Последовательная кристаллизация пирротина, кубанита и промежуточного твердого раствора из cu-fe-(ni)-s расплава

Синякова Е.Ф.; Косяков В.И.; Кох К.А.; Наумов Е.А.

Инд. авторы:	Синякова Е.Ф., Косяков В.И., Кох К.А., Наумов Е.А.
Заглавие:	Последовательная кристаллизация пирротина, кубанита и промежуточного твердого раствора из cu-fe-(ni)-s расплава
Библ. ссылка:	Синякова Е.Ф., Косяков В.И., Кох К.А., Наумов Е.А. Последовательная кристаллизация пирротина, кубанита и промежуточного твердого раствора из cu-fe-(ni)-s расплава // Геология и геофизика. - 2019. - Т.60. - № 11. - С.1577-1588. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	РИНЦ: 41369037;
Реферат:	eng: We present the results of quasi-equilibrium directional crystallization of melt of the composition (mol.%): Fe_31.9Ni_1.7Cu_16.0S_50.4. The produced ingot consisted of the following zones: monosulfide solid solution mss + + isocubanite icb (CuFe₂S₃) + Cu₃Fe₄S₇ // icb + intermediate solid solution iss (~Cu₂Fe₃S₅) + pentlandite // mixture of unidentified decay products of solid solution iss ₁ // chalcopyrite cp + putoranite put // cp + talnakhite tal + bornite bn . The results of chemical analysis of the ingot were used to construct the distribution curves of the components in the solid and to calculate the change in the composition of sulfide melt ( L ) during directional crystallization in four zones of the ingot. Phase reactions involving a melt have been established. It is shown that the Cu-Fe-Ni-S system has a two-phase equilibrium region L + icb . A similar region was earlier found in the ternary Cu-Fe-S system. A crystallization zone of two intermediate solid solutions iss ₁ and iss ₂, which were earlier obtained by the common method of isothermal annealing and quenching, has been revealed. The peritectic character of crystallization of the phases icb , iss ₁, and iss ₂ from the melt is established. The results obtained show the fundamental possibility of the existence of a new type of zoning in the formation of copper-nickel low-sulfur sulfide orebodies. rus: Описаны результаты квазиравновесной направленной кристаллизации расплава состава (мол.%): Fe_31.9Ni_1.7Cu_16.0S_50.4. Полученный слиток состоял из следующих зон: моносульфидный твердый раствор mss + изокубанит icb (CuFe₂S₃ ) + фаза Cu₃Fe₄S₇ // icb + промежуточный твердый раствор iss (~Cu₂Fe₃S₅) + пентландит // смесь неидентифицированных продуктов распада твердого раствора iss₁ // халькопирит cp + путоранит put // cp + талнахит tal + борнит bn. По результатам измерения среднего состава твердой фазы построены кривые распределения компонентов в слитке и рассчитано изменение состава расплава (L) в процессе направленной кристаллизации. Для четырех зон в концентрационном тетраэдре системы Cu-Fe-Ni-S построены траектории состава расплава и среднего состава твердых фаз, а также веера коннод. Установлены фазовые реакции с участием расплава. Показано, что в системе Cu-Fe-Ni-S присутствует область двухфазного равновесия L + icb. Аналогичная область ранее была найдена в тройной системе Cu-Fe-S. Обнаружено существование области кристаллизации двух промежуточных твердых растворов iss₁ и iss₂, которые ранее были получены традиционным методом изотермического отжига и закалки. Установлен перитектический характер кристаллизации фаз icb, iss₁ и iss₂ из расплава. Полученные результаты показывают принципиальную возможность существования нового типа зональности при образовании медно-никелевых низкосернистых сульфидных рудных тел.
Ключевые слова:	фазовые равновесия; зональность; фракционная кристаллизация; System Cu-Fe-(Ni)-S; fractional crystallization; zoning; phase equilibria; Система Cu-Fe-(Ni)-S;
Издано:	2019
Физ. характеристика:	с.1577-1588
Цитирование:	1. Генкин А.Д., Дистлер В.В., Гладышев Г.Д., Филимонова А.А., Евстигнеева Т.Л., Коваленкер В.А., Лапугина И.П., Смирнов А.В., Гроховская Т.Л. Сульфидные медно-никелевые руды Норильских месторождений. М., Наука, 1981, 234 с. 2. Дистлер В.В. Платиновая минерализация Норильских месторождений // Геология и генезис месторождений платиновых металлов. М., Наука, 1994, c. 7-35. 3. Дистлер В.В., Гроховская Т.Л., Евстигнеева Т.Л., Служенкин С.Ф., Филимонова А.А., Дюжиков О.А., Лапутина И.П. Петрология сульфидного магматического рудообразования. М., Наука, 1988, 230 c. 4. Косяков В.И. Возможности использования направленной кристаллизации для решения задач петрологии // Геология и геофизика, 1998, т. 39 (9), с. 1242-1253. 