Класс сульфатов

Реферат

Сульфаты

Москва, 2010

Введение

Сульфаты в зоне гипергенеза рудных месторождений многочисленны и разнообразны. Можно назвать около 120 минеральных видов этого класса, обнаруженных в составе окисленных руд, хотя далеко не все среди них дают ощутимые концентрации. В представленных списках (табл. 9-14) преобладающее количество сульфатов - редкие и малораспространенные минералы.

Более 1/3 сульфатов зоны гипергенеза относится к солям Fe. На 2-е место по числу минеральных видов следует поставить соединения Cu, затем Zn и Pb и далее Co и Ni. Несомненный интерес вызывает небольшая группа очень редких сульфатов Ga, Ge и Hg. Среди двух десятков новых находок сульфатов за последнее десятилетие особо интересны соединения с катионами NH₄⁺ (клайрит, сабиит и др.), а также новые соединения Pb, Zn и Cu.

Большинство среди рассматриваемых сульфатов - водные соединения, для которых характерны группы минералов, различающиеся только по количеству гидроксильной или молекулярной воды. Многие сульфаты в зоне гипергенеза представлены сезонными и техногенными образованиями, появляющимися лишь в строго определенных климатических условиях в зависимости от степени влажности среды и характера циркуляции вод, а также в обстановке, складывающейся в период разведки и эксплуатации месторождения.

Высокая растворимость многих сульфатов в воде является их основным качеством, обусловливающим такие их морфологические черты, как образование в виде выцветов, корочек и пленок, натечно-почковидных и порошковатых агрегатов, общий характер которых, в частности окраска, может легко меняться при изменении влажности среды.

Образование сульфатов в основном приурочено к начальному этапу формирования зоны гипергенеза и осуществляется либо кристаллизацией из растворов (нормальные соли - кристаллогидраты), либо благодаря гидролизу комплексных катионов типа [CuHSO₄]⁺ и [FeHSО₄]²⁺, когда образуются кислые и основные соли.

Сульфаты характерны для зоны гипергенеза различных типов рудных месторождений, представленных сульфидами или сульфоарсенидами, пирит-пирротин и арсенопиритсодержащих, свинцово-цинковых, медно-колчеданных, медно-никелевых, кобальт-никелевых. Присутствие сульфидов в качестве второстепенных минералов в арсенидных Co-Ni-x, W-Mo-x, магнетитовых, золоторудных и других "несульфидных" месторождениях служит условием развития гипергенных сульфатов. Многие сульфаты, как указывалось, образуются в обстановке добычи и хранения руды как техногенные продукты.

1. Сульфаты Fe и Мn

В представленном списке (табл. 1) сульфаты железа и марганца разделены на несколько групп с учетом типа и количества воды в составе, характера катионов и добавочных анионов. При описании минералов основное внимание уделено сульфатам Fe как более типичным в составе окисленных руд.

Первая группа - это купоросы - водные сульфаты Fe²⁺ или разности с изоморфной примесью Си, Mg, Zn и Мn. Образуются исключительно как сезонные или техногенные минералы - выцветы, налеты и порошковидные корочки на стенках горных выработок, на рудных отвалах, которые могут одновременно содержать два-три минерала, различающихся количеством воды. Окраска железистых купоросов обычно слегка желтоватая или голубоватая. Растворимость в воде высокая.

Диагностика каждого минерала в этой группе затруднена из-за большого сходства их друг с другом. Образование купоросов связано преимущественно с кристаллизацией из растворов. Для осаждения благоприятны силициты (песчаники), содержащие углефицированные древесные остатки.

Также характерны условия многолетней мерзлоты, когда вымораживание растворов приводит к концентрации воды в составе сульфатов (Амичба, 1983). Одно из условий устойчивости купоросов - высокая кислотность растворов (рН<3) и низкий окислительный потенциал среды (<0,2 В).

Таблица 1 Сульфаты Fe, Mn

Наиболее распространены в этой группе мелантерит и его медистая (пизанит) и магниевая (кировит) разновидности. Изоморфная серия мелантерит-эпсомит (Fe²⁺-Mg²⁺) имеет точку перехода моноклинной фазы FeSO₄ в ромбическую MgS0₄, отвечающую составу Ме₈₀Эп₂₀. Марганцевые "купоросы" (ссмикит, илезит, джококуит, хвалетицеит, маллардит) характерны для окисленных пиритсодержащиж и Мn-содержащих месторождений (Чехия, Венгрия, Япония).

Во второй группе рассмотрены два сульфата Fe²⁺, но более сложного катионного состава - редкий морит (с NН₄-группой) и довольно широко распространенный галотрихит (с Al). Морит - бледно-зеленый порошковатый, нередко образуется при окислении железистых сульфидов, при контактировании их с лигнитовым материалом, а также в горных выработках с деревянной крепью. Галотрихит, или железистые квасцы, связан с окислением пирит и пирротин содержащих руд, развитых в глиноземистых породах (углистых сланцах). Ассоциируется с другими квасцами, мелантеритом, гипсом и эпсомитом. Окраска корочек галотрихита, обычно состоящих из волосовидных кристаллов, желтоватая или зеленоватая. На воздухе минерал буреет. Отмечен в верхних горизонтах зоны окисления Блявы, некоторых рудников Саксонии, Калифорнии, Чили и Ирана. Морит и галотрихит устойчивы в восстановительных условиях. В окисленных никелевых рудах Печенги обнаружен магнезиальный галотрихит, в составе которого отношение Fe²⁺ к Mg равно 1:3, а содержание Ni близко к 0,5%. Ботриоген, характерный для зоны окисления колчеданных руд (Чукикамата в Чили, рудники Аргентины, ФРГ, США), где образуется в форме хрупких шаровидных агрегатов оранжево-бурого цвета. Ассоциация с другими сульфатами этой группы.

К третьей группе сульфатов железа отнесены водные минералы с закисным и окисным железом, которые можно рассматривать в качестве геологических потенциометров. Это сравнительно редкие и ранние образования зоны окисления пиритизированных руд в виде характерных кристаллических корочек буроватой (вольтаит даже черный, со смоляным блеском) или зеленоватой (копиапит, метавольтин) окраски. Растворимы в воде, обладают (особенно копиапит и рёмерит) соленым вяжущим вкусом. В числе условий образования отмечается наличие во вмещающих породах прослоев углей и лигнита, пониженный окислительный потенциал. Таблитчатый метавольтин описывается растущим на друзах галотрихита (месторождение Дубник в Чехии), копиапит нередко образуется за счет фиброферрита. Среди ассоциирующихся минералов нужно указать мелантерит, амарантит, фиброферрит, галотрихит, кокимбит, гипс, квасцы. Копиапит может содержать до 6% Сu (купрокопиапит, Чили) и до 3% Zn (Мадан, Болгария).

В следующей, четвертой, группе железистых сульфатов рассмотрены водные соединения Fe³⁺, среди которых чаще встречается кокимбит, отмеченный в зоне окисления многих рудников Чили, Аризоны (Бисби), Германии. Кроме белых волокнистых лаузенита и микасаита (каменноугольный разрез в р-не г. Микаса, Хоккайдо) прочие сульфаты этой группы фиолетовые или красновато-фиолетовые. В воде растворимы, обладают вяжущим вкусом. Выделяются в виде налетов, корочек, выцветов, ассоциируются друг с другом и копиапитом. Для образования необходим высокий окислительный потенциал среды.

В пятую группу включены водные сульфаты Fe²⁺, содержащие NH₄, Na или К. Это довольно редкие минералы, в основном описанные из зоны гипергенеза месторождений Чили (Чукикамата) и Мексики (Дуранго). Среди них ромбоклаз белый, прочие - желтые (краузит) или зеленоватые. Разлагаются водой. Ассоциируются с алунитом, ссмольнокитом, кокимбитом, метавольтином. Для образования необходим засушливый климат, характерный для пустынных областей, NH₄ содержащие сабиит и лоункрикит, являющиеся продуктами окисления пирита и органикасодержащей среде (пещера Лоун-Крик в ЮАР), порошковатые, белые.

Шестую группу можно назвать ярозитовой, поскольку в ней ярозит и его натрий-, оксоний-, свинец- и серебросодержащие разности. Характерен слабо изученный изоморфный ряд ярозит-биверит с переменным содержанием К, Рb, Сu, Al и Fe. Сульфаты ярозитовой группы являются наиболее распространенными минералами зоны гипергенеза, образующими в ней значительные концентрации. В составе окисленных руд в ряде случаев их можно рассматривать в качестве рудных минералов.

