Основы минералогии гипергенеза

Галоидные соединения в составе окисленных руд принадлежат к числу редких и мало изученных минералов. В большей степени распространены хлориды, характерные для окисленных руд свинцовых, медных, висмутовых и ртутных месторождений. Фториды в виде фтороалюминатов (галогеносолей) в основном Ca, реже Sr и редких земель типичны для сравнительно поздних этапов формирования зоны гипергенеза флюоритсодержащих месторождений. Флюорит обычно упоминается в качестве источника фтора. Наиболее редкими являются йодиды и бромиды, йод связан главным образом с серебром.

Общее число галогенидов, соотносящихся с зоной гипергенеза рудных месторождений, около 75. За последнее десятилетие в этом классе было обнаружено 15 новых минералов, найденных в окисленных рудах. За счет этих находок существенно расширился список соединений Pb (грандрифит, пиналит и др. ) и Hg (кузьминит, кадырэлит и др.).

Среди известных галогенидов зоны гипергенеза около 1/3 минералов приходится на хлориды свинца. На втором месте по числу минеральных видов стоят хлориды Сu и Hg (табл. 28).

В составе галоидных соединений нередко содержится вода (в виде ОН и Н₂О), а также добавочные анионы (О, SO₄, NО₃, S). Некоторые среди новых минералов принадлежат к галогенидсульфидным соединениям (лаврентьевит, арзакит).

Галогениды зоны гипергенеза, как принято выше, представлены рядами ведущих катионов (Рb, Сu, Ag, Hg, Co, Ni, Sn, Ca). Внутри рядов выделены группы с учетом содержания в составе минералов добавочных анионов и воды. В соответствии с новейшими предложениями по систематике галогенидов (Годовиков, 1984) галоидные соединения Ca и Sr обособлены в группу фторалюминатов.

Находки галогенидов в зонах гипергенеза служат показателем аридных, в том числе и криогенных, условий их формирования.

Соединения Рb могут быть отнесены к шести основным группам.

1. Группа минералов, близких по составу к котунниту (PbCl₂) с заменой Cl на F и ОН, - котунит, лорелит, матлокит, лаурионит, бликсит и фидлерит. Это белые или слабо-зеленоватые галогениды, которые в виде кристаллических корочек выделяются на англезите, церуссите, фосгените. Кристаллы их таблитчатые или игольчатые с алмазным блеском. Известны в таких месторождениях, как Маммот и Аравайпа в шт. Аризона (США), Лаврион (Греция), Матлок (Великобритания) и некоторые чилийские рудники, Надор в Алжире.

2. Более сложные по составу оксигалогениды Рb с добавочным кислородным анионом представлены мендипитом и паркинсонитом, для которых характерны белые с желтоватым, иногда с медовым оттенком и алмазным блеском призматические кристаллы, а также корочки, желваки и прожилки.

Окончание табл. 28

Ассоциируется с ярозитом и штольцитом. В первоисточнике данных о содержании воды в минерале нет, но формула дается в виде Pb²⁺Bi³⁺Cl(OH)₄. Указана примесь СО₂ (до 1,5%).

4. Гидроксидхлориды свинца и одновременно меди, а также олова: перцилит, диаболеит, хлороксифит и куменгит. Эти минералы яркой синей окраски обнаружены в ассоциации с церусситом, вульфенитом, смитсонитом и болеитом в окисленных рудах ряда мексиканских и чилийских месторождений и рудника Маммот в США. Отдельно следует отметить абхурит (бесцветные, хрупкие шестигранные таблички) - возможный продукт рудного гипергенеза, обнаруженный на поверхности оловянного слитка, пролежавшего на дне Красного моря после кораблекрушения около 100 лет.

5. Гидроксидхлориды Рb с Сu, Ag и Cr - болеит (темно-синие псевдокубические кристаллы со спайностью по 101, твердостью 3,5-4 в ассоциации с фосгенитом, атакамитом, церусситом), бидоит (корочки из белых изометричных кристаллов, чаще на болейте) и йедлинит (красно-фиолетовые призматические кристаллы в ассоциации с диаболеитом, вульфенитом и бидоитом) - редкие минералы в окисленных рудах Мексики (Болео и др.) и Чили.

6. Оксихлориды Рb с добавочными анионами (SО₄ и IO₃) - недавно обнаруженный сундиусит (бесцветные перистые агрегаты с твердостью 3 в ассоциации с гидроцерусситом и мендипитом в Лонгбане, Швеция) и зеелигерит, найденный в чилийских месторождениях в срастании с болеитом в виде желтых таблитчатых кристаллов. На месторождении Гранд-Риф и Маммот (округ Пинал, рудник Аравайпа шт. Аризона, США) обнаружена большая группа хлоридов и фторидов Pb с добавочными анионами (SO₄, CO₃, WO₄): пиналит, барстоуит, грандрифит, псевдограндрифит и аравайпаит, ассоциирующихся с ледхиллитом, матлокитом, церусситом, диаболеитом. Эти минералы ярко-желтые, оранжевые, чаще игольчатые, с алмазным блеском.

