В рудном депозитноге геологии , гипергенные процессы или обогащения являются те , которые происходят относительно близко к поверхности , в отличие от глубоких гипогенных процессов. К супергенным процессам относится преобладание круговорота метеорных вод с сопутствующим окислением и химическим выветриванием . Нисходящие метеорные воды окисляют первичные ( гипогенные ) сульфидные рудные минералы и перераспределяют металлические рудные элементы. Супергенное обогащениепроисходит в основании окисленной части рудного месторождения. Металлы, которые были выщелочены из окисленной руды, уносятся вниз просачивающимися грунтовыми водами и вступают в реакцию с гипогенными сульфидами на границе гипергена и гипогена. В результате реакции образуются вторичные сульфиды с более высоким содержанием металлов, чем в первичной руде. Это особенно отмечено в медных рудах , где медь сульфидных минералов халькозин Cu 2 S, ковеллин CuS, digenite Cu 18 ев 10 , и djurleite Cu 31 ˙s 16 осаждаются по убыванию поверхностных вод. [1]
Все такие процессы происходят в основном при атмосферных условиях, 25 ° C и атмосферном давлении . [2]
Зоны [ править ]
На разной глубине можно выделить разные зоны. С поверхности вниз это госсановая шапка, зона выщелачивания, зона окисления, уровень грунтовых вод, зона обогащения (зона, обогащенная гипергеном) и первичная зона (зона гипогена). [3]
Госсанская шапка [ править ]
Пирит FeS 2 , как правило , в изобилии, и вблизи поверхности он окисляется до нерастворимых соединений , таких как гетит FeO (OH) и лимонит , [2] формирование пористого покрытия для зоны окисления , известной как Госсан или железной шляпа. [4] Геологи принимают госсан как указание на то, что под ними могут быть запасы руды.
Зона выщелачивания [ править ]
Грунтовых вод содержит растворенный кислород и диоксид углерода , и , как он перемещается вниз , она вымывает из минералов в породах с образованием серной кислоты , а также другие решения , которые продолжают двигаться вниз. [5]
Окисленная зона [ править ]
Выше уровня грунтовых вод среда окисляется , а ниже - восстанавливается . [6] Растворы, движущиеся вниз из зоны выщелачивания, вступают в реакцию с другими первичными минералами в зоне окисления с образованием вторичных минералов [5], таких как сульфаты и карбонаты , а также лимонит , который является характерным продуктом во всех зонах окисления. [3]
При образовании вторичных карбонатов первичные сульфидные минералы обычно сначала превращаются в сульфаты, которые, в свою очередь, реагируют с первичными карбонатами, такими как кальцит CaCO 3 , доломит CaMg (CO 3 ) 2 или арагонит (также CaCO 3 , полиморфный кальциту) с образованием вторичные карбонаты. [4] Растворимые соли продолжают снижаться, но нерастворимые соли остаются в окисленной зоне, где они образуются. Примером может служить свинцовый минерал англезит PbSO 4 . Медь может осаждаться в видемалахит Cu 2 (CO 3 ) (OH) 2 или азурит Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 . [3] Малахит, азурит, куприт Cu 2 O, пироморфит Pb 5 (PO 4 ) 3 Cl и смитсонит ZnCO 3 стабильны в окислительных условиях [6], и они характерны для зоны окисления. [3]
Уровень воды [ править ]
На уровне грунтовых вод среда меняется с окислительной на восстановительную . [6]
Обогащенная зона [ править ]
Ионы меди , которые движутся вниз в эту восстановительную среду, образуют зону обогащения гипергенным сульфидом . [3] Ковеллит CuS, халькоцит Cu 2 S и самородная медь Cu стабильны в этих условиях [6] и характерны для обогащенной зоны. [3]
Конечный эффект этих супергенных процессов заключается в перемещении ионов металлов из выщелоченной зоны в обогащенную, повышая там концентрацию до уровней выше, чем в неизмененной первичной зоне, что, возможно, создает месторождение, достойное разработки.
Основная зона [ править ]
Первичная зона содержит неизмененные первичные минералы . [5]
Минеральные изменения [ править ]
Халькопирит CuFeS 2 (первичный) с готовностью изменяет к вторичным минералам борнита Cu 5 FeS 4 , ковеллин CuS и брошантит Cu 4 SO 4 (OH) 6 . [5]
Галенит PbS (первичный) превращается во вторичный англезит PbSO 4 и церуссит PbCO 3 . [2] [5]
Сфалерит ZnS (первичный) изменяет к вторичному гемиморфиту Zn 4 Si 2 O 7 (OH) 2 · H 2 O, смитсонит ZnCO 3 и марганец водоносного виллемит Zn 2 SiO 4 . [2] [5]
Пирит FeS 2 (первичный) превращается во вторичный мелантерит FeSO 4 .7H 2 O. [5]
Если исходные отложения содержат минералы, содержащие мышьяк и фосфор, образуются вторичные арсенаты и фосфаты . [5]
См. Также [ править ]
- Гипоген
Ссылки [ править ]
- ^ Гилберт, Джон М. и Чарльз Ф. Парк, младший (1986) Геология рудных месторождений , WH Freeman, ISBN 0-7167-1456-6
- ^ a b c d Руководство по минералогии (1993) Klein and Hurlbut. Wiley
- ^ a b c d e f Понимание минеральных отложений (2000). Кула Ц Мишра. Kluwer Academic Publishers
- ^ а б Энциклопедия драгоценных камней и минералов (1991). Мартин Холден. Издатель: Факты о файле
- ^ a b c d e f g h Полевой справочник по скалам и минералам Северной Америки (1992) Общество Одубона. Альфред А Кнопф
- ^ a b c d Джон Ракован (2003) Камни и минералы 78: 419
