Современное минералообразование в геотехногенном ландшафте Шерловогорского рудного района (Восточное Забайкалье) | Геосферные исследования. 2018. № 4. DOI: 10.17223/25421379/9/4

Современное минералообразование в геотехногенном ландшафте Шерловогорского рудного района (Восточное Забайкалье)

Обобщены результаты изучения современного минералообразования в геотехногенном ландшафте Шерловогорского рудного района в Юго-Восточном Забайкалье. Установлено, что в условиях гипергенеза происходит интенсивное окисление сульфидов с образованием сульфатных вод, содержащих двухвалентные железо, марганец, медь, цинк, кадмий, никель и кобальт, магний, из которых на испарительных геохимических барьерах выделяются минеральные ассоциации сульфатов указанных химических элементов. Особенностью минералов является широкий изоморфизм катионов с образованием изоморфных рядов. Установлено формирование сульфатов одного катиона с переменным числом молекул кристаллогидратной воды. Для группы кизерита установлен ряд: кизерит MgSO4∙H2O - ганнингит ZnSO4∙H2O - ссмикит MnSO4∙H2O и ссомольнокит FeSO4∙H2O, для группы старкеита: бойлеит ZnSO4∙4H2O - старкеит MgSO4∙4H2O - роценит FeSO4∙4H2O - эплоуит CoSO4∙4H2O. Внутри ряда выявлены промежуточные минеральные фазы с различным количеством долей взаимозамещающихся химических элементов. Ряды сульфатов одного и того же катиона с переменным числом кристаллогидратной воды для цинка и магния представлены наиболее полно. Устойчивость образующихся минеральных ассоциаций зависит от погодно-климатических условий. Они устойчивы лишь в сухое время года или в сухую жаркую или холодную погоду. Изучение современного минералообразования является одним из инструментов познания процессов гипергенеза.

Modern mineral formation in the geotechnogenic landscape of the Sherlovogorsky ore area (Eastern Transbaikalia).pdf Введение Шерловогорский рудный район представляет собой горно-степную территорию на Юго-Востоке Забайкалья. в пределах которой находятся зонально расположенные месторождения: бериллий-висмут-олово-вольфрамовое Шерловая Гора грейзеновой формации. касситерит-силикатное Аплитовый отрог. сульфидно-касситерит-силикатное Кварц-Турмалиновый отрог. касситерит-хлорит-сульфидное Сопка Большая и станнин-сфалерит-галенит-карбо-натное Восточная аномалия [Онтоев. 1974]. Месторождения в значительной мере отработаны. Добыча берилла. топаза и горного хрусталя с перерывами ведется с момента открытия месторождения в 1723 г. Интенсивная добыча открытым способом олово-висмут-вольфрамовых коренных и россыпных руд велась с 1916 г.. а олово-полиметаллических - с 1930-х гг. За это время накопилось (тыс. т): хвостов обогащения коренных руд в хвостохранилище 17 817 и © Юргенсон Г. А.. Филенко Р . А.. 2018 DOI: 10.17223/25421379/9/4 1 000 обогащения россыпей (оценка). вскрышных пород 183 587. в складах упорных и окис-леных руд 7 127. Суммарный объем техногенных массивов составляет. таким образом. около 200 млн т. Отработка их велась Шерловогор-ским ГОКом до 1993 г.. несанкционированная добыча камнесамоцветного сырья - до 2017 г. и законная по лицензии - с 2018 г. Все горные выработки. включая карьер добычи олово-полиметаллических руд. хвостохранилище и другие техногенные массивы. нерекультивированы и подвергаются воздействию всех факторов гипергенеза. вследствие чего ландшафт приобрел все свойства геотехногенного [Yurgenson. 2004]. Все техногенные массивы содержат сульфиды. главными из которых являются пирит и. в меньшей мере. сфалерит. галенит. халькопирит. арсенопирит. а также сульфосоли свинца. меди. висмута. Они подвержены воздействию воздуха. атмосферных осадков и циркулирующих в них водах. бактериальных биоценозов [Glukhova et al.. 2018]. Существенное ОБ УНАСЛЕДОВАННОСТИ ГЕОХИМИЧЕСКОЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ 33 влияние в летнее время на гидрогеологическую обстановку в пологих частях осыпавшихся бортов карьера оказывают проливные дожди. Дренирующие отвалы водные потоки, обогащенные сульфат-ионом и имеющие кислую реакцию (рН 4,5-5,6), выносят на дневную поверхность растворенные в них двухвалентные железо, медь, цинк, кадмий, магний, кальций и другие элементы. В пологих бортах карьера они образуют ручьи, текущие в озеро на дне карьера. В сухое время в жаркую погоду возникают испарительные геохимические барьеры, на которых из таких растворов выпадают белые, голубоватые, желтоватые осадки. ва, Дабаева, 2014], разрабатывавших одноименные месторождения кварц-сульфидно-вольфра-митовой формации, близких по минеральному составу к вольфрамоносным частям Шерлово-горского рудного района, происходят интенсивный вынос двухвалентных железа и марганца, цинка, кадмия, магния, меди, сульфат-анионов, их миграция и образование сульфатов на испарительных геохимических барьерах. Материал и методы исследования Современное состояние проблемы Целью настоящей статьи является обобщение более чем 10-летних наблюдений и изучения минерального состава современного мине-ралообразовния в связи с временными водными растворами, мигрирующими на поверхности техногенных осыпей в поверхностных горных выработках и породо-рудных отвалов в пределах Шерловогорского рудного района. Это направление исследований получило развитие на современном уровне в начале 2000-х в связи процессами изменения техногенных массивов в результате воздействия факторов гипергенеза в рамках решения задач минералогии и геохимии ландшафта на примере оловорудных месторождений Приморья и Забайкалья [Зверева, 2006; Юргенсон, 2002; Yurgenson, 2004 и др.]. Первые данные о современном минералообразовании в геотехногенном ландшафте Шер-ловогорского рудного района были получены нами 10 лет тому назад [Юргенсон, Сергутская, 2008; Sergutskaya, Yurgenson, 2009]. Выявлено, что наиболее широко распространены в пределах карьерно-отвального ландшафта территории функционирования Шерловогорского ГОКа сульфаты двухвалетных металлов. Среди них широко развиты сульфаты цинка и магния, образующие как изоморфные ряды, так и ряды сульфатов с различным количеством кристаллогидратной воды [Yurgenson, Yeriomin, 2014]. Как установлено, на примерах хвостохранилищ и карьерно-отвальных ландшафтов Шерлово-горского рудного района [Замана, Чечель, 2016], Бом-Горхонского и Джидинского рудников [Замана, Чечель, 2014; Плюснин, Жамбало- Материалом для исследования послужили образцы, отобранные в период 2006-2016 гг. при выполнении НИР лаборатории геохимии и рудогенеза ИПРЭК СО РАН на территории Шерловогорского рудного района. Фазовый состав сложных минеральных ассоциаций изучен с использованием тринокулярного микроскопа «Микромед МС2 Zoom2CR», а также методами поляризационой микроскопии (микроскоп AXIO Scope A-1). Использован метод порошковой дифракции на рентгеновском дифрактометре D8 Advance (Bruker AXS, Германия) с радиусом гониометра 250 мм. Условия измерения: излучение - СиКа, V= 40 кВ, I = 40 мА, зеркало Гёбеля, щели Сол-лера - 2,5 мм, сцинтилляционный счетчик, угловой диапазон: 3 - 65°(20), шаг сканирования -0,02°, экспозиция - 1 с/шаг. Фазовый состав образцов расшифрован с помощью программы EVA (Diffracplus, PDF-2, 2007 г.), а также Американской картотеки ASTM PDF. Съемка некоторых образцов проводилась на дифрактометре ДРОН - 3.0 (Центр коллективного пользования «Геодинамика и геохронология» ИЗК СО РАН) со следующими условиями измерения: излучение - СиКа, Ni - фильтр, V = 25 кВ, I = 20 мА, в диапазоне 3 - 65°(20), шаг сканирования -0,05°. Аналитики: З.Ф. Ущаповская, Т.С. Филё-ва, Д.С. Суворова, М.Н. Рубцова. При изучении порошковых препаратов гипергенных минералов применялся сканирующий электронный микроскоп LEO 1430VP (CarlZeiss, Германия) с энергодисперсионным спектрометром INCAEnergy 350 (Oxford Instru-mentsAnalytical Ltd.) в ГИН СО РАН. Условия съемки - ускоряющее напряжение 20 кВ, ток зонда 0,3-0,4 нА, размер зонда < 0,1 мкм, время измерения 50 с (живое время). Ошибка анализа на сумму достигает 2-4 мас. % в зависимости от 34 Г.А. Юргенсон, Р.А. Филенко качества поверхности образца и особенностей его состава. Синхронный термический анализ проводился на приборе STA 449 F1 Jupiter фирмы NETZSCH (Германия) в ИПРЭК СО РАН. Использовались платиновые тигли. Скорость нагрева во всех измерениях составляла 10°С/мин. Масса навесок - 10 мг. Полученные исходные файлы термограмм записанных с плотностью 100 точек в минуту обрабатывались с помощью программного обеспечения NETZSCH Proteus Analysis (v. 5.2.1). Полученные результаты их обсуждение Наиболее распространенными продуктами современного минералообразования в геотехно-генном ландшафте Шерловогорского рудного района являются сульфаты. В меньшей мере распространены арсенаты, агрегаты которых наблюдаются преимущественно в глыбовом материале складов некондиционных руд [Kasatkin, Klopotov, Plasil, 2014]. Известны они также и на Карамышевском отроге. Сульфаты весьма широко распространены среди современных минеральных ассоциаций, периодически образующихся как в приборто-вых частях карьера, в толще техногенных массивов, так и как продукты современного минералообразования на испарительных и других физико-химических геохимических барьерах [Yurgenson, Kononov, 2014]. Особенностью новообразованных минералов в Шерловогорском рудном районе является их эфемерность. Они появляются и устойчивы только в условиях жаркой сухой погоды летом и в бесснежные морозные дни зимой. Особенностью участков их распространенности является специфическая окраска осыпей в прибрежной части карьерного озера (рис. 1). Рис. 1. Окраска тонких корок сульфатов меди, железа, никеля, цинка, магния и других элементов на осыпи в прибрежной части озера в карьере Fig. 1. Coloring of thin crusts of sulfates of copper, iron, nickel, zinc, magnesium and other elements on the scree in the coastal part of the lake in the quarry ОБ УНАСЛЕДОВАННОСТИ ГЕОХИМИЧЕСКОЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ 35 Среди широко распространенных выявлены ряды сульфатов магния, цинка, меди с различным числом кристаллогидратной воды. Сульфаты магния представлены кизеритом MgSO4^H2O, впервые обнаруженным белого цвета минералом с формулой MgSO4^3H2O, еще не описанным в литературе, старкеитом MgSO4^4H2O, пента-гиДритом MgSO4^5H2O, гексагидритом MgSO4^6H2O, эпсомитом MgSO4^7H2O. Диагностика этой минеральной ассоциации осуществлена методами термогравиметрии (рис. 2) и рентгенофазового анализа (см. рис. 3). На термограмме на кривой ДСК наблюдается серия больших и малых эндотермических пиков, соответствующих по данным исследователей [Иванова и др., 1974] инкогруэнтному плавлению гексагидрита, выкипанию раствора, дегидратации одноводной соли с полной дегидратацией при температуре близкой к 340°С. В сумме потеря массы при выходе кристаллогидратной воды по кривой ТГ составила 44,5%, что близко к теоретическому содержанию таковой в гексагидрите (47,32%). Рис. 2. Термограмма минеральной ассоциации, содержащей эпсомит Fig. 2. Thermogram of mineral association containing epsomite Вероятно, имеет место частичный выход кристаллогидратной воды из минерала в природных условиях и при дальнейшем хранении в лаборатории отобранной пробы первоначально образованного семиводного эпсомита. В высокотемпературной области на ТГ-кривой мы