Слайд 1Э.М. Спиридонов
Эволюция
минералов
железа
в зоне гипергенеза
рудных месторождений
Слайд 2Эволюция минералов Fe в зоне гипергенеза рудных месторождений
Слайд 3Эволюция минералов Fe в зоне гипергенеза рудных месторождений
Совместное влияние активности
сульфидной серы
и фугитивности углекислого газа
Слайд 4Эволюция минералов
железа в зоне гипергенеза
рудных месторождений
Стандартный тренд: в
зоне окисления - при окислении сульфидов железа образуется мало устойчивые
его сульфаты, затем более устойчивые гидрооксид-сульфаты в начале Fe2+, затем Fe3+, подчас с добавочными катионами (калий…), затем разнообразные фосфаты в начале Fe2+, затем Fe3+, подчас с добавочными катионами …; те из этих минералов, которые богаты гидрооксид-ионом, обычно возникают при пониженной температуре.
Достаточно устойчивы гипергенные силикаты железа – смектиты (нонтронит, ферримонтмориллонит …), вермикулит...
В верхней части зоны окисления наиболее устойчивы гидрооксиды – гётит и лепидокрокит, оксид – гематит.
В зоне восстановления возникают сидерит (иногда весьма своеобразного состава – с никелем…) и сульфиды железа.
Слайд 5Эволюция минералов
железа в зоне гипергенеза
рудных месторождений
Особо интересны гидрооксид-сульфаты
группы ярозита. Стандартный ярозит KFe3+3[(OH)6/(SO4)2] образуется чаще в нижней части
зоны окисления сульфидных руд, нередко в зоне пиритных сыпучек. В зависимости от состава рудовмещающих толщ ярозит в той или иной степени обогащён Na (до натроярозита) и Rb. В зоне окисления полиметаллических руд ярозит часто обогащён Pb, вплоть до плюмбоярозита, а иногда богат и Tl. Не столь редок и ярозит обогащённый Ag до аргентоярозита, обычного в баритовых сыпучках (продуктах выветривания верхов колчеданных залежей, богатых серебром, золотом…). В ряде кор выветривания рудных месторождений развиты ярозит с примесью селена до первых масс. %, а также ярозит с примесью мышьяка, изредка минералы, промежуточного состава между ярозитом и биндгеймитом.
Слайд 6Эволюция минералов
железа в зоне гипергенеза
рудных месторождений
Обычные реакции окисления
сульфидов железа :
1. пирит FeS2 + 4 O2 +
H2O → Fe[SO4] + H2SO4
2. 2 Fe[SO4] + H2SO4 + 0.5 О2 → Fe2[SO4]3 + 8 H2O
3. пирротин Fe1-хS + (1-2х) H2SO4 + (6-х) Н2О →
→ FeS2 + (1-х) Fe[SO4]·7 (Н2О)
4. 3 Fe2[SO4]3 + 3 K[AlSi3O8] + 12 H2O →
ярозит 2 KFe3+3[(OH)6/(SO4)2] + Al2[SO4]3 +
квасцы KAl[SO4]2·12 (Н2О) + кварц 9 SiO2
Слайд 7Мелантерит («зелёный купорос») Fe[SO4]·7(H2O)
первый водорастворимый продукт окисления сульфидов
Fe
Сталагмиты высотой до 2 м в
подземных рудных выработках. Германия
Вариации состава
и окраски мелантерита
Структура
Слайд 8Мелантерит («зелёный купорос») Fe[SO4]·7(H2O)
первый водорастворимый продукт окисления сульфидов
Fe
2.8 мм.
Marsberg,
Германия
Вариации состава группы мелантерита
Сталактиты
медистого
мелантерита
в штольне
Слайд 9Мелантерит («зелёный купорос») Fe[SO4]·7(H2O)
первый водорастворимый продукт окисления сульфидов
Fe
Натёки
медистого
мелантерита
на
колчеданной
руде
Мелантерит на
железистом
халькантите
голубого цвета.
Блява,
Южный Урал
Слайд 10Сидеротил Fe[SO4]·5(H2O)
2.8 мм. Marsberg,
Германия
59х46 мм. Mount Diablo mine,
Калифорния
Слайд 11Роценит Fe[SO4]·4(H2O)
60 мм. Блява.
Южный Урал
Блява. Южный
Урал
Структура
Слайд 12Метавольтин
K2Na6Fe2+Fe3+6[O2/(SO4)12]·18(H2O)
Чукикамата, Чили
Слайд 13Копиапит Fe2+Fe3+4[(OН)2/(SO4)6]·20(H2O)
Ассоциация
сульфатов
железа.
Richmond
mine
Алюмокопиапит.
Кора
выветривания
бурых углей.
Кизеловское,
Урал
Слайд 14Копиапит Fe2+Fe3+4[(OH)2/(SO4)6]·20(H2O)
Копиапит и
мелантерит
Халькантит
Копиапит
Слайд 15Кокимбит Fe3+2[(SO4)3]·9(H2O)
Юта, США
Кокимбит
Синий кокимбит
Жёлтый
алуноген
Чукикамата,
Чили
80
мм
Richmond mine
Структура
Слайд 16Кокимбит Fe3+2[(SO4)3]·9(H2O)
Кристаллы
сиреневого
кокимбита
до 50 мм.
Havier
Ortega,
Ayacucha,
Перу
14 мм
37х25 мм
Huelva, Испания
Слайд 17Кокимбит Fe3+2[(SO4)3]·9(H2O)
Кристаллы сиреневого
кокимбита до 30 мм.
Ayacucha,
Перу
35 мм. Havier Ortega, Ayacucho, Перу
Слайд 18Кокимбит
Fe3+2[(SO4)3]·9(H2O)
Кристалл сиреневого
кокимбита 30 мм + алуноген
+ халькантит.
Havier Ortega,
Ayacucha, Перу
Агрегат пластин, каждая
менее 1 мм.
Faraglione,
Vulcano, Италия
Слайд 19Ярозит KFe3+3[(OH)6/(SO4)2]
.
Структура
алунита - ярозита
190 мм
Бурый ярозит и
галотрихит.
Роннебург, Тюрингия
Шахта
Storch - Schoneberg,
Gossenbach, Германия
2.5
мм
Ярозит и натроярозит
(расщеплён).
Карабаш, Урал
Слайд 20Натроярозит (Na,K)Fe3+3[(OH)6/(SO4)2]
.
Деталь
38х30 мм. Cape Calamite mine, Тоскана, Италия
Слайд 21Ярозит KFe3+3[(OH)6/(SO4)2]
Конкреции на поверхности
пиритоносных юрских глин.
Карьер Подольского
цементного
завода,
Южное Подмосковье
.
Barrick Gold mine. Юта,США
Слайд 22Ярозит (K,Tl)Fe3+3[(OH)6/(SO4)2]
Ярозит – отложения современных металлоносных источников Челекена
.
Слайд 23Ярозит по пириту
При
1
николе
.
Николи
х
Слайд 24Фиброферрит
Fe3+[(OH)/SO4]·5(H2O)
Швертманит
Fe3+16[(OH)12/O16/(SO4)2]
Иголки длиной до 5 мм
Сталагмиты и
сталактиты.
Giftkiesstollen, Германия
Слайд 25Вивианит Fe2+3[(РO4)3]·8(H2O)
Вивианит – характерный минерал нижней части
зоны окисления рудных месторождений, обычно развит у границы с первичными
не окисленными сульфидными рудами. Если имелись полости выщелачивания, то нередко возникали крупные прозрачные великолепно окрашенные кристаллы вивианита и их друзы размером до 10-15 см и более, - прекрасный коллекционный материал.
20 мм
Clear Springs mine, Bartow, Флорида, США
26х25 мм
Слайд 26Вивианит Fe2+3[(РO4)3]·8(H2O)
С сидеритом на кварце. Китай, пр. Нандань
50
мм.Лихтенберг,Тюрингия
Фрагмент кристалла 95х35 мм. Боливия
80 мм
Слайд 27Вивианит
Fe2+3[(РO4)3]·
8(H2O)
5 см.Лихтенберг,Тюрингия
Кристалл вивианита 100 мм
на окисленной
сульфидной руде.
Morococola, Боливия
Слайд 28Вивианит
Fe2+3[(РO4)3]·8(H2O)
Фрагмент огромного кристалла. Anloua, Камерун
36 мм.Canotillas mine,
Potosi, Боливия
107 мм.
