TY - JOUR

T1 - Формы переноса РЗЭ фторидно-карбонатно-хлоридными охлаждающимися гидротермальными флюидами в присутствии барита и целестина (термодинамическое моделирование)

AU - Shironosova, Galina

AU - Prokopyev, Ilya

N1 - Широносова Г.П., Прокопьев И.Р. Формы переноса РЗЭ фторидно-карбонатно-хлоридными охлаждающимися гидротермальными флюидами в присутствии барита и целестина (термодинамическое моделирование) // Russian Journal of Earth Sciences. — 2023. — Т. 23. — ES5009. Работа выполнена в рамках государственного задания ИГМ СО РАН (122041400241-5). Численные эксперименты в щелочных системах проведены за счет средств гранта РНФ 22-17-00078.

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Термодинамическое исследование проведено с целью определения для всего ряда лантаноидов форм переноса при изменяющихся параметрах гидротермального флюида умеренной концентрации хлоридной, карбонатной и фторидной составляющих. Моделировался процесс, в ходе которого гидротермальный раствор, охлаждающийся от 500 до 100 ∘C, воздействовал на барит и целестин, которые использованы в качестве источника сульфатной серы, монацит - в качестве источника редкоземельных элементов (РЗЭ) и фосфора, и кальцит - в качестве источника кальция. Установлено, что в слабокислых условиях (pH около 4,1) равновесная минеральная ассоциация представлена редкоземельным флюоритом, монацитом, редкоземельным фторапатитом и Sr-содержащим баритом. В высокотемпературной области для легких и средних РЗЭ ведущим является первый хлорокомплекс LnCl+2. Для тяжелых РЗЭ на первое место выходит второй фторокомплекс LnF+2, у тербия и диспрозия выявлено резкое преобладание сульфатного комплекса. Особая картина наблюдается при 100 ∘C: лидирующую позицию занимает акватированный катион Ln+3 и для легких, и для тяжелых РЗЭ в силу ослабления комплексообразования. В случае слабощелочного флюида (pH около 7,1) равновесная минеральная ассоциация представлена кальцитом, монацитом, РЗЭ-флюоритом, РЗЭ-фторапатитом, Sr-содержащим баритом и стронцианитом. Появление последнего в природных ассоциациях может служить указанием на повышенную щелочность среды рудообразования. В равновесном слабощелочном флюиде вплоть до 200 ∘C для всех РЗЭ превалирующими оказываются гидроксокомплексы при соотношении Ln(OH)03> Ln(OH)+2. За ними следуют для легких РЗЭ при 500-400 ∘C первый хлорокомплекс, для средних и тяжелых - второй фторокомплекс. При 100 ∘C концентрация гидроксокомплексов резко уменьшается, и на первое место выходят фторо- и карбонатный комплексы. В целом наблюдается повышенная устойчивость первого хлорокомплекса в высокотемпературной области, а с понижением температуры усиливается роль фторокомплексов РЗЭ. Два варианта расчетов по кислотности-щелочности предположительно соответствуют моделированию воздействия двух типов флюидов: грейзенезирующего-слабокислого и карбонатитообразующего-слабощелочного.

AB - Термодинамическое исследование проведено с целью определения для всего ряда лантаноидов форм переноса при изменяющихся параметрах гидротермального флюида умеренной концентрации хлоридной, карбонатной и фторидной составляющих. Моделировался процесс, в ходе которого гидротермальный раствор, охлаждающийся от 500 до 100 ∘C, воздействовал на барит и целестин, которые использованы в качестве источника сульфатной серы, монацит - в качестве источника редкоземельных элементов (РЗЭ) и фосфора, и кальцит - в качестве источника кальция. Установлено, что в слабокислых условиях (pH около 4,1) равновесная минеральная ассоциация представлена редкоземельным флюоритом, монацитом, редкоземельным фторапатитом и Sr-содержащим баритом. В высокотемпературной области для легких и средних РЗЭ ведущим является первый хлорокомплекс LnCl+2. Для тяжелых РЗЭ на первое место выходит второй фторокомплекс LnF+2, у тербия и диспрозия выявлено резкое преобладание сульфатного комплекса. Особая картина наблюдается при 100 ∘C: лидирующую позицию занимает акватированный катион Ln+3 и для легких, и для тяжелых РЗЭ в силу ослабления комплексообразования. В случае слабощелочного флюида (pH около 7,1) равновесная минеральная ассоциация представлена кальцитом, монацитом, РЗЭ-флюоритом, РЗЭ-фторапатитом, Sr-содержащим баритом и стронцианитом. Появление последнего в природных ассоциациях может служить указанием на повышенную щелочность среды рудообразования. В равновесном слабощелочном флюиде вплоть до 200 ∘C для всех РЗЭ превалирующими оказываются гидроксокомплексы при соотношении Ln(OH)03> Ln(OH)+2. За ними следуют для легких РЗЭ при 500-400 ∘C первый хлорокомплекс, для средних и тяжелых - второй фторокомплекс. При 100 ∘C концентрация гидроксокомплексов резко уменьшается, и на первое место выходят фторо- и карбонатный комплексы. В целом наблюдается повышенная устойчивость первого хлорокомплекса в высокотемпературной области, а с понижением температуры усиливается роль фторокомплексов РЗЭ. Два варианта расчетов по кислотности-щелочности предположительно соответствуют моделированию воздействия двух типов флюидов: грейзенезирующего-слабокислого и карбонатитообразующего-слабощелочного.

KW - barite

KW - celestine

KW - hydrothermal fluids

KW - lanthanides

KW - monazite

KW - rare earth fluorapatite

KW - rare earth fluorite

KW - strontianite

KW - transport forms

UR - https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85187917976&origin=inward&txGid=335036de3d493761e037f4e19ef4096a

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=62592812

UR - https://www.mendeley.com/catalogue/2d2198a8-34ec-3a15-a51a-3b9f60442530/

U2 - 10.2205/2023ES000859

DO - 10.2205/2023ES000859

M3 - статья

VL - 23

JO - Russian Journal of Earth Sciences

JF - Russian Journal of Earth Sciences

SN - 1681-1208

IS - 5

M1 - ES5009

ER -