Параметры э.я. бойлеита обр. ШГ-10/121-1: а = 5,928 (Д) ± 0,01, b = 13,607(Д) ± 0.01, c = 7,92 (Д) ± 0,01. Состав катионов: MgO 12,4%, ZnO 11,7%, CuO 0,245%, MnO 2,70%. Параметры э.я. роценита: а = 5,95 (Д) ± 0,01, b = 13,60 (Д) ± 0,01, c = 7,94 (Д) ± 0,01. Состав катионов: MgO 3,09%, ZnO 10,0%, Fe2O3 20,7%, CuO 0,266%, MnO 0,333%, NiO 0,173%, CaO 0,709%.
Пикерингит MgAl2[SO4]42^2H2O (обр. ШГ-10- 1-СМО) находится в тонком прорастании с бойлеитом, илезитом MnSO4^4H2O. Присутствие последнего доказано примесью MnO (3,74%) и данными рентгенофазового анализа.
Сульфаты кобальта представлены минералами, содержащими различные количества кри- сталлогидратной воды, а именно: эплоуитом CoSO44H2O (обр. ШГ-07/250), мурхаузитом CoSO4^6H2O, биберитом CoSO4^7H2O обр. ШГ- 05/150А. Все они встречаются как примесные минералы к сульфатам цинка и железа в виде мелких плохо образованных зерен.
Рис. 3. Дифрактограмма минеральной ассоциации эпсомит (1) - гексагидрит (2) - гипс (3) Fig. 3. Diffractogram of the mineral association epsomite (1) - hexahydrite (2) - gypsum (3)
Рис. 5. Дифрактограмма ассоциации гипс (1) - сидеротил (2) с примесью кварца (3)
Рис. 4. Термограмма сидеротила
Бщ. 4. Thermogram оі- зМегоШ
Fig. 5. The diffraction pattern of the association gypsum (1) - siderotil (2) with a mixture of quartz (3)
Из сульфатов никеля установлен №- гексагидрит №804^6Н20 (обр. ШГ-10/186-2), а также №804^4Н20, пока не имеющий названия.
Ссмикит Ыи804^Н20 выявлен в корочках на берилле, топазе и кварце. Ссомольнокит
Бе804^Н20 встречен в тонких прожилках в кварцевых порфирах, грейзенах, а также в черных корках, облекающих кристаллы кварца, топаза и берилла в ассоциации с гетитом и гидрогетитом.
Ганнингит 2и804^Н20 относится к весьма редким минералам. В карьере Шерловогорского месторождения ганнингит впервые был обнаружен одним из авторов летом 2005 г. в виде белых корочек в зоне окисления на окисленной кварцево-галенитово-сфалеритовой руде, в виде тонких просечек, развивающихся в руде по тонким трещинам, в виде тонких выпотов на поверхности обломков руды, находящихся в рыхлом материале, а также на дне высохших ручейков минерализованных вод, дренирующих дезинтегрированные руды на испарительных геохимических барьерах в период отсутствия атмосферных осадков. 07 июня 2010 г., после ночного дождя в 10 ч 15 мин, когда солнцем песчаная почва уже была сильно прогрета и интенсивно шел процесс испарения, вблизи уреза воды озера в карьере на еще влажном песчаном материале и на обломках руды найдены голубоватые комковидные агрегаты ганнингита. Размеры их широко варьируют: от первых миллиметров до 17-20 мм в поперечнике. Его железистая разновидность детельно описана и здесь не рассматривается [Юргенсон, Русаль, 2014].
На территории Шерловогорского карьера наряду с ганнингитом обнаружены и другие члены кизеритовой группы: кизерит, ссмикит и ссомольнокит (таблица), а также бойлеит, иле- зит, старкеит, халькантит, пентагидрит и другие [Уи^епвоп, 8е^и1:8кауа, 2010]. Диагностика и детальное изучение каждого минерала затруднена из-за большого сходства между ними, а также тонких прорастаний.
Гипс Са804^2И20 распространен довольно широко в зоне окисления месторождения Сопка Большая, а также среди современных новообразований. Крупных обособлений (более 1-3 мм), включая агрегаты и индивиды, не образует. В ассоциации с ним находятся галотрихит, гос- ларит, эпсомит (обр. ШГ-05/166), старкеит (обр. ШГ-07/250) и другие сульфаты. Параметры элементарной ячейки гипса достаточно постоянны: обр. ШГ-10-СМО-2 а = 6,28; Ь = 15,21; с = 5,68А; В = 114,09°; V = 495,4А, обр. ШГ-10- СМО-3: а = 6,28(1); Ь = 15,20(1); с = 5,671(1)А; В = 114,12(3)°; V = 490,9(1)А3. Полугидрат сульфата кальция бассанит 2Са804^И20 редко обнаруживается дифрактометрическим анализом среди сульфатов в ассоциации с кизеритом.
Таблица
Результаты рентгенометрических исследований ссомольнокита (обр. ШГ-14-СМО-27)
Table
The results of x-ray studies of the szomolnokite (sample ShG-14-SMO-27)
|
№ п.п. |
I |
d [В] |
2 theta [°] |
|
|
1 |
338,23 |
4,8235 |
18,39 |
|
|
2 |
309,22 |
4,7767 |
18,58 |
|
|
3 |
134,79 |
3,7785 |
23,55 |
|
|
4 |
936,53 |
3,4311 |
25,97 |
|
|
5 |
252,83 |
3,3693 |
26,45 |
|
|
6 |
337,25 |
3,2952 |
27,06 |
|
|
7 |
454,15 |
3,0917 |
28,88 |
|
|
8 |
264,38 |
2,5724 |
34,88 |
|
|
9 |
489,64 |
2,5257 |
35,55 |
|
|
10 |
118,06 |
2,4258 |
37,06 |
|
|
11 |
72,28 |
2,3882 |
37,67 |
|
|
12 |
128,11 |
2,3269 |
38,7 |
|
|
13 |
94,13 |
2,1063 |
42,94 |
|
|
14 |
57,47 |
2,0951 |
43,18 |
|
|
15 |
49,23 |
1,9405 |
46,82 |
|
|
16 |
68,17 |
1,8876 |
48,21 |
|
|
17 |
57,38 |
1,7987 |
50,76 |
|
|
18 |
35,99 |
1,7789 |
51,36 |
|
|
19 |
54,66 |
1,7615 |
51,91 |
|
|
20 |
55,64 |
1,7187 |
53,3 |
|
|
21 |
26,03 |
1,7043 |
53,79 |
Примечание: I - интесивность, d [В] - межплоскостное расстояние, в ангстремах; 2 theta [°] - угол 29, в градусах.
Note: I - the intensity, d [В] - the interplanar distance, in angstroms; 2 theta [°] - angle 29, in degrees.
На кристаллах топаза (обр. ШГ-04/34) в красноватых корках и каплевидных обособлениях размером до 0,5 мм дифрактометрическим анализом обнаружены в небольших количествах - батлерит Fe[SO4](OH)^2H2O) (d/n, В, - 4,99; 3,17).
Из основных сульфатов меди в ассоциации с гипсом, каолинитом и гидрослюдой в виде тонких корочек зеленого цвета на окисленном кварцевом порфире в карьере обнаружен бро- шантит Cu4[SO4](OH)6. Для обр. ШГ-07/257 параметры э.я.: а = 13,07(2); b = 9,84(1); c = 6,00В; В = 103,24(11)°; V = 752(3)В3.
Большинство водорастворимых сульфатов, как уже указывалось, крайне неустойчивы и в дождливые годы практически исчезают. По сравнению с 2007 г., характеризовавшимся чрезвычайной сухостью, в 2008 г. летом выпало более, чем в 2 раза больше осадков. Это способствовало растворению ранее образовавшихся водорастворимых минералов. Наблюдения, проведенные в июле-августе 2008 г., показали незначительные масштабы проявления современного минералообразования. Площади их распространения уменьшились в 3 раза.
Интенсивность минералообразования в приозерной части стенок карьера Шерловогорского ГОКа прямо связана с количеством атмосферных осадков в весенне-летне-осенний период. По сравнению с крайне сухим летом 2007 г., когда на береговой части карьера наблюдались многослойные корки различных сульфатов цинка (госларит, бианкит), магния (эпсомит, гексагидрит, старкеит), железа (мелантерит, си- деротил, копиапит), меди (халькантит), влажным летом 2008 г. обилия этих минералов уже не отмечено.
