Химические формы миграции олова и бора

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Химические формы миграции олова и бора

30.07.2020

Химические соединения, в виде которых осуществляется миграция бора, олова и других элементов, фиксированных в минералах вмещающих пород и руд, рассматриваются как химические формы переноса при формировании месторождений этих элементов.

Проведенное ограничение температурного режима отложения рудных минералов и пределов изменения pH гидротермальных растворов позволяет обратиться к экспериментальным данным о химических формах миграции этих элементов, что уже отражено в приведенных в тексте реакциях их образования.

Изложенный ранее материал свидетельствует об эволюционном изменении минеральных форм нахождения бор а и олова. Оба элемента в последних могут присутствовать одновременно (в магнезиально-железистых боратах и норденшильдите) либо образовывать самостоятельные, но сосуществующие минералы (флюоборит и касситерит, турмалин и касситерит, данбурит и малайяит и т.п.). С этими минералами почти постоянно ассоциируют и фторсодержащие, где фтор либо входит в состав силикатов (гумиты, флогопиты и слюды, топаз, везувиан и др.), либо образует самостоятельные минералы: флюорит CaF2 и селлаит MgF2. Учитывая высокую миграционную способность калия, натрия и других щелочных элементов, следует признать, что сопутствующие или сингенетичные минералам бора и олова флогопиты, плагиоклазы, полевые шпаты, литиевые и другие слюды и прочие минералы фиксируют лишь некоторую часть щелочных элементов, в то время как большая их часть удаляется из зоны метасоматического преобразования пород и отложения руд в виде хлоридов и растворимых карбонатных соединений, участвуя в процессах декарбонатизации ранней щелочной и кислотной стадий пост-магматического процесса, а ранее — и магматического замещения доломитов.

В процессах скарно- и рудообразования вплоть до замещения кальцита сульфидами проявляется буферирующая роль карбонатов кальция и магния, определяющая нейтрализацию кислых эндогенных растворов и поддержание определенного уровня pH растворов, редко выходящих за рамки умеренно щелочных или нейтральных. Наибольшая щелочность определенно фиксируется широким распространением магнезио-людвигита и людвигита, включая их оловосодержащие разности и магнезио-гулсит. Можно предполагать более чем ограниченное участие борной кислоты как формы миграции бора, в процессах становления и высокотемпературного преобразования боратного и борооловянного оруденения, но ее несомненное значение при гипергенном изменении сульфидсодержащих боратных руд.

С этих позиций наибольшую роль в становлении оруденения преобретают тетрабораты, а также гидроксофгоробораты и гидроксофторостаннаты щелочных металлов, полностью удовлетворяющие этим условиям. Эти соединения в качестве химических форм переноса экспериментально изучены Г.Е. Курильчиковой применительно к гидротермальному рудообразованию. Исследованием установлена отчетливая эволюция комплексных соединений этих элементов в зависимости от pH, температуры, концентрации фтора и солевого состава гидротермальных растворов и особенностей их строения. Показано, что при температурах до 300° С бор и олово в щелочных гидротермальных растворах в присутствии калия и натрия не образуют единых комплексных соединений, но выявлена буферная роль бора, стабилизирующего pH в процессе миграции этих элементов.

Исследованиями Г.Е. Курильчиковой установлено, что гидроксофторо-бораты существуют в области pH 7—8,4, а при больших значениях pH 8,4—11,4 устойчив тетраборат калия; в натриевых системах гидроксо-фтороборат устойчив при pH 7—8, а в пределах pH 8—12 представлены тетраборатом при возможном присутствии фтористого натрия. Гидроксофторобораты по составу отвечают K2 [B3O3 F4 (ОН)], K1,5[B3O3F0,5(OH)4] и Na3[B3O3F6], Na2 [B3O3F3 (ОН)]2. Показано, что повышение температурь! способствует упрочнению фтор-связей.

Изучением растворимости гидроокиси олова-IV в нейтральных и щелочных растворах при 300° С установлено образование комплексов Sn[OH]3+, Sn[OH]3 F0, Sn [ОН] 3 F3-, Sn [ОН] 2, Sn(OH)4F- и Sn[OH]4F2-калия и натрия. Степень гидролиза комплексов зависит от концентрации комплексообразователя и pH раствора; чем больше концентрация (OH)-и меньше концентрация F-, тем полнее осуществляется гидролиз. Гидроксостаннаты Sn[OH]5- и Sn[OH]6- обнаружены не были. Последнее представляет интерес для интерпретации истинного состава шоенфлайсеита MgSn(OH)6 и его марганцевого, кальциевого и железистого аналогов, установленных в природе: если их формулы отвечают станнатам, то их возникновение требует очень высокой щелочности, что маловероятно в условиях зоны гипергенеза; этот вопрос заслуживает экспериментального исследования.

Установленная Г.Е. Курильчиковой эволюция составов гидроксо-фторостаннатов и гидроксостаннатов калия и натрия в зависимости от pH и температуры гидротермальных растворов, а равно и возможность переноса олова карбонатными (но не бикарбонатными) комплексами: Sn [ОН]x[CO3]y4-x-y в интервале pH 10,7—11,6, соответствующий комплексу Sn [ОН] 3 [CO3]-, позволяет применить данные экспериментальных исследований и к расшифровке генезиса скарновых месторождений, включая появление оловосодержащих минералов в карбонатных породах, обрамляющих скарны, и не содержащих фторсодержащих силикатов, флюорита или селлаита. Отчетливое уменьшение растворимости гидроксофторокомплексов олова при pH 5,5—6 при 300 °С (что соответствует pH 7,0-7,5 при 25 ) по сравнению с более щелочными или более кислыми растворами, как показано Г.Е. Курильчиковой, соответствует отложению касситерита в зонах грейзенизации магнезиальных и наложенных известковых скарнов. Этот процесс характеризуется осаждением гидроокиси олова с последующей кристаллизацией касситерита. Степень кристалличности эндогенного касситерита на изученных месторождениях различна, но на Кительском месторождении в Карелии установлены и частично раскристаллизованные, и коломорфные его агрегаты в ассоциации с полевым шпатом.

Экспериментально доказанные возможности сонахождения тетраборатов и гидроксофторостаннатов, а также гидроксофтороборатов и гидроксофторостаннатов щелочных металлов в широком интервале температуры и pH гидротермальных растворов и их взаимодействие с вмещающими породами определяют эволюционное изменение минеральных форм этих элементов на изученных месторождениях. При этом значительно влияние буферных свойств и тетраборатов в растворе и постоянного присутствия карбонатов в породах. Наличие карбонат- и бикарбонат-ионов поддерживает pH растворов на уровне 10,8 и 9,8 при 300 °С. Близкие им значения, отражающие изменение pH раствора, равновесного с доломитом и кальцитом соответственно, приведены В.Л. Барсуковым и А.П. Егоровым. Различия в растворимости доломита и кальцита выявлены O.K. Янатьевой.

Отсутствие экспериментальных данных для больших значений температур еще не позволяет оценить влияния рассмотренных факторов во всем диапазоне эндогенного минералообразования, но возможно полагать, что отмеченные тенденции будут сохраняться.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: