Proces supergenic
În geologia zăcămintelor minerale , procesele supergenice se numesc acele procese genetice ale zăcămintelor care apar în apropierea suprafeței terestre și se caracterizează prin predominarea circulației apelor meteorice cu oxidarea și alterarea chimică concomitentă. Apa de ploaie oxidează mineralele de sulf primare (hipogene) prin redistribuirea elementelor metalice . În partea inferioară a zonei de oxidare a zăcământului mineral are loc îmbogățirea supergenică , elementele metalice care au fost levigate de mineralele oxidate sunt transportate în jos de apele percolante și se recombină cu sulfații hipogeni de la granița dintre zona supergenică și hipogenă . Reacția produce sulfuri secundare având o concentrație de metal mai mare decât cea a depozitului primar. Acest proces este comun în zăcămintele de minereu de cupru unde sulfurile de cupru calcocit Cu 2 S, covelit CuS, digenit Cu 1,8 S și djurleit Cu 31 S 16 sunt depuse de apele de suprafață care se infiltrează în jos. [1]
Acest tip de procese se desfășoară în esență în condiții normale de mediu de temperatură (25 ° C) și presiune atmosferică . [2]
Depozitele derivate din procese supergenice sunt importante din punct de vedere economic, deoarece metalele conținute (în special plumb , zinc și argint ) sunt sub formă de oxizi din care extracția este mai puțin costisitoare decât atunci când sunt sub formă de sulfuri.
Zonarea câmpului
În funcție de adâncime, pot fi identificate diferite zone. Pornind de la suprafață, distingem: cappellaccio , zona de levigare, zona de oxidare, pânza freatică , zona de îmbogățire supergenică și zona primară (zona hipogenică). [3]
Cappellaccio sau Gossan
De obicei pirita (FeS 2 ) este abundentă, iar lângă suprafață se oxidează transformându-se în compuși insolubili precum goetita (FeO (OH)) și limonitul , [2] formând un strat poros care acoperă zona oxidată, cunoscut sub numele de cappellaccio sau cappellaccio di ferro sau Gossan. [4] Prospectorii consideră pălăria ca un indicator al depozitelor minerale subiacente.
Zona de levigare
Apele acviferului conțin dioxid de carbon dizolvat și oxigen, apoi percolând în jos, leșie mineralele în roci, formând acid sulfuric și alte soluții care își continuă coborârea. [5]
Zona oxidată
Deasupra stratului freatic mediul se oxidează, în timp ce sub acesta se reduce . [6] Soluțiile care coboară din zona de levigare reacționează cu alte minerale primare din zona oxidată formând minerale secundare [5] precum sulfați , carbonați și limonit, care este un produs caracteristic tuturor zonelor oxidate. [3]
În timpul formării carbonaților secundari, sulfurile primare sunt în general mai întâi convertite în sulfați , care apoi reacționează cu carbonați promary precum calcita CaCO3, dolomită ] CaMg (CO 3) 2 sau aragonit (și CaCO3, Polimorf de calcit) la produc carbonați secundari. [4] Sărurile solubile își continuă coborârea în timp ce cele insolubile rămân în zona oxidată unde s-au format. Un exemplu este minereul de plumb numit anglesit PbSO 4 . Cuprul poate precipita sub formă de malachit Cu 2 (CO 3 ) (OH) 2 sau azurit Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 . [3] Malachitul, azuritul , cupritul Cu 2 O, piromorfitul Pb 5 (PO 4 ) 3 Cl și smithsonitul ZnCO 3 sunt stabile în condiții de oxidare [6] și sunt caracteristice zonei oxidate. [3]
Masă de apă
La nivelul pânzei freatice mediul se schimbă de la oxidant la reducător. [6]
Zona de îmbogățire
Ionii de cupru care ajung în acest mediu reducător formează o zonă de îmbogățire supergenică a sulfurilor. [3] CuS covalita , Cu 2 S chalcocite și cupru nativ Cu sunt stabile în aceste condiții [6] și sunt caracteristice zonei de îmbogățire. [3]
Efectul net al acestor procese supergenice este de a muta ionii metalici din zona de levigare în zona de îmbogățire prin creșterea concentrației acestora la niveluri mai ridicate decât în zonele primare nealterate, făcându-le potrivite în unele cazuri pentru extracție.
Zona primară
Zona primară conține minerale primare nealterate. [5]
Modificarea mineralelor
The calcopirită CuFeS2 (primare) este modificat în mineral secundar bornit Cu 5 FeS 4, covalita CuS și brochantit Cu 4 SO 4 (OH) 6. [5]
PbS (primar) galena alterează în PbSO 4 anglesite și PBCO 3 ceruzit . [5] [2]
Sfalerita ZnS (primară) este modificată în hemimorfitul Zn 4 Si 2 O 7 (OH) 2. H 2 O, smithsonita ZnCO 3 și willemita bogată în mangan Zn 2 SiO 4. [5] [2]
Pirita FeS 2 (primară) se transformă în melanterită FeSO 4 .7H 2 O. [5]
Dacă depozitele originale conțin arsenic și fosfor , se pot forma arseniați și fosfați ai mineralelor secundare. [5]
Notă
- ^ Guilbert, John M. și Charles F. Park, Jr (1986) The Geology of Ore Deposits , WH Freeman, ISBN 0-7167-1456-6
- ^ a b c d Manual de mineralogie (1993) Klein și Hurlbut. Wiley
- ^ a b c d e f Înțelegerea depozitelor de minerale (2000). Kula C Misra. Kluwer Academic Publishers
- ^ a b Enciclopedia pietrelor prețioase și a mineralelor (1991). Martin Holden. Editor: Facts on File
- ^ a b c d e f g h Field Guide to North American Rocks and Minerals (1992) Societatea Audubon. Alfred A Knopf
- ^ a b c d John Rakovan (2003) Rocks & Minerals 78: 419