Заключение
1. Установлено, что в условиях гипергенеза происходит интенсивное окисление сульфидов с образованием сульфатных вод, содержащих двухвалентные железо, марганец, медь, цинк, кадмий, никель и кобальт, магний и современное минералообразование на испарительных геохимических барьерах.
2. Особенностью минералов является широкий изоморфизм катионов с образованием изоморфных рядов. Установлено также формирование сульфатов одного катиона с переменным числом молекул кристаллогидратной воды.
3. Для группы кизерита установлен ряд: кизерит MgSO4*H2O - ганнингит 2и804^Н20 - ссмикит Ми804^Н20 и ссомольнокит
Ре804^И20, для группы старкеита: бойлеит 2и804^4Н20 - старкеит MgSO4*4H2O - роце- нит Бе804^4Н20 - эплоуит Со804^4Н20. Внутри ряда выявлены промежуточные минеральные фазы с различным количеством долей взаимозамещающихся химических элементов. В результате образуются железистый ганнин- гит, цинкистый старкеит и другие разновидности.
4. Ряды сульфатов одного и того же катиона с переменным числом кристаллогидратной воды для цинка и магния представлены наиболее полно. Сульфаты магния представлены кизеритом MgSO4*H2O, MgSO4*3H2O, еще не описанным в литературе, старкеитом MgSO4*4H2O, пентагидритом MgSO4*5H2O, гексагидритом MgSO4*6H2O, эпсомитом MgSO4*7H2O. Сульфаты цинка представлены рядом: ганнингит 2п804^Н20, бойлеит 2п804^4Н20, бианкит 2п804^6Н20, госларит 2п804^7Н20.
Сульфаты меди представлены халькокиани- том Си804, одноводным сульфатом меди Си804^Н20, бонаттитом Си804^ЗН20, халь- кантитом Си804^5Н20.
5. Выявлен также ряд сульфатов кобальта: эплоуит Со804^4Н20, мурхаузит Со804^6Н20, биберит Со804^7Н20. Из сульфатов никеля намечен ряд М804^4Н20 - М-гексагидрит NЈ04^0.
6. Устойчивость образующихся минеральных ассоциаций зависит от погодноклиматических условий. Они устойчивы лишь в сухое время года или в сухую жаркую или холодную погоду.
Во время дождей они растворяются в воде и смываются временными водными потоками. В это время сульфаты двухвалентного железа и марганца частично окисляются и подвергаются гидролизу с образованием их гидроксидов, сорбирующих слабо подвижные свинец, висмут, сурьму, мышьяк и редкие земли. Смытые дождевыми водами подвижные сульфаты сносятся в озеро на дне карьера, повышая их концентрации. Содержания цинка в воде озера достигали 468 мг/л.
7. Изучение современного минералообра- зования является одним из инструментов познания процессов гипергенеза и его моделирования.
Литература
Замами Л.В., Чечель Л.П. Геохимия дренажных вод горнорудных объектов вольфрамового рудника Бом- Горхон (Забайкалье) // Химия в интересах устойчивого развития. 2014. Т. 22, № 3. С. 267-273.
Замана Л.В., Чечель Л.П. Эколого-геохимическая оценка водоемов рудных карьеров Восточного Забайкалья // Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Эволюция биосферы и техногенез», VI Всероссийского симпозиума с международным участием «Минералогия и геохимия ландшафта горнорудных территорий» и XIII Всероссийских чтений памяти академика А.Е. Ферсмана «Рациональное природопользование», «Современное минералообразование», посвященных 35-летию ИПРЭК СО РАН: Чита, 22-18 августа 2016 г. Чита, 2016. С. 123-125.
Зверева В.П. Современное минералообразование в техногенных системах оловорудных месторождений Дальнего Востока // Минералогия и геохимия ландшафта горнорудных территорий. Современное минералообразование: тр. I Всерос. симп. с междунар. участием и VII Всерос. Чтений памяти акад. А.Е. Ферсмана 7-10 ноября 2006 г. Чита: Поиск, 2006. С.150-154.
