вариантов слабокис лого фторидного раствора при понижающейся (рис. 1, а) и возрастающей (рис. 1, b) добавоч ной концентрации фосфора в процессе охлаж дения флюида от 500 до 100°С. В обоих случаях во всем интервале исследуемых параметров системы оказывается устойчивым новообра зованный РЗЭ-содержащий фторапатит (пра вая ось ординат). В варианте с понижающейся добавочной концентрацией фосфора при низ ком содержании исходного кальцита его коли чество практически остается на одном и том же уровне, немного понижаясь при полном отсутствии добавки H3PO4. При увеличенном количестве исходного кальцита и повыша ющейся концентрации фосфора в исходном растворе с ее ростом увеличивается и количе ство РЗЭ-содержащего фторапатита, при этом во избежание получения в равновесной ас социации гидроксилапатита (не характерно го для месторождений РЗЭ) в систему при шлось вводить увеличенную концентрацию HF (до 0.017 m). Исходный монацит (правая ось ординат) в варианте (а) остается неизрасходованным во всем интервале Т-Р параметров, тогда как 10
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz