Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
ЗОНА ВТОРИЧНОГО ОБОГАЩЕНИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Зона вторичного обогащения формируется при переотложении части металла, выщелоченного из зоны окисления ниже циркуляции грунтовых вод, для одних металлов в верхней части первичной зоны, а для других—в самых низах зоны окисления. Здесь происходит отложение вторичных минералов, как бы цементирующих другие рудообразующие минералы, в связи с чем эту зону иногда называют зоной цементации.
Вторичное отложение металлов на глубине происходит из-за изменения химической характеристики растворов (уменьшение растворенных в ней кислорода и углекислоты, снижение кислотности), а также в связи с обменными реакциями между неизменными рудо образующими минералами первичных руд и соединениями, находя щимися в растворе грунтовых вод.
Зона вторичного обогащения образуется не всегда. Для этого требуется ряд условий. ^
1. Необходимо, чтобы в зоне окисления получались легкорастворимые в грунтовых водах химические соединения, способствующие
их выносу вниз. Этим условиям отвечают рудообразующие минералы лишь выделенной выше третьей группы месторождений, отличающиеся, с одной стороны, неустойчивостью в зоне окисления, а с другой—образующие при разложении легкораетворимые соединения. К этой группе относятся цинк, медь, никель, кобальт, молибден, уран, серебро и золото (в сульфидных рудах).
2. Необходимо, чтобы в зоне окисления на путях миграции вод с растворенными в них соединениями перечисленных выше металлов не встречались осадители, фиксирующие их выше зоны цементации. Связывание легкорастворимых соединений .никеля и кобальта, образующихся при окислении сульфоарсенидов, в форме труднорастворимых арсеииатов обычно исключает сколько-нибудь заметное обогащение этими металлами зоны цементации. Лишь иногда, как это произошло в вюрмское время в Норильске, где нет мышьяка, часть никеля переотлагалась в зоне цементации в виде виоларита по пент-ланлиту (Н. Зонтов). Обычное осаждение из раствора легкорастворимого сульфата цинка карбонатными породами и перевод его в этих условиях в труднорастворимый смитсонит также предотвращает обогащение цинком зоны цементации. Вообще развитие активных минералов-осадителей в руде или в боковых породах задерживает или совсем исключает образование зоны вторичного обогащения.
3. Необходимо, чтобы легкорастворимые соединения металлоа при переходе из окислительной и кислотной среды верхней зоны в менее кислотную и даже щелочную среду на глубине, в частности, ниже уровня грунтовых вод, выпадали в осадок. Это свойство не присуще раствору сульфата цинка, который не гидролизуется, не окисляется и не восстанавливается, а потому рассеивается в инертных породах или фиксируется в зоне окисления среди карбонатных пород. Лишены этого свойства, по-видимому, и окисные производные молибдена не создающие зон вторичного обогащения.
Таким образом, вторичное обогащение в зоне цементации происходит на месторождениях меди, урана, серебра и золота (в сульфидных рудах), иногда никеля.
4. Для образования хорошо выраженной зоны вторичного обогащения в месторождениях этих металлов необходимы: а) длительное окисление верхних частей рудных тел с плавным прогрессивным развитием зоны окисления за счет все новых и новых частей первичных руд; такой процесс особенно хорошо протекает при постепенном по нижении уровня эрозии с одновременным опусканием зеркала грунтовых вод; б) свободная циркуляция грунтовых вод вниз по напраь лению погружения рудных тел; отсутствие значительной боковой миграции вод и выноса металлов за пределы месторождения.
Медь. Для 'медных месторождений всех типов весьма характерно наличие зоны вторичного обогащения. Медь в виде растворенного в грунтовой воде сульфата проникает в верхнюю часть первичных рул и здесь реагирует с различными сульфидами. Благодаря исключительно высокому 'положению в ряду Шюрмана она имеет возмож ность вытеснять из них почти любые металлы, образуя на их месте вторичные медные сульфиды и создавая зону вторичного сульфидного медного обогащения (халькозиновую зону). На примере замещения пирита эта реакция выглядит следующим образом:
5 FeS2 + 14 CuSO4 + 12 H2O - 7 Cu2S + 5 FeSO4 + 12 H2SO4.
Перевод в раствор части железа в форме его сульфата можеі способствовать, помимо образования халькозина, также отложению двойных сульфидов, как, например, борнита. Еще проще эта реакция выглядит при взаимодействии раствора сульфата меди с пирротином и сфалеритом:
FeS -т CuSO4 - CuS + FeSO4; ZnS + CuSO4 = CuS + ZnSO4.
В этом случае в зоне обогащения образуется ковеллин. Промышленная ценность .многих месторождений вкрапленных медных руд в значительной степени зависит от размеров зоны вторичных сульфидов и уровня концентрации в ней металла. Размеры зоны вторичного сульфидного обогащения колеблются в широких пределах. Известны месторождения с вертикальным протяжением халькозиновой зоны всего лишь в 1—3 м (Южные Аппалачи в США, некоторые месторождения Закавказья). Чаще всего мощность этой зоны несколько десятков метров (медно-порфировые месторождения Коунрад, Алмалык в СССР и ,подобные месторождения Америки, колчеданные залежи Урала, рис. 238). Иногда халькозиновая зона достигает значительных размеров, протягиваясь на 250 м (рудник Ольд Доминион, США) и даже 400—450 м (Бисби, Юта Коппер, США).
