Основы минералогии гипергенеза

Ванадаты характерны для зоны гипергенеза свинцовых, некоторых медных и в основном урановых месторождений, где вмещающими породами руд обычно служат основные и ультраосновные породы, а также кремнисто-углистые сланцы, являющиеся источником ванадия. Ванадаты, зафиксированные в таких месторождениях, в количестве около четырех десятков представлены в табл. 22. Преобладающими служат соединения "нерудных", в основном литофильных элементов (Са, Ва, Sr, Mn, Al, Fe, Na, К и др.), обнаруживаемые не непосредственно в составе окисленных руд, а в коре выветривания вмещающих оруденение пород. За последние годы список ванадатов пополнился минералами Pb и Bi.

Образование ванадатов происходит преимущественно на поздних стадиях развития зоны гипергенеза, в обстановке жаркого и сухого климата местности, в условиях мало разбавленных вод с повышенной щелочностью.

Следует отметить весьма слабую изученность минералов этого класса, трудности их прямого диагностирования, недостоверность и условность многих формул. Нередко возникает вопрос о правомочности отнесения данного ванадиевого минерала к ванадатам, так как его природа могла быть и оксидной. Во многих случаях остаются неясными валентное состояние ванадия, тип гидроксильных группировок, роль кислорода.

Первый в списке свинцовых ванадатов - кусуит - содержит разновалентный свинец и церий (17% РbО, 18% PbO₂ и до 35% Се₂О₃). Это единственный гипергенный ванадат с редкими землями в высокой степени концентрации. Найден в Заире (месторождение Кусу) в виде черных бипирамидальных кристалликов с высокой твердостью (4,5), с искривленными и исштрихованными гранями. Ассоциируется с деклуазитом, ванадинитом, азуритом, хризоколлой, бракебушитом.

Шерветит структурно не изучен, возможно, имеет анионную группировку из двух спаренных через общий кислород тетраэдров VO₄. Найден в окисленных рудах уран-ванадиевого месторождения Мунана в Габоне, в ассоциации с вульфенитом и столь же редким мунанаитом. Оба ванадата выделяются в виде буровато-красноватых и желтоватых кристаллических корочек из плоских кристаллов и порошковатых налетов. В недавней второй находке шерветита в Пршибраме (Чехия) этот минерал замещал ванадийсодержащий миметезит.

В изоморфном ряду моттрамит-деклуазит, помимо меди и цинка, нередко присутствует As (до отношения V:As=3:I), Mn и Fe (каждого до 1%) и Р₂O₅ (до 1%). Для ванадатов этой группы типичны волокнистые и сосцевидные агрегаты, друзовидные корки с твердостью около 4, вишнево-буроватая, бурая, желтая окраски, оранжевая черта и алмазный блеск. Оба могут образовывать псевдоморфозы по вульфениту и пироморфиту. Ассоциируются с церусситом, ванадинитом, вульфенитом. Известны из многих месторождений (Катанга в Конго, Цумеб в Намибии, Брокен-Хилл в Австралии, месторождения Аргентины, Чили, Мексики).

Среди других свинцовых ванадатов с добавочными анионами (ОН, О, Cl) следует отметить чехит, хейит, комбатит и ванадинит. Чехит - основной ванадат Pb, Fe²⁺ и Мn²⁺ (содержание МnО до 5%), представитель группы моттрамита-деклуазита. Черный, хрупкий, непрозрачный, с твердостью 5. Найден в рудном отвале Пршибрама (Чехии). Комбатит - сложный по составу ванадат Pb - мягкий, ярко-желтый с алмазным блеском (Комбат, Намибия). Здесь же уместно указать на еще одного представителя водных ванадатов Рb, Мn²⁺ и Fe²⁺, но без добавочного аниона - бракебушит, известный из окисленных руд Pb-Zn-x жил в Сьерра-де-Кордова (Аргентина). Минерал темно-коричневый с алмазным блеском, с твердостью 3,5, в форме сферолитов и пучковых агрегатов. Содержит до 5% FeO и МnО (каждого) и до 1,5% ZnО. Хейит является, подобно мунанаиту, основным ванадатом Pb и Fe³⁺ с добавочным кислородом. Найден в ванадиевом месторождении Мунана (Габон), где для него типичны бурые кристаллические корочки с повышенной твердостью (5).

Ванадинит с хлором в качестве добавочного аниона сравнительно широко распространен. Его находки характерны для Березовского месторождения (Урал), мексиканских и африканских рудников. Ассоциируется с вульфенитом, платтнеритом, пироморфитом, деклуазитом, англезитом, церусситом, лимонитом. Химический состав переменный: изоморфные примеси Zn и Сu по Pb фосфор до отношения V:Р 5:1 и мышьяк до отношения V:As 1 (эндлихит). Минерал характеризуется игольчатыми, скелетными пустотелыми кристаллами и их сростками. Окраска буро-красная, оранжевая, буро-желтая. Блеск алмазный.