Сульфаты ярозитового ряда характерны для окисленных пирротиновых, пиритовых и медно-колчеданных руд, где они могут образовывать самостоятельные горизонты зоны окисления. Показанные в табл. 9 разности ярозита макроскопически не различаются - обычно это бурые рыхлые или плотные массы, иногда желваковидные или натечные. В частности, на Блявинском месторождении, где развиты ярозит и натроярозит, горизонт ярозита располагается между подзоной гидроксидов железа и более глубокой подзоной кремнисто-гипсовой сыпучки. Этот сульфат образует также скопления во вмещающих породах вместе с гипсом, кварцем, опалом, пизанитом и халькантитом.

Образование минералов группы ярозита происходит в условиях кислых вод (рН<3) и высокого окислительного потенциала среды. Обычно ярозит формируется в условиях гидролиза катиона [FeHSO₄]²⁺, образующегося при окислении сульфидов Fe (пирит, марказит), в том числе и с помощью тионовых бактерий (Яхонтова, Нестерович, 1983). Процесс описывает следующая реакция: 3[FeHSO₄|²⁺+K⁺+6H₂O KFe₃[SO₄]₂(OH)₆+SO₄^2-+9H⁺. Ярозитизации благоприятствуют аридный климат, слабая разбавленность и слабая просачиваемость вод. К, Na и N в состав ярозита поступают из вмещающих пород. Содержание марказита, пирита и пирротина, а также отсутствие карбонатов в руде - условие для образования ярозита. На поздних этапах формирования зоны окисления ярозит замещается гидроксидами железа.

Аргентоярозит характерен для окисленных серебросодержащих руд (например, рудник Тинтик, США). Условия образования гидроксониевого и аммонийсодержащего ярозита остаются не вполне ясными. Для аммонийярозита характерны ромбоэдрические кристаллы. Для диагностики минерала можно использовать ИК-спектр, содержащий специфические полосы поглощения NН₄⁺-катиона. Шаллантит известен всего лишь в одной находке в Италии в виде продукта окисления пирита. Порошковатый, желтый, растворим в воде. Дораллхарит - желтый порошковатый, богатый таллием ярозит (Аллохар в Македонии)

В седьмую сульфатную группу включены основные сульфаты Fе³⁺ с молекулярной водой, известные в зоне гипергенеза колчеданных, пиритовых, марказитсодержащих и квасцовых руд (Саганда в Иране). Более распространен и более известен фиброферрит, описанный в составе окисленных медно-колчеданных и пирротин-пиритовых руд, характерный для зон гипергенеза, формирующихся в условиях многолетней мерзлоты (Удакан). Обычно эти сульфаты ассоциируются друг с другом, а также со ссмольнокитом, копиапитом, мелантеритом, ярозитом, гипсом, гогманнитом. Разлагаются водой с выделением гидроксидов железа. Относятся к числу сравнительно ранних минералов, формирующихся в процессе окисления сульфидов, хотя конкретные условия образования каждого из них остаются не вполне выясненными. Очевидно, для кристаллизации того или иного представителя этой группы решающую роль должна иметь концентрация растворов, степень их разбавленности и величина рН. Требуется высокий окислительный потенциал среды. Не меньшее значение имеет климатическая обстановка, процессы "вымораживания" и "высушивания" растворов. Известна последовательность образования в виде ряда: мелантерит-фиброферрит-копиапит (Амичба, 1983; Чесноков, 1984; и др.).

Эти минералы характеризуются довольно яркой окраской - амарантовой, бурой, буро-красной или фиолетовой (амарантит, глоккерит, батлерит, диадохит), желтой или зеленовато-желтой (фиброферрит и славикит), а также своеобразными формами кристаллов от брусковых (амарантит) и волокнистых (фиброферрит) до таблитчатых (батлерит и славикит). Также характерны бурые почковидные рентгеноаморфные агрегаты (диадохит), обнаружены в окисленных рудах Чили, Калифорнии, Австрии, Ирана, Чехии (славикит), нашей страны (например, Блява, Красногвардейское на Урале). Глоккерит известен как современный недостаточно изученный техногенный минерал.

Вызывает интерес, недавно найденный в Дьяхтардахском оловосульфидном месторождении неназванный сульфат, по составу близкий к амарантиту и относящийся к числу минералов, наиболее неустойчивых в криогенной зоне (Кравцов, 1974). Минерал образует плотные коричнево-красные агрегаты из хрупких кристаллов таблитчатой формы с твердостью около 3. Растворим в Н₂О. В тепле переходит в оранжевый порошок гогманнита.

