Магматические флюиды являются одним из важнейших источников рудных элементов в рудообразующих гидротермальных системах, генетически связанных с гранитоидным магматизмом. В лаборатории геохимии мантии Земли Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН разработана компьютерная модель поведения летучих (Н₂О, Cl) и рудных (цинк-Zn, свинец-Pb) элементов в процессе дегазации гранитных магм, вызванной снижением давления и кристаллизацией в интервале давлений от 0.3 до 4 кбар. Модель позволяет оценить количество рудных элементов выносимых отделившимися от магм флюидами на разных глубинах, рассчитывать концентрации рудных элементов во флюидной, расплавной и кристаллических фазах в процессе дегазации магм на разных глубинах. Результаты опубликованы в сборнике “Advances in Geochemistry, Analytical Chemistry, and Planetary Sciences” издательства Springer Nature.

На основе обобщения имеющихся экспериментальных данных по растворимости Н₂О в расплавах и распределению флюид/расплав Cl, Zn и Pb разработана компьютерная модель поведения рудных элементов при дегазации Н₂О- и Cl-содержащих гранитных магм, вызванной снижением давления и кристаллизацией на разных глубинах в интервале давлений от 0.3-0.5 до 4-5 кбар. Магматические флюиды, отделяющиеся от гранитных магм, являются одним из важнейших источников рудных элементов в гидротермальных системах, связанных с гранитоидным магматизмом.

Модель позволяет рассчитывать концентрации рудных элементов во флюидной, расплавной и кристаллических фазах в процессе дегазации магм как в закрытых условиях, когда флюидная фаза остается в системе, так и в открытых условиях, когда образующаяся флюидная фаза полностью или частично удаляется из системы (Рис. 1). Рассмотрены основные факторы, оказывающие влияние на концентрации Zn и Pb во флюиде и степень их извлечения из расплава в процессе дегазации гранитных магм: 1) давление, при котором достигается флюидное насыщение расплавов во время их подъема; 2) исходное содержание воды и хлора в расплаве; 3) степень кристаллизации насыщенного флюидом расплава, 4) открытость магматической системы в отношении флюидной фазы, 5) изменение величины валового коэффициента распределения Zn и Pb между кристаллами и расплавом, в зависимости от соотношения кристаллизующихся минеральных фаз.

Показано, что исходные концентрации летучих компонентов (Cl, H₂O) в расплавах, а также динамика удаления флюида из магм в ходе дегазации во многом определяют масштабы извлечения рудных элементов из гранитных магм при их подъеме к поверхности и кристаллизации. Сделаны количественные оценки максимально возможного выноса Zn и Pb водно-хлоридными флюидами, образующимися при дегазации гранитных магм на разных глубинах в зависимости от исходного содержания летучих в закрытых и открытых условиях (Рис. 2).

Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Публикация: Lukanin O.A. (2023) The Scale of Extraction of Ore Elements Zn and Pb by Aqueous Chloride Fluids in the Process of Degassing of Granite Magmas During Their Rise to the Surface and Crystallization, In: V. P. Kolotov and N. S. Bezaeva (eds.), Advances in Geochemistry, Analytical Chemistry, and Planetary Sciences, Springer: Cham, 155-173, https://doi.org/10.1007/978-3-031-09883-3_7

Источник: ГЕОХИ РАН.