Среди соединений Bi более распространен бисмоклит, образующийся в виде псевдоморфоз по висмутину или землистых сферолитовых агрегатов серой окраски. Отмечается в зоне окисления месторождения Караоба (Казахстан). Очень редкий заварицкит, известный среди продуктов окисления висмутина Шерловой Горы, и добреит, отмеченный в боливийских месторождениях. Оба серовато-белые, в виде землистых корочек, похожие на бисмоклит.

Галогениды Сu по особенностям химического состава могут быть разделены на три группы:

1. Простые галогениды меди, в основном хлориды, без молекулярной воды - нантокит, маршит, атакамит и параатакамит. Первые два минерала белые или слегка желтоватые, в виде зернистых корочек на лимоните, псиломелане. Известны в Гайском месторождении (Урал), в чилийских (Нантоко и др.) и австралийских (Брокен-Хилл) месторождениях. Более распространен атакамит. Для него типичны зеленые сферические и почковидные агрегаты в ассоциации с гипсом, формирующиеся на куприте, самородной меди, малахите, брошантите. Минерал обнаружен не только в зарубежных (Чили, Перу, Мексика) медных рудниках, но и в ряде месторождений бывшего СССР - Урала (Меднорудянское и Турьинское), Казахстана, Рудного Алтая, Средней Азии (Витовская, 1962; Голованов, 1965; Ермилова, 1964; Чухров, 1950). Характерен для средних стадий развития зоны окисления, формирующейся в условиях аридного климата. Параатакамит содержит помимо меди до 16% Zn. Обнаружен в руднике Герминия в Чили в ассоциации с атакамитом. Имеет сходство не только с атакамитом, но и брошантитом, либетенитом и пироморфитом;

2. Группа медных (реже цинковых) хлоридов, содержащих молекулярную воду, - кальюметит, антониит, кларингбуллит и симонколлеит. Первые два минерала очень редкие, описанные в окисленных рудах медных месторождений шт. Мичиган (США). Кальюметит лазурно-голубой, антониит лиловый. Ассоциируютcя с малахитом, атакамитом, купритом. Кларингбуллит голубой, в виде пластинчатых кристаллов со спайностью. Найден в месторождениях Нчанга (Замбия) и Мсеса (Заир) вместе с брошантитом, малахитом и купритом. Симонколлеит (Zn-хлорид) обнаружен среди продуктов окисления древних шлаков в горах Рихельсдорф (Германия) в ассоциации с церусситом, диаболеитом и гидроцинкитом в виде бесцветных таблитчатых кристалликов с твердостью 1-1,5;

3. Хлориды меди с добавочными анионами - хлоротионит, арцрунит и буттгенбахит. Это ярко-синие, игольчатые, иногда тонковолокнистые агрегаты на куприте, малахите и брошантите. Известны из медных месторождений Заира (Ликази и др.). Изучены очень слабо.

Соединения Ag представлены хлоридами, бромидами и йодидами. Хлораргирит (кераргирит), бромаргирит и промежуточный член в этом изоморфном ряду кубических галогенидов - эмболит - в ассоциации с малахитом, англезитом, ярозитом, церусситом, деклуазитом, ванадинитом, гидрогётитом выделяются в виде восковидных корочек, пленок, дендритов и псевдоморфоз по различным серебряным минералам. Минералы ковкие, с большой плотностью. Окраска серая, на свету переходит в серо-фиолетовую. Указываются в месторождениях Казахстана (Джеламбет, Майкаин и др.), Средней Азии (Кургашинкан), Мексики. Йодаргирит описан из месторождения Майкаин, где выделяется среди ярозита с серой и другими самородными элементами, а также на лимоните как более поздняя генерация. Майерсит и купройодаргирит (медьсодержащие йодиды) отмечаются в Чукикамате (Чили) и Брокен-Хилле. (Австралия). Оба желтые (особенно яркий - майерсит) с алмазным блеском, в форме восковидных корочек на сульфидах и на лимонит-ярозитовых агрегатах.

Галоидные соединения Fe, Co и Ni представлены шестиводными хлоридами этих элементов. Гидромолизит (Fe) описан в смеси с гипсом и галитом в составе оранжево-красной корки на магнетите железорудного месторождения Эльбы. Албриттонит (Со) и никельбишофит (Ni) найдены в серпентинитовом карьере Оксфорд (шт. Техас, США) в виде продуктов окисления кобальтина, никелина и зигенита в ассоциации с эритрином, заратитом и аннабергитом. Типичны кристаллические корочки и налеты. Твердость минералов около 1,5. Албриттонит сиренево-красный, никельбишофит изумрудно-зеленый. Оба со спайностью, полупрозрачные.