Наконец, в последнюю группу железистых сульфатов объединены сложные по составу катионной части (Fe³⁺, Mg, К, Na) многоводные (ОН и H₂O) соединения, среди которых более известны сидеронатрит, метасидеронатрит (желтые призматические кристаллы) и унгемахит (белый, толстотаблитчатый). Кстати, для плохо изученного сидеронатрита расшифрована структура, в которой вдоль оси с развиты зигзагообразные цепочки, состоящие из соединенных вершинами октаэдров Fe и тетраэдров SО₄. Цепочки между собой связаны молекулами H₂O. Метасидеронатрит служит продуктом частичной дегидратации сидеронатрита и, следовательно, образуется в более сухих условиях.

2. Сульфаты Сu

Сульфаты меди в первую очередь характерны для зон гипергенеза медных месторождений - колчеданных, стратиформных, медно-никелевых и полиметаллических с халькозином, халькопиритом, блеклой рудой и другими сульфидами.

Как видно из табл. 2, первую группу среди рассматриваемых соединений составляют купоросы, характерные для начального этапа гипергенного процесса. Это легко растворимые в воде нормальные водные сульфаты меди, среди которых наиболее обычен халькантит, характерный как для горизонта подзоны вторичного обогащения (по халькозину), так и для поверхностных рудных выходов и отвалов. Является также современным сезонным и техногенным продуктом. Образуется путем кристаллизации из раствора и выделяется в виде агрегатов волокнистых кристаллов яркой синей окраски. Минерал отмечается в составе окисленных руд многих месторождений: Кургашинкан в Средней Азии (Голованов, 1965); Акчагыл, Джезказган в Казахстане (Витовская, 1962; Чухров, 1950); Сугатовское, Белоусовское на Западном Алтае - Блява на Урале (Шадлун, 1948), но максимальные концентрации образует в месторождениях, расположенных в областях с засушливым климатом и в обстановке многолетней мерзлоты.

Более редкий моноклинный бутит из группы мелантерита похож на халькантит, но по окраске более светлый, голубой. Может содержать примеси Fe и Mg. Условия образования и нахождения те же, что и у халькантита. Пуатвенит очень редкий и малоизученный сульфат из группы кизерита, известный в месторождении Хет-Крик (Британская Колумбия в Канаде), где он выделяется на медной руде в виде розового налета.

Таблица 2 Сульфаты Cu

Во второй группе медных сульфатов - основные соли, обычно содержащие кристаллизационную воду. Наиболее известны и изучены антлерит и брошантит, хотя в последнее время появились результаты детальных исследований познякита, роуволфита, ктенасита и серпиерита из окисленных сульфидно-оловянных руд Комсомольского рудного узла (Постникова, Яхонтова, 1984). Образование основных сульфатов меди связано с гидролизными реакциями катиона [CuHS0₄]⁺, регулируемыми величиной рН раствора и его концентрацией.

Антлерит в виде яблочно-зеленых землистых агрегатов характерен для начального, "сульфатного", этапа окисления сульфидов Cu. Образуется из высококонцентрированных, но маложелезистых вод. Обычно замещает линарит, ассоциируется с малахитом и хризоколлой. Замещается брошантитом и атакамитом. Иногда образуется в прожилках непосредственно по халькозину и халькопириту, в виде гнезд среди церуссита и лимонита. Известен из многих медных месторождений.

Брошантит более свойствен медным месторождениям с халькозиновой минерализацией (Удокан и др.). Выделяется в виде изумрудно-зеленых друзовидных корочек, состоящих из призматических кристалликов. Ассоциируется с хризоколлой, цианотрихитом, малахитом, девиллином. Чаще принадлежит к наиболее поздним сульфатам Си, завершающим ряд англезит-биверит-линарит-антлерит-атакамит, хотя есть данные (Чухров, 1950) о существовании нескольких генераций брошантита в ходе развития зоны гипергенеза, а также о кристаллизации этого сульфата лишь на раннем этапе гипергенного процесса (Голованов, 1965).

Лангит и познякит встречаются значительно реже, чем антлерит и брошантит. Оба в виде синих таблитчатых кристалликов. Познякит известен в виде псевдоморфоз по лангиту и в ассоциации с аурихальцитом, чаще как продукт окисления халькопирита. Отмечается в зоне гипергенеза ряда месторождений Австрии, Чили, Чехии, Франции и др. Отечественные находки относятся к Центральному Казахстану и Комсомольскому рудному узлу (Восточная Сибирь).

Роуволфит ассоциируется с брошантитом, лангитом и малахитом. Для него характерны плоские зеленовато-синие кристаллы. Место первой находки - зона окисления свинцового рудника Лоудвилл (США), второй - месторождение Фестивальное (Комсомольский рудный узел, В. Сибирь), где роуволфит распространен в форме натечных почковидных агрегатов бледно-голубой окраски и где он детально изучен (Постникова, Яхонтова, 1984). Является техногенным образованием.

Удоканит очень редкий (Удокан), изученный недостаточно. Синий, в виде кристаллической корочки в ассоциации с азуритом, хризоколлой, брошантитом.

Серпиерит - сульфат Си и Al - описан из полиметаллического месторождения Акчагыл в Казахстане (Витовская, 1962; Чухров, 1950), где образуется ранее брошантита в форме лучистых агрегатов зеленовато-голубой окраски в тесной ассоциации с линаритом. В новой находке на месторождении Фестивальное (Комсомольский рудный район) серпиерит в виде голубых чешуйчатых агрегатов образовался как современный техногенный минерал, в котором при почти полном отсутствии Zn содержится Са (Постникова, Яхонтова, 1984).

Шуленбергит обнаружен в рудном отвале в форме зеленовато-голубых пластинчатых кристаллов в ассоциации с серпиеритом, брошантитом, смитсонитом и познякитом (Германия, массив Гарц).

Пятиводный аналог шуленбергита рамсбекит известен в форме зеленых квадратных табличек на халькопирите в руднике Бастенберг (Германия).

Следующая группа сульфатов Си и Al включает цианотрихит. вудвардит и халькоалюмит. Эти более поздние минералы, для которых характерны небесно-голубые волокнисто-лучистые корочки, сферолитовые агрегаты, почки из отдельных кристалликов, чаще располагающиеся на лимоните, обнаруживаются в ассоциации с малахитом, азуритом, хризоколлой. Халькоалюмит и вудвардит описаны из рудника Бисби в Аризоне (США) и из месторождения Фестивальное Комсомольского оловорудного района. Цианотрихит известен в окисленных рудах Меднорудянска на Урале, Коунрада в Казахстане, Удокана, Лачин-Ханы в Узбекистане, рудников Бисби в США и Маданского района в Болгарии, месторождения Лаврион в Греции и других рудных районах. Детально изучен для Удоканского месторождения меди.

Накауриит, коннеллит, спанголит и обертит являются водными хлор- и карбонат-сульфатами Сu, а также Сu и Al. Минералы игольчатые, войлоковидные или зернистые (обертит). Коннеллит и накауриит нежно-голубые, спанголит - темно-зеленый, обертит - голубой. Ассоциируют с малахитом, амарантитом, хризоколлой, брошантитом, купритом, ботриогеном. Минералы редкие, малоизученные. Описаны из рудников США (штаты Аризона и Юта), Корнуолла (Великобритания), Чили (Антофагаста) и Японии.

Последняя группа медистых сульфатов выделена с учетом более сложного состава. Минералы в ней содержат, кроме Cu - Na, K, Ca, Mn. Это крёнкит, натрохальцит, лейтонит, девиллин и кампильяит, известные в основном в окисленных рудах медных месторождений Чили (Чукикамата). Девиллин (или герренгрундит) описан из Успенского рудника в Казахстане (Чухров, 1950), где найден в виде яблочно-зеленых корочек, развитых в заброшенных выработках на руде и на деревянной крепи.

Для крёнкита, натрохальцита, лейтонита и кампильяита характерны голубые волокнистого сложения агрегаты. Эти сульфаты обычно ассоциируются с халькантитом, атакамитом, антлеритом, брошантитом и гипсом.

Еще два сложных по составу сульфата фонбезингит (Весселс, ЮАР) и камеролаит (Кап-Гаронна, Франция) темно-синие в виде лучистых агрегатов с тв. 4 ассоциациируются с гипсом, азуритом, цианотрихитом.

3. Сульфаты Zn

Почти половина известных гипергенных сульфатов Zn (табл. 3) - купоросные минералы, растворимые в воде, образующиеся в современных условиях путем кристаллизации из растворов. Это представители группы кизерита (ганингит), леонгардита (бойлеит), гексагидрита (бианкит), госларита (госларит) и мелантерита (цинкмелантерит).

В отдельности перечисленные сульфаты изучены слабо. Образуются в виде белых и зеленоватых (примесь меди) порошковатых налетов и выцветов. Ассоциируются с гипсом, мелантеритом, эпсомитом, друг с другом. Намууит обнаружен в виде корочки на гидроцинките, сложенной светло-зелеными кристаллами пластинчатого габитуса с твердостью 2 (Северный Уэльс, Великобритания). Содержит 22% CuO.

Таблица 3 Сульфаты Zn, Pb, Ge, Ga, Hg

Чайдамуит характерен для окисленной галенит-сфалерит-пиритовой руды (Сите Шань, Китай). Цвет желто-бурый, кристаллические агрегаты, вместе с Fe-купоросами и цинквольтаитом (зеленовато-черные октаэдрические кристаллы).

В известной работе (Авдонин, 1984), посвященной изучению танингита из Учалинского месторождения на Урале, образование таких редких сульфатов Zn, как ганингит, бойлеит и бианкит, рассмотрено в связи с интенсивностью экзотермической реакции окисления сфалерита и, следовательно, с температурным режимом и влажностью среды: чем выше температура, тем больше возможность для кристаллизации маловодного ганингита, а не бойлеита или бианкита. Указанные сульфаты - типичные техногенные минералы.

Из прочих цинковых сульфатов цинкалуминит и дитрихит (группа галотрихита) являются минералами собственно Zn. Они отлагаются в виде белых налетов в горных выработках. Другие два сульфата представляют собой цинковистые разности ботриогена (оранжевые почковидные агрегаты, содержащие до 5% ZnO в Чили, Корнуолле, Раммельсберге) и копиапита (бурые, зеленоватые налеты). В месторождениях Маданских рудников в Болгарии цинккопиапит содержит 2-3% ZnO.

Новый минерал лишичженьит (светло-фиолетовые таблитчатые кристаллы) обнаружен в месторождении Сит-Шань (Китай) в ассоциации с ромеритом, копиапитом, серой, гипсом. Является Fe-аналогом дитрихита.

4. Сульфаты Pb

Среди гипергенных сульфатов Pb (табл. 11) широко известны только три минерала - англезит, линарит и биверит.

Англезит белый, серый, в виде прожилков в галените, церуссите, корочек на лимоните. Имеет несколько генераций. Линарит яркий лазурно-синий, образует корочки радиально-лучистого строения. Ассоциируется с серпиеритом, брошантитом, англезитом. Может замещать церуссит, смитсонит, биверит, бедантит. Обычно выделяется раньше каламина, аурихальцита и опала. Для биверита характерны землистые зеленовато-желтые агрегаты, трудно диагностируемые макроскопически. Обычно этот сульфат замещает англезит, церуссит или непосредственно галенит. Обнаруживается в ассоциации с церусситом, бедантитом. В соответствии с имеющимися данными образуется обычно раньше линарита, атакамита, брошантита, антлерита, малахита. Является полным структурным аналогом ярозита; содержит переменные количества Fe, A1 и Сu. Пределы изоморфизма не изучены.

Осаризаваит - сульфат Pb, Сu и A1-структурный аналог алунита, обнаружен в полиметаллическом руднике Осаризава в Японии в виде зеленовато-желтой охры, заполняющей трещины в англезите, а также в стратиформном месторождении Уим-Крик (З. Австралия) в форме зеленоватых выщелоченных "кольцевых" кристаллов. Свинцовые желтые и зеленоватые сульфаты в отличие от похожих на них охристых образований Bi, Mo и W имеют заметно более высокую плотность.

Плюмбоярозит с содержанием Рb до 15-20%, по-видимому, распространен шире, чем это известно, так как его бурые охристые и плотные агрегаты имеют большое сходство с лимонитом и собственно ярозитом. Образуется по церусситовым рудам и может быть переотложенным. Высокие концентрации плюмбоярозита известны в месторождении Лачин-Хана в Узбекистане. Не является структурным (изоморфным) аналогом ярозита, поскольку принадлежит к иной (скаленоэдрической) группе симметрии. В группе плюмбоярозита следует назвать также коркит и гинсдалит - весьма редкие и плохо изученные фосфосульфаты Pb, Fe и Al, образующиеся в виде псевдокубических кристаллов со спайностью и высокой твердостью (4,5) из щелочных растворов. В минералах группы плюмбоярозита обычно весьма стабильно накапливаются As (нередко примесь бедантита), Sb, Se и Мо, закрепляющиеся в анионной части сульфатов.

В группе "ярозитовых" сульфатов следует отметить ченит, известный из Ледхиллса (Шотландия). Для него характерны голубые кристаллические образования на окисленных галените и халькопирите.

