Бетехтин А. Г. Курс минералогии
жүктеу/скачать 4,45 Mb. Pdf көрінісі
|
Betehtin 2008.compressed
- Бұл бет үшін навигация:
- Минералы коры выветривания.
Глава 2. Ассоциации минералов в горных породах и рудных месторождениях 693 Интересны случаи образования в массовых количествах самородной серы в некоторых районах проявлений современной вулканической дея тельности. Например, в Японии гейзер, начавший действовать в кратере вулкана Иосан, после длительного периода спокойной сольфатарной дея тельности периодически выбрасывал перегретый пар и чистую расплав ленную серу, которая переливалась через край кратера и стекала в доли ну, образуя застывшие потоки. Очевидно, первоначально самородная сера накапливалась в процессе действия сольфатор на некоторой глубине в условиях неполного окисления сероводорода. Следует упомянуть, наконец, о многочисленных холодных и горячих минеральных источниках, действующих в районах потухшей вулканиче ской деятельности. Минералы коры выветривания. В изучение минералогии коры вы ветривания горных пород и зоны окисления рудных месторождений не малый вклад внесли советские ученые (акад. В. И. Вернадский, акад. С. С. Смирнов, И. И. Гинзбург, Ф. В. Чухров и др.). Благодаря их трудам наши современные представления о процессах, протекающих в коре выветривания, значительно расширились. Продук ты экзогенных процессов, особенно процессов выветривания, характери зуются необычайным разнообразием тонкодисперсных минеральных об разований, возникающих в результате сложных реакций с О 2 , СО 2 воздуха и Н 2 О, а также в процессе жизнедеятельности организмов, играющих ог ромную роль в разложении многих минералов. Наиболее легко разлага ются те первичные минералы, которые в своем составе содержат элемен ты в низших степенях валентности (Fe 2+ в сидерите, S 2– в сульфидах и др.), или элементы, способные давать с СО 2 легкорастворимые бикарбо наты (Na, К в полевых шпатах, Mg в оливине, серпентине и др.). В обра зовании коллоидных осадков огромную роль играют явления гидролиза растворимых солей, возникающих при процессах окисления, с выпаде нием гидроокислов сильно поляризующих катионов, обладающих малы ми размерами ионов (Fe 3+ , Al 3+ , Si 4+ , Mn 4+ и др.). Таким образом, состав накапливающихся в коре выветривания мине ральных образований в значительной степени зависит от состава первич ных пород и руд. При этом химически стойкие, не поддающиеся разло жению при воздействии поверхности агентов минералы механически скопляются в продуктах выветривания и при их размыве переходят в рос сыпи. К ним относятся такие минералы, как кварц, магнетит, гематит, корунд, шпинель, хромшпинелиды, ильменит, рутил, касситерит, апатит, монацит, шеелит, циркон, топаз, турмалин, дистен, андалузит, киноварь, самородное золото, осмистый иридий, платина, алмаз и др. Наиболее интенсивные процессы химического разложения минералов наблюдаются в зоне окисления сульфидных месторождений (см. рис. 57). Характернейшей особенностью химических реакций в этой зоне является Заключительная часть 694 то, что все сульфиды при окислении проходят так называемую сульфат ную стадию, т. е. превращаются вначале в соли серной кислоты (FeS > FeSO 4 , PbS → PbSO 4 и т. д.). Это обстоятельство имеет очень важное зна чение для понимания явлений миграции металлов в зоне окисления, так как растворимость сульфатов разных металлов различна. Минеральные ассоциации, возникающие при окислении сульфидных месторождений, лучше рассмотреть соответственно типам первичных руд. В медносульфидных месторождениях, богатых пиритом, халькопири том и другими сульфидами меди, в зоне окисления (железной шляпе) образуются обильные гидроокислы железа — лимонит, гётит, так как возникающий за счет железа сульфидов сульфат FeSO 4 в условиях до ступа кислорода легко переходит в сульфат Fe 3+ — Fe 2 [SO 4 ] 3 , тут же под вергающийся гидролизу с образованием нерастворимых гидроокислов железа. Медь в виде легкорастворимого сульфата в просачивающихся водах мигрирует к уровню грунтовых вод. Следовательно, зона окисле ния сильно обедняется медью. Наоборот, в зоне вторичного сульфидного обогащения (см. рис. 53) происходит весьма существенное увеличение содержания меди в рудах за счет образования вторичных, богатых медью сульфидов — ковеллина, халькозина, иногда борнита, возникающих на месте первичных сульфидов в результате реакций их с меденосными раст ворами. Таким образом, если в железной шляпе наблюдаются хотя бы при знаки кислородных соединений меди — малахита, азурита, хризоколлы и др., то можно быть уверенным в том, что ниже уровня грунтовых вод будет располагаться обогащенная медью зона вторичных сульфидов. В районах с сухим жарким климатом при малом количестве выпада ющих осадков в зоне окисления сульфидных месторождений встречают ся участки полуокисленных руд. При изучении под микроскопом таких руд, содержащих медные сульфиды, обычно наблюдается сочетание гид роокислов или кислородных солей с вторичными сульфидами, главным образом ковеллином и халькозином. В случае окисления бедных серой халькозиновых руд часто образу ются куприт и самородная медь. Реже встречаются фосфаты и арсенаты меди — либетенит, оливенит и др., иногда силикаты аширит (диоптаз), хризоколла. Водные и основные сульфаты меди — халькантит, брошан тит и др., а также железа — мелантерит, ярозит и др. обычно устанавли ваются в странах с жарким сухим климатом. В свинцовоцинковых месторождениях, богатых сфалеритом и галени том, кроме гидроокислов железа, образующихся за счет вездесущего пи рита, в значительных количествах устанавливаются вторичные минера лы свинца. Первоначально образующийся за счет галенита англезит PbSO 4 , как труднорастворимое вещество, часто тонкой коркой обволаки вает остатки чистого галенита, предохраняя, его от дальнейшего разру шения. Лишь снаружи он переходит в церуссит, также трудно раствори |