Среди галогенидов Hg много минералов, обнаруженных в ртутных месторождениях России. Более известна каломель - хлорид белого цвета, характерный для зоны гипергенеза таких киноварных месторождений, как Никитовка (Украина), Кубадру (Алтай), Келянское (Бурятия). Иногда каломель отлагается на эглестоните - оранжевом оксихлориде, с которым нередко ассоциируется ярко-желтый терлингуаит (землистые агрегаты и призматические кристаллики), бурый пластинчатый пинчит, самородная ртуть, кварц и кальцит. Эти минералы известны из месторождений Чукотки, Киргизии, США (Терлингуа).

В группе новых галогенидов Hg поярковит (оксихлорид Hg) описан из Хайдаркана (Киргизия), где найден в виде малиново-красных зерен, чернеющих на изломе, в ассоциации с каломелью и эглестонитом. Твердость минерала 2,5. Каманчеит, также оксихлорид Hg, содержащий Вr, известен из месторождения Марипоза (шт. Техас, США). Типичные красные звездчатые хрупкие агрегаты с твердостью 2. Кристаллы игольчатые. Кузнецовит содержит дополнительно As. Окраска минерала медовая, светло-бурая. Твердость 2,5-3. Характерны хрупкость и легкость разложения в кислотах. Ассоциируется с каломелью, самородной Hg, эглестонитом, гидрогётитом, шаховитом, терлингуаитом. Найден в рудных месторождениях Арзак (Тува) и Хайдаркан (Киргизия). Келянит - сурьмяно-ртутный оксихлорид (бромид) - обнаружен в месторождении Келяна (Бурятия). Характерны хрупкие буровато-красные зерна с твердостью 3. Ассоциируется с каломелью и эглестонитом. Содержит до 1% Вr.

Сульфид-галогениды - лаврентьевит и арзакит - обнаружены в Арзакском и Кадырэльском рудопроявлениях ртути (Тува). Лаврентьевит - хлорид, арзакит - бромид. Образуются в пустотах между шаровидными агрегатами каолинита, окружающими киноварь. Реже покрывают корочками киноварь непосредственно. Лаврентьевит оливково-болотный, арзакит светло-бурый. На свету быстро темнеют. Блеск алмазный, твердость 2-2,5. Ассоциируются с каломелью, эглестонитом, самородной ртутью, кузнецовитом.

Мозезит и клейнит принадлежат к числу очень редких хлоридов Hg, содержащих добавочные анионы (SO₄, СО₃), воду и азот. Оба канареечно-желтые (Терлингуа, США).

Большой интерес вызывают находки хлор-бромидов Hg - кузьминита, кадырэлита и гречищевита, связанные с окислением ртутных руд Тувинских месторождений Арзак и Кадыральское. Эти минералы ярко-оранжевые со смолистым блеском. Чаще связаны с пустотками выщелачивания в карбонатах. Вместе с ними обычными являются Br эглестонит, каломель, лаврентьевит, ртуть.

Фториды Са и Sr - стронций-кальциевые фторалюминаты: - хотя и не концентрируют "рудные" элементы, служат показателем глубокой проработанности зоны гипергенеза и активной роли фтора в этом процессе. Источником фтора считаются флюорит, топаз и слюды. Образование фторалюминатов, очевидно, происходило из кислых сульфатных вод, так как наблюдалось замещение кридитом и герксутитом сидерита (Ермилова, 1964).

Гипергенный флюорит в виде белых и фиолетовых кристаллических корочек описан из Кызыл-Эспе, Караобы, Кургашинкана. Отлагается на ярозите, кварце, бедантите. Минерал редкий.

Кридит и геарксутит выделяются в форме желваков и глинистых белых агрегатов в тектонических трещинах, в виде корочек на пирите, кварце и сидерите, иногда вместе с галлуазитом. Известны не только в казахстанских рудных месторождениях (Караоба, Акчатау и др.), но и зарубежных (в штатах Калифорния и Колорадо, США).

Чухровит, впервые найденный в месторождении Караоба (Ермилова, 1964), принадлежит к очень редким редкоземельным фторалюминатам. Характерны кубические белые кристаллы. Отлагается в полостях кварца в ассоциации с геарксутитом, кридитом, англезитом. Источником редких земель и фтора в чухровите (до 18%) считается флюорит. В зоне гипергенеза одного из сибирских месторождений в ассоциации с геарксутитом и чухровитом обнаружен ярославит, для которого характерны белые сферические агрегаты. В качестве источника фтора также указывается флюорит.

Формула розенбергита приведена условно, в стиле фторалюмината. Возможно, это простой водный фторид Al - AlF₃ ^. 3H₂O.