Morococola,
Боливия
Слайд 29Вивианит
Fe2+3[(РO4)3]·8(H2O)
66 мм. Lavra da Cigana,
Минас Жераис, Бразилия
25х15 мм. Оруро,
Боливия
Слайд 30Лудламит Fe2+3[(РO4)3]·4(H2O)
9 мм. Blackbird mine,
Айдахо, США
32х29 мм.
San
Antonio mine,
Chihuahua,
Мексика
Слайд 31Рокбриджеит Fe2+ Fe3+4[(ОН)5/(РO4)3]
Плоские сферокристаллы
Двойники
Игольчатые
кристаллы
Слайд 32Фронделит Mn2+ Fe3+4[(ОН)5/(РO4)3]
Кобокобо, южное Киву, Демократическая Республика Конго
Слайд 33Бераунит Fe2+Fe3+5[(ОН)5/(РO4)4]·6(H2O)
50 мм. Тюрингия
17 мм. Тюрингия
На призматических
кристаллах бераунита
сферолиты какоксена.
6
мм. Hagendorf, Германия
Слайд 34Бераунит
Fe2+Fe3+5
[(ОН)5/(РO4)4]
·6(H2O)
Сфероидолиты
зелёного бераунита
и
сферолиты
сиреневатого
штренгита
до 5-6 мм.
Кируна, Швеция
Слайд 35Дюфренит
CaFe2+2Fe3+10[(ОН)12/(РO4)8]·4(H2O)
Плоские сферокристаллы. Phoenix, США
Плоские сферокристаллы.
Корнуолл, Англия
Hollertar Zug,
Siegerland, Германия
15
мм
12
мм
Слайд 36Какоксен Fe3+4[(ОН)3/(РO4)3]·12(H2O)
Svappavara, Швеция
Слайд 37Какоксен Fe3+4[(ОН)3/(РO4)3]·12(H2O)
6 мм.Tyrone mine,
New Mexico,США
6 мм. Rotlaufchen, Германия
4
мм.
Heppenheim,
Германия
Сферы по 2 мм.
Sapucaia mine,
Минас Жераис,
Бразилия
Folgosinhо
mine,
Португалия
1 мм
Слайд 38Какоксен Fe3+4[(ОН)3/(РO4)3]·12(H2O)
4.5 мм. Miguel Vacas, Португалия
Слайд 39Фосфосидерит
Fe3+[РO4]·2(H2O)
2 мм
5 мм
10 мм
Hagendorf, Германия
Folgosinho quarry, Португалия
1 мм
Слайд 40Штренгит (Fe3+,Al)[РO4]·5(H2O)
10 мм
Сферолиты штренгита на графитовых кварцитах. Heppenheim, Германия
Слайд 41Штренгит
(Fe3+,Al)[РO4]·5(H2O)
Прозрачный Al-штренгит
и оранжевый какоксен. 6 мм.
Miguel
Vacas
Al-штрегнит.
4 мм.
Miguel Vacas
Mine,
Португалия
3 мм. Heppenheim,
Германия
Сизый
- штренгит,
оранжевый - какоксен
3 мм
Лиловый-
штренгит –
сферы
до 6 мм.
Зелёный –
бераунит.
Кируна,
Швеция
Слайд 42Штренгит (Fe3+,Al)[РO4]·5(H2O)
4 мм
2 мм
Sapucaia mine, Минас Жераис
2 мм
Штренгит –
три сиреневых
сферокристалла
на рокбриджеите.
Conselheiro mine,
Минас Жераис, Бразилия
Слайд 43Карибибит Fe3+2[As3+4O9]
Псевдоморфоза по лёллингиту.
Correga de Urucum,
Galileia,
Минас Жераис, Бразилия
Слайд 44Скородит Fe3+[As5+O4]·2(H2O)
Плёнки скородита на теннантите.
Золотая Горка. Берёзовское, Ср.
