Новосибирск. 14 августа. ИНТЕРФАКС - Международная группа ученых создала и впервые применила математическую модель, которая позволяет оценивать вклад прямой кристаллизации элементов платиновой группы из магматических расплавов с помощью подсчета наноразмерных частиц металлов платиновой группы, сообщает пресс-служба Института ядерной физики Сибирского отделения РАН.
"Теоретический опыт исследователей может ускорить создание систем подсчета содержания ультрарассеянных металлов (главным образом, золота и платиноидов) в горных породах и месторождениях", - говорится в сообщении.
В работе принимали участие специалисты Института экспериментальной минералогии РАН им. Д.С. Коржинского (ИЭМ РАН) совместно с коллегами из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, ИЯФ СР РАН, Центра глубоководных исследований Института океанологии Китайской академии наук, Университета Квебека, Африканского исследовательского центра по изучению рудных систем Университета Витватерсранда (ЮАР), Китайского университета геонаук и др.
Отмечается, что 95% мировой добычи меди, никеля и металлов платиновой группы, в которую входит сама платина, рутений, родий, палладий, осмий и иридий, сосредоточены в Южной Африке (Бушвельдский комплекс), Канаде (бассейн Садбери) и в России (Норильский район).
Образуются такие месторождения из мантийных магм, которые поднимаются в земную кору, где начинается кристаллизация, при этом в определенный момент на этом этапе может произойти разделение жидкой фракции (расплава) на силикатную и сульфидную составляющую.
Многие редкие металлы весьма эффективно концентрируются в сульфидном расплаве, так появляются целые группы месторождений разных металлов: меди, никеля и элементов платиновой группы, этот процесс хорошо изучен.
В отсутствии сульфидного расплава металлы платиновой группы остаются в рассеянном виде, в силу этого их поведение в магмах до момента отделения сульфидной жидкости проследить крайне сложно.
Для исследования был выбран хромит из магматических вулканических пород, отобранных на Камчатке, так как согласно более ранним работам именно этот минерал в силу кинетических факторов "собирает" в себя мельчайшие частички платинометальных сплавов.
Выяснилось, часть металлов находится в хромите в виде твердого раствора, то есть металлы "сидят" прямо в кристаллической решетке минерала, а часть захватывается в него виде мелких включений сплавов.
Согласно принципу Делеса, который был сформулирован в XIX в. и широко применяется в петрографии, при равномерном и случайном распределении неоднородностей, в данном случае включений металлов, их общее количество в объеме будет равно отношению площадей одной фазы к другой.
В ИЯФ СО РАН предложили ввести в исследование математический аппарат и при помощи компьютерного моделирования рассчитать, какую ошибку можно ожидать, проводя количественный анализ на основании небольшой статистики.
В данном исследовании среди 19 маленьких включений было 2-3 больших, их учли и снизили еще и систематическую погрешность в определении площади включений. В итоге для 19 включений металлов платиновой группы ученые получили ошибку измерения 30%.
Моделирование дифференциации мантийных магм позволяет понять геологические и геохимические процессы, которые приводят к образованию месторождений металлов, а также разработать эффективные методы их переработки, говорится в сообщении.