ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ РУДООБРАЗОВАНИЯ Чудненко К.В., Кравцова Р.Г., Пальянова Г.А.

Основоположник термодинамического моделирования, профессор Игорь Константинович Карпов ( )

Методология моделирования процессов рудообразования Исследователь Настройка универсальных блоков с учетом специфики геологических объектов Разработка новых методов, алгоритмов и программ Банк термоди- намических данных Сеть опорных моделей и алгоритмов Имитационная модель

Список и краткая характеристика основных термодинамических баз данных

Твердые растворы, реализованные в ПК «Селектор»

Твердые растворы самородного золота (высокопробное золото, электрум, кюстелит) и серебра Минерал NAu*NAu* lg (Au/Ag) /(Au/Ag) ** Состав сплава Au X Ag 1-X *** Высоко- пробное золото 1000Au /19Au Ag /9Au Ag /5.67Au Ag /4Au Ag /3Au Ag /2.33Au Ag Электрум /1.86Au Ag /1.5Au Ag /1.22Au Ag /1Au Ag Минерал NAu*NAu* lg(Au/Ag) /(Au/Ag) ** Состав сплава Au X Ag 1-X *** Электрум /0.82Au Ag /0.67Au Ag /0.54Au Ag /0.43Au Ag Кюстелит /0.33Au Ag /0.25Au Ag /0.18Au Ag Самород- ное серебро /0.11Au Ag /0.05Au Ag /Ag Примечание: * N Au – пробность, равная (в массовых промилле), ** - весовые отношения Au/Ag в самородном золоте или сплаве или Au-Ag твердом растворе *** x – мольная доля золота в самородном золоте или сплаве

Пробность самородного золота и отношения Au/Ag в пиритсодержащих рудах различных месторождений 1-6 – золотомедные-порфировые месторождения: 1 – Кальмакыр, 2 –Санта Рита, 3 – Бингхем, 4 – Кингкинг, 5 – Грасберг, 6 – Рябиновое; 7-11 – золотоскарновые месторождения: 7 – Синюха, 8 – Натальевка, 9 – Ортоса, 10 – Никель Плейт, 11 – Макларен.

Температурные зависимости пробности золота, равновесного с растворами разного типа

«Предельные» сценарии возможного развития процессов растворения, переноса и отложения рудных компонентов 1.Подъём глубинного флюида, образованного в результате термодинамически равновесного взаимодействия «магматические породы - вода» в подрудной зоне. 2.Дегазация глубинного флюида из корневой зоны стягивания гидротерм по стволовой трещиноватой зоне в проточном режиме по геобаротерме без взаимодействия с вмещающими породами. 3.Модель смешения с метеорной водой. Эндогенный флюид движется вверх по геобаротерме и, дополнительно происходит смешивание с метеорными водами, насыщенными кислородом атмосферы. 4.Модель взаимодействия глубинного флюида с вмещающими породами по схеме последовательного проточного реактора. 5.Инфильтрация метеорных вод в нижние горизонты и их влияния на процесс рудообразования за счет вторичного обогащения гидротермальных растворов рудными компонентами.

Общая схема взаимодействия «вода-порода» Введенное впервые де Донде (1920) понятие степени полноты реакции широкое применение в физико-химическом моделировании получило после работы Helgeson (1969), где оно использовалось в качестве относительной скорости растворения исходных минералов в процессе гидротермального минералообразования. Расчет по «степени протекания реакции» предполагает на каждом элементарном этапе моделирования учет определенной доли из исходной неравновесной минеральной ассоциации.

Многорезервуарная динамика I - Проточный реактор. II - Последовательность с возвратом между смежными системами. III - Замкнутая конвективная ячейка – круговорот.

Схема движения водного флюида А Б через массив вмещающих пород по трещине

Обобщенная схема многорезервуарной термодинамической модели вулканогенно-гидротермальной рудообразующей системы эпитермальных золотосеребряных месторождений Северо-Востока Азии 1 - резервуары с номерами; 2 - восходящий поток глубинного флюида; 3 - метеорные воды; 4 - нисходящий поток инфильтрационных вод; 5 - границы гидротермальной системы; 6 - граница, отделяющая область гидростатического давления от нижней области с преобладанием литостатического давления; 7 - трещиноватый канал, по которому происходит транзит восходящих потоков гидротермальных растворов; 8 – разгрузка гидротермальных растворов в режиме рассеяния и растекания; 9 – изотермы, 10 – поверхность.

Инфильтрационная термодинамическая модель переноса и мобилизации рудных компонентов 1 - резервуары с номерами; 2 - метеорные воды; 3 - нисходящий поток инфильтрационных вод; 4 - границы гидротермальной системы; 5 - трещиноватый канал, по которому происходит транзит восходящих потоков гидротермальных растворов; 6 – разгрузка гидротермальных растворов в режиме рассеяния и растекания; 7 – изотермы, 8 – поверхность.

Нестационарная модель с учетом теплофизических свойств породы Схема модели разреза вулкано-гидротермальной системы Kp i – пористость, m i – проницаемость i-го слоя флюидопроводника, 1 - коэффициент теплоотдачи с поверхности, 2 - коэффициентом теплоотдачи боковые стенки флюидопроводника