Иванова В.П., Касатов Б.К., Красавина Т.Н., Розинова Е.Л. Термический анализ минералов и горных пород. Л.: Недра, 1974. 399 с.
Онтоев Д.О. Стадийность минерализации и зональность месторождений Забайкалья. М.: Наука, 1974. 244 с.
Плюснин А.М., Жамбалова Д.И., Дабаева В.В. Миграция токсичных элементов в толще намывного хвосто- хранилища Джидинского ГОКа // Минералогия и геохимия ландшафта горнорудных территорий. Рациональное природопользование. Современное минералообразование: Труды V Всероссийского симпозиума с междунар. участием и XII Всероссийских Чтений памяти акад. А.Е. Ферсмана 10-12 декабря 2014 г. Чита: Поиск, 2014. С. 54-59.
Юргенсон Г.А. Проблемы минералогии геотехногенеза // Роль минералогических исследований в решении экологических проблем (теория, практика, перспективы развития.) Материалы к Годичному собранию ВМО 2002 г. Москва, 28-30 мая 2002 г. М., 2002. С. 202-204.
Юргенсон Г.А., Русаль О.С. Железистый ганнингит как продукт современного минералообразования в карьере Шерловогорского олово-полиметаллического месторождения (Юго-Восточное Забайкалье) // Литосфера. 2014. №5. С. 129-135.
Юргенсон Г.А., Сергутская О.С. Сульфаты магния и цинка в продуктах современного минералообразования из временных водотоков на техногенном делювии в прибрежной зоне водоема Шерловогорского карьера // Минералогия и геохимия ландшафта горнорудных территорий. Современное минералообразование: тр. II Всерос. симп. с междунар. участием и VIII Всерос. Чтений памяти акад. А.Е. Ферсмана 24-27 ноября 2008 г. Чита, Россия. Чита, 2008. С. 135-140.
Glukhova L.B., Frank Y.A., Danilova E.V., Avakyan M.R., Banks D., Tuovinen O.H., Karnachuk O.V. Isolation, Characterization, and Metal Response of Novel, Acid-Tolerant Penicillium spp. from Extremely Metal-Rich Waters at a Mining Site in Transbaikal (Siberia, Russia) // Microbial Ecology. 2018. V. 76, is. 4. P. 911-924.
Kasatkin A.V., Klopotov K.I., Plasil J. Supergene Minerals of Sherlova Gora // Mineralogical Almanac, Ltd. Lakewood, CO80227, USA. 2014. V. 19, Is. 2. P. 94-139.
Sergutskaya O.S., Yurgenson G.A. The modern magnesium and zinc sulphates of the Sherlovogorsk tin poly-metallic mine. Proceedings for the 8th International Symposium on Geological and Mineragenetic correlation in the Contiguous Regions of China, Russia and Mongolia, China Sep. 21-28, 2009. P. 4-6.
Yurgenson G.A. Geotechnogenesis problems // J. Geosci. Res. NE Asia [Changchun, China]. 2004. V. 7, № 1. P. 9296.
Yurgenson G.A., Yeriomin O.V. On the sequence and conditions of sulfates formation with different numbers of crystalline hydrate water in the landscape Sherlovogorsk mining district of the Southeast Transbaikalia, Russia // Golgschmidt- 2014 Abstracts. 2014. P. 2811.
Yurgenson G.A., Kononov O.V. Sherlova Gora: a deposit for Gemstones and Rare Metals // Famous Mineral Local- ites of Russia: Sherlova Gora // Mineralogical Almanac, Ltd. Lakewood, CO80227, USA. 2014. V. 19, is. 2. P. 12-93.
Yurgenson G.A., Serhutskaya O.S. The modern magnesium and zinc sulphates of the Sherlovogorsk tin-poly-metallic mine // Geology and Resources. 2010. V.19, № 1. P. 4-6.
References
Zamana L.V., Chechel' L.P. Geokhimiya drenazhnykh vod gornorudnykh ob"ektov vol'framovogo rudnika Bom- Gorkhon (Zabajkal'e) [Geochemistry of drainage waters of mining objects of Bom-Gorkhon tungsten mine (Transbaikalia)] // Khimiya v interesakh ustojchivogo razvitiya. 2014. T.22. №3. pp. 267-273. In Russian