Урал
Агрегаты микросферолитовых корок
Слайд 45Скородит Fe3+[As5+O4]·2(H2O)
Кристаллы до 3 мм. Шнееберг, Саксония
Красный скородит и
желтый сегнитит. Лаврион, Греция
Скородит по теннантиту. Цумеб
5 мм. Цумеб
4 мм
Слайд 46Скородит Fe3+[As5+O4]·2(H2O)
Микрокристаллы скородита. Акчатау, Центральный Казахстан
Длина масштабной линейки 1
микрон
Слайд 47Бёдантит PbFe3+3[(OH)6/AsO4/SO4]
Корка кристаллов бёдантита. На ней геарксутит. Лаврион, Греция
Слайд 48Карминит PbFe3+2[(OH)2/(AsO4)2]
Benjamin Hill, Сонора Мексика
Сонора, Мексика
Слайд 49Фармакосидерит КFe3+4[(AsO4)3]·6(H2O)
27 мм. Grube Clara,
Schwarzwald, Германия
14 мм. Красно,
Чехия
Слайд 50Фармакосидерит КFe3+4[(AsO4)3]·6(H2O)
Кристаллы до 3 мм. 90х65 мм. Wheal Gorland
Слайд 51Нонтронит
Na0.33Fe3+2[(OH)2/Al0.33Si3.67O10]·4(H2O)
Магнитогорск. Месторождение Малый Куйбас
Призмочки до 4 мм.
Hagendorf, Германия
Слайд 52Лепидокрокит (рубиновая слюдка) γ-Fe3+OOH
41х24 мм
Кремиковцы, Болгария
Гётит
Гематит
71х41 мм
Лепидокрокит
Гётит
Гематит
Слайд 53Лепидокрокит (рубиновая слюдка) γ-Fe3+OOH
Лепидокрокит
+гётит.
Hesse,
Германия
Слайд 54 Гётит α-Fe3+OOH
Кристаллы до 25 мм.
Smoky
Hawk mine,
Teller county, Колорадо, США
47 мм.
Pikes Peak,
Колорадо,
США
Рио-Муни, Гвинея
Лебник,
Горни
Блатня,
Чехия
150 мм
Слайд 55 Гётит α-Fe3+OOH
Ежи гётита 3 мм. Vergenoec
mine, ЮАР
Бу-Аззер. Гётит 1.5 мм
Гипергенный гётит. 2 мм. Imiter,
Марокко
Слайд 56 Гётит α-Fe3+OOH
29 мм
Мичиган, США
2 мм. Бу-Аззер,
Марокко
Слайд 57 Гётит α-Fe3+OOH. Кремиковцы, Болгария
113х39 мм
89х53 мм
70х29
мм
Гематит
Слайд 58 Гётит α-Fe3+OOH. Магнитогорск, Ю. Урал
Гётит магнитогорских
руд
возник в основном
за счёт пирротина
и пирита
скарновых
железных руд
Слайд 59 Гётит α-Fe3+OOH и флюорит
Vergenoec mine,
ЮАР
101 мм
80 мм
α-Fe3+2O3
Сферолиты гематита
до 0.2 мм.
Stanzer Tal, Тироль
Сферолиты
гематита
с кальцитом.
40 мм. Цумеб
Слайд 61 Гематит α-Fe3+2O3. Кремиковцы, Болгария
210 мм
Чёрная
«стеклянная голова»
68х38 мм
Со
звёздочками
лепидокрокита
Сферолитовые корки
гематита на лимоните
60х42мм
Корки
гематита и гётита
72х60 мм
Слайд 62 Гематит α-Fe3+2O3
Сферолиты гематита 120 мм с
плёнкой гётита.
Beckermet mine, Cumberland, Англия
Сидерит FeСO3
8
мм. Курская
магнитная аномалия
Разноцветный сидерит 4 мм.
Vergenoec mine, ЮАР
Сферокристаллы 3-4 мм.
Михайловский рудник,
Курская магнитная
аномалия
Типичное образование
зоны восстановления
Слайд 64Сидерит FeСO3. Цумеб, Намибия
70 мм
50 мм
10 мм
Никель-
содержащий
сидерит
Слайд 65Сидерит FeСO3. Цумеб, Намибия
20 мм.
Сидерит и кварц
Сидерит и
барит.
Моктецума,
Мексика
Слайд 66Пирит FeS2
Псевдосталактиты
до 8 см.
КМА – Курская магнитная
аномалия. Центральная Россия
Типичное образование
зоны восстановления