Среди медных ванадатов преобладают минералы сложного состава, в которых, кроме Сu, содержатся Pb, Bi, Ca и Ва, а также добавочные анионы (О, ОН) и лишь в отдельных случаях молекулярная вода. К собственно медным ванадатам относятся цизит, стойберит и фольбортит. Цизит и стойберит в единичных находках известны как продукты окисления обломков базальтовой брекчии вулкана Исалько в Сальвадоре. Ассоциируют с халькантитом, щербинаитом и халькоцианитом. Оба черные, с металлическим блеском, с красновато-бурой чертой. Стройберит пластинчатый. Растворимы в разбавленной серной кислоте. Фольбортит известен из окисленных руд многих месторождений штата Юта а США и Ферганы, а также из Сысертского месторождения на Урале. Типичны зеленые и оливково-зеленые волокнистые и землистые агрегаты.

Следующие два медных ванадата - намибит и духамелит - являются висмутсодержащими. Намибит в виде пластинчатых темно-зеленых кристаллов со спайностью описан из месторождении Намибии; духамелит найден в месторождении Рейсон (шт. Аризона в США). Для него типичны волокнистые кристаллы густого зеленого цвета, хрупкие, с твердостью 3. Эти ванадаты ассоциируются с хризоколлой, малахитом, бисмутитом и вульфенитом.

Кальциофольбортит и везиньеит, содержащие Ca и Ва, - это чрезвычайно редкие ванадаты, обнаруженные в месторождениях Средней Азии, Тюрингии и Англии. Похожи на фольбортит по окраске и в порошковатых агрегатах диагностируются трудно. Везиньеит более надежно устанавливается по пластинчатым кристаллам.

В последнее время обнаружен самостоятельный ванадат сурьмы - стибиванит (месторождение Лейк-Джорджа в Канаде). Первые исследования показали содержание в минерале четырехвалентного ванадия. Характерными признаками этого ванадата являются лучистые сростки волокнистых кристаллов темной желтовато-зеленой окраски с алмазным блеском и твердостью около 4. Минерал находится в ассоциации с остаточными антимонитом и пиритом, сенармонтитом и самородной сурьмой.

Из девяти минералов данной группы (табл. 22) два наиболее редких - шубнелит (фосфат-ванадат Al) и шодерит (ванадат Fe) - отмечаются в зоне окисления уран-ванадиевого месторождения Мунана (Габон). Оба изучены слабо, особенно шодерит, который найден в виде мелкозернистых оранжевых корочек, схожих с вульфенитом и ванадинитом. Шубнелит характеризуется черной окраской, алмазным блеском, сильной магнитностью.

Прочие ванадаты этой группы описаны из ванадиевого месторождения Курумсак в Каратау (Казахстан), где они выделяются в коре выветривания углисто-кремнистых сланцев. Для них типичны почковидные налеты, корки, стяжения агрегаты. Изучены недостаточно. Характерны высокое содержание Н₂O, одновременное присутствие V⁴⁺ и V⁵⁺(что служит удобным геологическим потенциометром), изоморфное замещение ванадия фосфором или наличие самостоятельного аниона РО₄. Можно отметить лишь окраску отдельных ванадатов Al и Fe из Курумсака: альванит - голубой, гуцевичит - оливковый, русаковит - оранжевый, сатпаевит - канареечно-желтый, ваналит - яично-желтый, бокит - черный с полуметаллическим блеском. Казахстанит - в виде черных округлых зерен и корок в тесной ассоциации с бокситом (Анкинович, 1959, 1960, 1962, 1963).

Ванадаты данной группы в основном обнаружены в зоне выветривания пород уран-ванадиевых месторождений США (штаты Юта, Арканзас, Колорадо, Нью-Мексико). Изучены очень слабо. Выделяются чаще в виде корочек из пластинчатых или волокнистых (страчекит) кристаллов, реже почковидных (хьюмалит) и розетковидных (сантафеит) форм и выцветов с низкой твердостью (1-3). Окраски минералов в большинстве случаев достаточно яркие: симплотит и хендерсонит - темно-зеленые, шервудит - сине-черный, дельриоит - яркий желтый, хьюмалит - оранжевый, сантафеит и страчекит - зеленовато-черные. Некоторые из перечисленных минералов радиоактивны (сантафеит). Баннерманит, включенный в этот список ванадатов, найден в зоне выветривания туфов вулкана Исалько (Сальвадор) вместе с цизитом и стойберитом в виде черных уплощенных кристаллов с полуметаллическим блеском. Не исключена его принадлежность к оксидным соединениям.