наблюдаем большую ступень потери массы, связанную с разложением сульфата магния (см. рис. 2). Процесс десульфатизации сопровождается мощным эндотермическим пиком при 1006,8°С. По кривой ДТГ также видно, что процесс выхода SO3 происходит в интервале 850-1 030°С одноэтапно. Потеря массы при этом равна 31,52%, что близко к теоретическому составу эпсомита (32,48%). Идентификация фаз, выявленных на дифрак-тограмме (рис. 3) выполнена с помощью программы поиска соответствия линий минералов с использованием международной порошковой базы данных PDF-2 (2007 г.). Эпсомиту соответствует эталон PDF № 01-072-0696, гексадидриту -PDF № 00-024-0719, гипсу - PDF № 00-033-0311. Сульфаты цинка представлены рядом: ган-нингит ZnSO4^H2O, бойлеит ZnSO4^4H2O, бианкит ZnSO4^6H2O, госларит ZnSO4^7H2O. Сульфаты меди представлены халькокиани-том CuSO4, одноводным сульфатом меди CuSO4^H2O, бонаттитом CuSO4^3H2O, халькантитом CuSO4^5H2O и сидеротилом. Халькантит образует корки, гнезда в халькопирит- 36 Г.А. Юргенсон, Р.А. Филенко содержащих олово-полиметаллических рудах. Находится в ассоциации сидеротилом, бонатти-том, гипсом, кизеритом, ганнингитом, калиевыми квасцами, одноводным сульфатом меди (CuSO4^H2O), каолинитом, хлоритом (обр. № ШГ-10/141-1). Параметры э.я. халькантита: a = 7,16(5); b = 10,7(1); c = 5,96(4)А; а = 97,6(2)°; В = 125,3(2)°; y = 94,4(2)°; V = 362,7А3. Параметры э. я. разных образцов халькантита практически одинаковы для образцов, образовавшихся близко по времени (2010 г.): обр. ШГ-10-140-СМО a = 7,16(6); b = 10,7(1); c = 5,95(5)А; а = 97,56(26)°; В = 125,45(26)°; y = 94,38(25)°; V = 362,3(2.2)А3 и различаются для образцов разных лет: обр. ШГ-08-182-А (2008 г.) а = 6,08(5); b = 10,7(1); с = 5,94(6)А; а = 97,8(3)°; В = 107,4(2)°; y = 77,14(3)°; V = 359(2)А3. В ассоциации с халькантитом находится базалюминит Al4[SO4](OH)10^4H2O. Бонаттит CuSO4^3H2O встречен в трех местах в ассоциации с халькантитом, сидеротилом, старкеитом (обр. ШГ-07-256-2). Голубой, в виде неправильных зерен и их агрегатов. Параметры э.я.: а=5,59(1); b=13,04(1); с=7,36(1)А; В=97,2(2)°; V=352A3. Выявлены изоморфные ряды как у сульфатов с одной молекулой кристаллогидратной воды, так и с четырьмя: 1) кизерит MgSO4^H2O -ганнингит ZnSO4^H2O - смикит MnSO4^H2O и ссомольнокит FeSO4^H2O и 2) происходит вза-имозамещение цинка, магния, железа и марганца, кобальта: бойлеит ZnSO4^4H2O - старкеит MgSO4^4H2O, бойлеит ZnSO4^4H2O - роценит FeSO4^4H2O - эплоуит CoSO4^4H2O. Это же относится и к сульфатам меди: сидеротил FeSO4^5H2O - халькантит CuSO4^5H2O. Для диагностики сидеротила использован термогравиметрический (см. рис. 4) и рентгенофазовый анализы (см. рис. 5). Термограмма сидеротила также имеет ряд характерных эндопиков на ДСК-кривой и синхронных с ними ступеней потери массы на ТГ-кривой. В низкотемпературной области нагрева образца наблюдается мощный эндотермический пик, отвечающий выходу четырех молекул воды из кристаллогидрата. Далее до 350°С происходит удаление еще одной оставшейся молекулы из структуры минерала с образованием уже безводного сульфата железа (рис. 4). Масса вышедшей воды в общей сложности составила 31,2%, что ниже теоретического содержания в чисто железистом сидеротиле (37,2%). Вероятно, сказываются влияние изоморфной примеси меди в составе минерала, а также загрязненность ее гипсом и кварцем. Об этом свидетельствует ход кривых ДСК и ДТГ при десульфатизации, которая протекает в два этапа. Сначала разлагается сульфат меди, а при более высокой температуре - безводный сульфат железа. Характерных пиков гипса и кварца на термограмме не выявлено, что указывает на их малое содержание в образце, не превышающее 1%. Небольшие пики также могут не проявляться на фоне основных очень мощных пиков. Дифрактограмма, полученная для минеральной ассоциации образца ШГ-08/185, проиндицирована по порошковым эталонным данным для сидеротила PDF № 01-072-7392, для гипса PDF № 00-0330311 и для кварца PDF № 03-065-0466. Сульфаты из группы квасцов представлены изоморфным рядом галотрихит FeAl2|SO4|4^ 22H2O - пиккеренгит MgAl2[SO4]4^22H2O, а также плюмбоярозитом PbFe3+6|SO4|4(OH)12. Они диагностированы рентгенофазовым, дифференциальным термовесовым анализами, а также оптическими методами. Из сульфатов марганца в составе корочек на топазе и кварце, а также новообразований из временных водных потоков в карьере установлен илезит MnSO4 в ассоциации с бойлеитом (Zn,Mg)[SO4]^4H2O, пиккерингитом ироценитом FeSO4^4H2O. Параметры э.я. бойлеита обр. ШГ-10/121-1: a = 5,928 (А) ± 0,01, b = 13,607(1) ± 0.01, c = 1,92 (А) ± 0,01. Состав катионов: MgO 12,4%, ZnO 11,7%, CuO 0,245%, MnO 2,70%. Параметры э.