5. Косяков В.И., Синякова Е.Ф. Направленная кристаллизация железо-никелевых сульфидных расплавов в области образования моносульфидного твердого раствора // Геохимия, 2005, № 4, с. 415-428. 6. Косяков В.И., Синякова Е.Ф. Первичная, вторичная и примесная зональность медно-никелевых руд при фракционной кристаллизации сульфидных расплавов // ДАН, 2010, т. 432, № 6, с. 805-810. 7. Косяков В.И., Синякова Е.Ф. Физико-химические предпосылки образования первичной зональности рудных тел в медно-никелевых сульфидных месторождениях (на примере систем Fe-Ni-S и Cu-Ni-S) // Геология и геофизика, 2012, т. 53 (9), с. 1126-1153. 8. Косяков В.И., Синякова Е.Ф. Экспериментальное моделирование процесса образования пентландит-борнитовых руд // Геология и геофизика, 2017, т. 58 (10), с. 1528-1541. 9. Косяков В.И., Синякова Е.Ф., Дистлер В.В. Экспериментальное моделирование формирования фазовых соотношений и зональности магматических сульфидных медно-никелевых руд, Россия // Геология рудных месторождений, 2012, т. 54 (3), с. 221-252. 10. Лаврентьев Ю.Г., Карманов Н.С., Усова Л.В. Электронно-зондовое определение состава минералов: микроанализатор или сканирующий электронный микроскоп? // Геология и геофизика, 2015, т. 56 (8), с. 1473-1482. 11. Синякова Е.Ф., Косяков В.И. Экспериментальное моделирование зональности богатых медью сульфидных руд медно-никелевых месторождений // ДАН, 2009, т. 426, № 5, с. 668-673. 12. Синякова Е.Ф., Косяков В.И. Поведение примесей благородных металлов при фракционной кристаллизации Cu-Fe-Ni-сульфидных расплавов, содержащих As и Со // Геология и геофизика, 2012, т. 53 (10), с. 1374-1400. 13. Служеникин С.Ф. Платиномедно-никелевые и платиновые руды Норильского района и их рудная минерализация // Российский химический журнал, 2010, т. 54, № 2, с. 38-49. 14. Спиридонов Э.М. Рудно-магматические системы Норильского рудного поля // Геология и геофизика, 2010, т. 51 (9), с. 1356-1378. 15. Спиридонов Э.М., Гриценко Ю.Д. Эпигенетический низкоградный метаморфизм и Co-Ni-Sb-As минерализация в Норильском рудном поле. М., Научный мир, 2009, 218 с. 16. Cabri L.J. New data on phase relations in the Cu-Fe-S system // Econ. Geol.,1973, v. 68, p. 443-454. 17. Craig J.R., Kullerud G. Phase relations in the Cu-Fe-Ni-S system and their application to magmatic ore deposits // Econ. Geol. Monograph / Ed. H.D.B. Wilson. 1969, v. 4, p. 344-358. 18. Czamanske G.K., Kunilov V.E., Zientek M.L., Cabri L.J., Likchachev A.P., Calk L.C., Oscarson R. A proton-microprobe study of magmatic sulfide ores from the Noril'sk-Talnakh district, Siberia // Canad. Miner., 1992, v. 30, p. 249-287. 19. Duran C.J., Barnes S-J., Pleše P., Kudrna Prašeka M., Zientek M.L., Pagé P. Fractional crystallization-induced variations in sulfides from the Noril'sk-Talnakh mining district (polar Siberia, Russia) // Ore Geol. Rev., 2017, v. 90, p. 326-351. 20. Ebel D.S., Naldrett A.J. Crystallization of sulfide liquids and interpretation of ore composition // Can. J. Earth Sci., 1997, v. 34, p. 352-365. 21. Fleet M.E., Pan Y. Fractional crystallization of anhydrous sulfide liquid in the system Fe-Ni-Cu-S, with application to magmatic sulfide deposits // Geochim. Cosmochim. Acta, 1994, v. 58, p. 3369-3377. 22. KosyakovV. I., Sinyakova E.F. Melt сrystallization of CuFe2S3 in the Сu-Fe-S system // J. Therm. Anal. Calorim., 2014, v. 115, № 1, p. 511-516. 23. Kosyakov V. I., Sinyakova E.F. Study of crystallization of nonstoichiometric isocubanite Cu1.1Fe2.0S3.0 from melt in the system Cu-Fe-S // J. Therm. Anal. Calorim., 2017, v. 129, № 2, p. 623-628. 24. Merwin H.E., Lombard R.H. The system Cu-Fe-S // Econ. Geol., 1937, v. 32, p. 203-284. 25. Naldrett A.J. Magmatic sulfide deposits. Geology, geochemistry and exploration. Heidelberg, Springer-Verlag, 2004, 727 p. 26. Naldrett A.J. From the mantle to the bank: the life of a Ni-Cu-(PGE) sulfide deposit // South African J. Geol., 2010, v. 113.1, p. 1-32. 27. Schlegel H., Schüller A. Das Zustandebild Kupfer-Eisen-Schwefel // Z. Metallkunde, 1952, bd 43(12), s. 421-442. 28. Sinyakova E., Kosyakov V., Distler V., Karmanov N. Behavior of Pt, Pd, and Au during crystallization of Cu-rich magmatic sulfide minerals // Canad. Miner., 2016, v. 54 (2), p. 491-509. 29. Sluzhenikin S.F., Mokhov A.V. Gold and silver in PGE-Cu-Ni and PGE ores of the Noril'sk deposits, Russia // Miner. Deposita, 2015, v. 50, № 4, p. 465-492.