ИСТИНА

Проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы в области геологии - выявление механизмов концентрирования металлов в земной коре и, в частности, создание количественных моделей образования медно-порфировых месторождений. Медно-порфировые месторождения являются важнейшим в Мировой добыче источником меди, золота и ряда металлов, признанных в России и за рубежом в качестве стратегических и критических металлов. Они формируются флюидами магматического происхождения, отделяющимися от магматических очагов на субвулканическом уровне глубинности и имеют большой масштаб и высокую промышленную ценность. Процессы, приводящие к формированию медно-порфировых месторождений находятся в центре внимания мирового научного сообщества. Оценка граничных параметров исходного минералообразующего флюида показала, что они изменяются в широких пределах: температура 800 – 150 ºС, давление 500 - 5 МПа, соленость флюида 0.0 – 80 мас. %-экв. NaCl, плотность 0.01 – 1.50 г/см3. Ведущими лабораториями мира интенсивно изучается состав минералообразующих флюидов путем изучения состава индивидуальных включений в минералах медно-порфировых месторождений методом LA ICP MS. К настоящему времени опубликовано достаточное количество данных по концентрациям меди, железа, марганца, золота, свинца, цинка, кадмия, индия и многих других. Этот материал требует обобщения, прежде всего для оценки уровней концентраций элементов, являющихся полезными компонентами руд, в минералообразующих флюидах, формирующих промышленные месторождения. В то же время геолого-геохимические модели их формирования во многом являются качественными и умозрительными. В первую очередь это связано с отсутствием надёжных количественных моделей эволюции металлоносного флюида после отделения его от магматического очага. Наиболее актуальными здесь являются геохимические проблемы термодинамического описания комплексообразования основных компонентов руд (Cu, Fe) в солесодержащих водных флюидах хлоридного состава и взаимодействия этих флюидов с вмещающими породами при повышенных температурах и давлениях (до 800 ºC и 500 МПа). Кроме того, принципиальными являются возможности моделирования процессов фильтрации флюида с учётом его фазовой сепарации с образованием плотного солесодержащего и малоплотного флюидов. Именно на решение этих задач направлен предлагаемый проект: в результате выполнения проекта будет создана комплексная модель формирования порфировых и эпитермальных месторождений, включающая количественное описание динамики магматического флюида с учётом геохимических процессов переноса и отложения рудных элементов.

В результате выполнения проекта будут получены новые данные, отсутствующие в настоящее время, по термодинамическим свойствам хлоридных и гидросульфидных комплексов меди и железа, необходимые для построения количественных моделей переноса и отложения этих металлов гидротермальными флюидами в широком диапазоне температур, давлений и составов флюида. В результате проведенных исследований будет создан уникальный, не имеющий аналогов в мире, сопряженный гидродинамический симулятор, сочетающий расчет неизотермических течений многофазных многокомпонентных смесей с учетом фазовых переходов и химических реакций с полноценным термодинамическим описанием минеральных равновесий на основе минимизации энергии Гиббса системы флюид-порода. Расчеты будут проводиться в широком диапазоне давлений, температур и соленостей флюида, включая сверхкритические условия. Построенная динамическая - термодинамическая модель будет валидирована на основе имеющихся данных по конкретным медно-порфировым месторождениям (месторождение Песчанка).