К англезиту близок по составу и времени образования ланаркит - оксисульфат Pb. Его бледно-желтые и белые корочки с алмазным блеском легко замещаются англезитом, ледгиллитом, церусситом. Минерал отмечен в небольшом количестве в ряде свинцовых месторождений. Каледонит выделяется густо-зелеными призматическими кристаллами с сильным алмазным блеском. В его составе не только сульфат-ион и Pb, но и Сu, СО₂, Н₂О. Образуется из карбонатно-сульфатных концентрированных вод путем гидролиза комплексных катионов Pb и Сu. Характерен для аридных условий развития зоны гипергенеза. Известен в ряде рудников США (в частности, Маммот в Аризоне) и в Березовском месторождении на Урале.

5. Сульфаты Ge, Ga, Hg

Сульфаты этой группы (табл. 11) стали известны в последние два десятилетия. Редчайшие галлий-германиевые сульфаты обнаружены только в Цумебе. При этом итоит и флейшерит (сульфаты Pb и Ge) найдены в виде белых корочек из игольчатых кристалликов в "верхней" зоне окисления этого уникального полиметаллического месторождения Юго-Западной Африки. Итоит обычно образует псевдоморфозы по флейшериту, ассоциирующемуся с церусситом и миметезитом. Собственно германий-галлиевый сульфат - шауртеит - обнаружен тоже в Цумебе, но в "нижней" (глубокой) зоне окисления. Является галлиевым аналогом флейшерита. Для него характерны волокнистые кристаллики.

Оксисульфат Hg - шутеит - обнаружен в отвале ртутного месторождения из засушливого района США. Пластинчатый, желтый; в тесной ассоциации с опалом. Джианеллаит также в виде желтых плоских кристаллов с твердостью 3, образующих розетковидные агрегаты, ассоциируется с каломелью, терлингуаитом, ртутью самородной (Марипоза, США). Весьма оригинален в его составе катион (NHg₂)⁺.

6. Сульфаты Ni и Со

Сульфаты Ni и Со характерны для никелевых и кобальтовых месторождений, в которых первичные минералы представлены никель и кобальтсодержащим пиритом, миллеритом, каттьеритом, пентландитом, линнеитом, ваэситом и другими никелевыми и кобальтовыми сульфидами.

Наиболее известные сульфаты Со и Ni принадлежат к группе "купоросных" соединений - нормальных сульфатов с переменным содержанием Н₂О (табл. 4), генетически относящихся к растворимым в воде сезонным и техногенным образованиям, возникающим на отвалах, стенках горных выработок, в складских помещениях. Главная форма их выделения - выцветы, корочки и налеты. Никелевые разности обычно окрашены в яблочно-зеленые (никельгексагидрит, ретгерсит, никельбуссенготит), густо-зеленые (моренозит) или белые (дворникит) тона. Кобальтовые сульфаты, как правило, имеют розовую или малиновую окраску. Наиболее частыми изоморфными примесями в этих минералах служат Fe и Mg. Так, известны изоморфные ряды гексагидрит (Mg)-никельгексагидрит (Ni), эпсомит (Mg)-моренозит (Ni), халькантит (Си)-кобальтхалькантит (Со). Многие из никель-кобальтовых сульфатов являются редкими минералами. Например, в единичных находках известны мурхаусит и эплоуит (Канада).

Особо стоит выделить гидрохонессит - основной сульфат Ni, содержащий до 10-12% Fe. Обнаружен в месторождениях Камбалда (Австралия) и Линден (США), где образует по миллериту агрегаты из ярко-желтых кристаллов-пластинок гексагональной формы.

Следующая группа рассматриваемых сульфатов включает водные минералы с дополнительным одновалентным катионом (Na⁺, NH₄⁺): никельблёдит (аналог астраханита), найденный в месторождениях Камбалда и Карр-Бойд-Рокс (Австралия) в виде светло-зеленых таблитчатых кристаллов в составе корочек и выцветов, и изумрудно-зеленый никельбуссенготит, обнаруженный как современное образование на контакте пентландитовой руды с деревянной крепью рудохранилища (Норильск).

Таблица 4 Сульфаты Ni и Co

В последней группе более сложные водные сульфаты (в основном Ni), в составе которых содержится Al: редингтонит (Ni-галотрихит ярко-зеленый, волосистый), каррбойдит (желто-зеленые пластинчатые кристаллики в ассоциации с гипсом, малахитом, эпсомитом в Карр-Бойд-Роксе) и никельалюмит (яблочно-зеленые корочки, содержащие аллофан, опал, гипс; Ni до 7%, Сu до 2,5%; Восточный Трансвааль в ЮАР). Условия образования этих сульфатов неясны.