я. роценита: a = 5,95 (А) ± 0,01, b = 13,60 (А) ± 0,01, c = 7,94 (А) ± 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 кристаллогидратной воды, а именно: эплоуитом CoSO4^4H2O (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) - gypsnm (3) Fig. 5. The diffraction pattern of the association gypsnm (1) - siderotil (2) with a mixtnre of qnartz (3) Fig. 4. Thermogram of siderotil установлен Ni- Из сульфатов никеля гексагиДрит NiSO4^6H2O (обр. ШГ-10/186-2), а также NiSO4^4H2O, пока не имеющий названия. Ссмикит MnSO4^H2O выявлен в корочках на берилле, топазе и кварце. Ссомольнокит FeSO4^H2O 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 ZnSO4^H2O 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. Разот первых миллимеры их широко варьируют: метров 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 [Yurgenson, Sergutskaya, 2010]. Диагностика и детальное изучение каждого минерала затруднена из-за большого сходства между ними, а также тонких прорастаний. Гипс СaSO4•2H2O 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, госларит, эпсомит (обр. ШГ-05/166), старкеит (обр. ШГ-07/250) и другие сульфаты. Параметры элементарной ячейки гипса достаточно постоянны: обр. ШГ-10-СМО-2 a = 6,28; b = 15,21; c = 5,68А; в = 114,09°; V = 495,4А3, обр. ШГ-10-СМО-3: a = 6,28(1); b = 15,20(1); c = 5,671(1)А; в = 114,12(3)°; V = 490,9(1)А3. Полугидрат сульфата кальция бассанит 2СaSO4•H2O редко обнаруживается дифрактометрическим анализом среди сульфатов в ассоциации с кизеритом. 40 Г.А. Юргенсон, Р.А. Филенко Та блица 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 [Л] 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 [Л] - межплоскостное расстояние, в ангстремах; 2 theta [°] - угол 20, в градусах. Note: I - the intensity, d [Л] - the interplanar distance, in angstroms; 2 theta [°] - angle 20, in degrees. 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, сидеротил, копиапит), меди (халькантит), влажным летом 2008 г. обилия этих минералов уже не отмечено. Заключение 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, К, -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 брошантит Cu4|SO4](OH)6. Для обр. ШГ-07/257 параметры э.я.: а = 13,07(2); b = 9,84(1); c = 6,00К; В = 103,24(11)°; V = 752(3)А3. Большинство водорастворимых сульфатов, как уже указывалось, крайне неустойчивы и в дождливые годы практически исчезают. По сравнению с 2007 г., характеризовавшимся 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: ки зерит MgSO4^H2O - ганнингит ZnSO4^H2O -ссмикит MnSO4^H2O и ссомольнокит FeSO4^H2O, для группы старкеита: бойлеит ZnSO4^4H2O - старкеит MgSO4^4H2O - роце-нит FeSO4^4H2O - эплоуит CoSO4^4H2O. 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 кизери- ОБ УНАСЛЕДОВАННОСТИ ГЕОХИМИЧЕСКОЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ 41 том 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: ганнин-гит ZnSO4^H2O, бойлеит ZnSO4^4H2O, бианкит ZnSO4^6H2O, госларит ZnSO4^7H2O. Сульфаты меди представлены халькокиани-том CuSO4, одноводным сульфатом меди CuSO4^H2O, бонаттитом CuSO4^3H2O, халькантитом CuSO4^5H2O. 5. Выявлен также ряд сульфатов кобальта: эплоуит CoSO4^4H2O, мурхаузит CoSO4^6H2O, биберит CoSO4^7H2O. Из сульфатов никеля намечен ряд NiSO4^4H2O - Ni-гексагиДрит NiSO4^6H2O. 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 минералообразования является одним из инструментов познания процессов гипергенеза и его моделирования.

Ключевые слова

современное минералообразование, сульфаты, испарительный геохимический барьер, геотехногенный ландшафт, Шерловогорский рудный район, modern mineral formation, sulphates, evaporative geochemical barrier, geotechnogenic landscape, Sherlovogorsky ore district

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Юргенсон Георгий АлександровичИнститут природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН; Забайкальский государственный университетдоктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник, лаборатория геохимии и рудогенеза; профессорyurgga@mail.ru
Филенко Роман АндреевичИнститут природных ресурсов, экологии и криологии СО РАНмладший научный сотрудник, лаборатория геохимии и рудогенезаfilrom@yandex.ru
Всего: 2

Ссылки

Замана 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 ХІІ 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. 92-96
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 Localites 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
 Современное минералообразование в геотехногенном ландшафте Шерловогорского рудного района (Восточное Забайкалье) | Геосферные исследования. 2018. № 4. DOI: 10.17223/25421379/9/4

Современное минералообразование в геотехногенном ландшафте Шерловогорского рудного района (Восточное Забайкалье) | Геосферные исследования. 2018. № 4. DOI: 10.17223/25421379/9/4