7. Сульфаты Sb

В последнее время открыты ранее не известные сульфаты трехвалентной сурьмы - клебельсбергит и перетаит, оба из сурьмяных месторождений Перета и Четине (Тоскана, Италия), где клебельсбергит выделяется в виде желтоватых игольчатых кристаллов в ассоциации с гипсом, перетаитом, валентинитом и кермезитом. Перетаит характеризуется агрегатами из бесцветных таблитчатых кристаллов. В обоих случаях размер кристаллов составляет доли миллиметров. Минералы кристаллизуются в жеодах сильно силифицированных известняков (табл. 13).

Таблица 5 Сульфаты Sb

8. Сульфаты Ва, Са, Mg, Al, Na, К

В этой группе рассмотрены сульфаты не рудных, а литофильных элементов - элементов вмещающих пород и жильных минералов. В ряде случаев они составляют специфичность зоны гипергенеза. Некоторые из них, более характерные для окисленных руд, показаны в табл. 6.

Таблица 6 Сульфаты Ba, Ca, Mg, K, Na, Al

Барит отлагается в зоне гипергенеза многих месторождений, особенно полиметаллических, образованных в барийсодержащих вмещающих породах. Кристаллики барита правильные по форме, прозрачные, развитые в массе лимонита и ярозита, указываются, например, в Конраде, Майкаине (Казахстан), Эльбрусе (Кавказ) и в других месторождениях. Нередко в гипергенном барите обнаруживается изоморфная примесь стронция.

Гипс очень характерен для зон гипергенеза различных сульфидных месторождений. Образуется в виде зернистых, пластинчатых, мучнистых агрегатов, особенно при наличии в руде кальцита и скарновых минералов - источников Са. Накапливается в почвенном покрове, на контактах с жильным карбонатным материалом и с вмещающими карбонатными породами. Ассоциируется с многими гипергенными минералами, образуясь на разных стадиях формирования зоны окисления.

В чилийских месторождениях с гипергенным гипсом тесно связан сложный (двойной) сульфат тамаругит - белый, растворимый в воде, сладковатый на вкус водный сульфат Na и Al. Другой сложный сульфат - пиккерингит - известен как современное сезонное образование, кристаллизующееся в условиях окисления пирита, пирротина и залежей серы при рН среды около 3. Описывается в виде землистых агрегатов и выцветов. Окраска белая, серая. Растворим в воде. Ассоциируется с ярозитом.

Выцветы, белые порошковатые и волокнистые агрегаты старкеита и эпсомита, нередко можно обнаружить в породах, вмещающих оруденение, особенно в серпентинитах.

Следующую группу описываемых сульфатов составляют двойные (обычно с К, Na, Са и Al) основные соли без молекулярной воды. Это мелоподобный ростит, найденный в Иране и Чехии, алунит и натроалунит, отмеченные во многих месторождениях в виде порошковатых налетов близ окисляющихся пирита и пирротина в ассоциации с ярозитом, гипсом и лимонитом, характерные для кислых условий среды. Недавно эти "алунитовые" сульфаты дополнили вольтиерит и хуангит, найденные в Чили вместе с пиритом и каолинитом. Оба белые прозрачные с совершенной спайностью. Наконец, отметим светло-зеленый шлоссмахерит, обнаруженный в Гуанако (Чили), в котором в сульфатном анионе содержится изоморфный As, а в катионной части - гидроксоний.

Последнюю группу сульфатов Ва, Са, Mg, К, Na и Al представляют такие высоководные фтор-сульфаты, как уилкоксит в виде бесцветных призматических кристалликов с твердостью 2, растворимых в воде и кислотах, ланнонит, образующий белые порошковатые агрегаты из тетрагональных пластинок, растворимых только в разбавленных кислотах, и свяжинит, для которого типичны желтоватые почки, растворимые в воде. Первые два сульфата найдены в месторождении Лоун-Пайн (шт. Нью-Мексико, США), где образуются при окислении пирита и ассоциируются с гипсом. Свяжинит найден в щебеночном карьере близ г. Миасса (Ильменские горы) в виде продукта окисления пирита, ассоциирующегося с флюоритом, источником фтора. В парагенезисе с сульфатом указаны эпсомит, гипс, ярозит, мелантерит и пиккерингит.

Список литературы

1. Основы минералогии гипергенеза. Авторы: Яхонтова Л.К., Зверева В.П. 173 стр.