Минеральные ассоциации в горелых отвалах угольных бассейнов

Формирование минеральных продуктов тсхногенеза в районах горнодобывающих предприятий можно представить следующей схемой:

  • 1. Техническое воздействие на геологическую среду (вскрытие залежей горных пород и руд, разрыхление природных массивов, механический перенос масс и отложение их в другом месте) перемещает часть поледеней в новые условия, нарушая, таким образом, её состояние.
  • 2. Под действием геологических агентов (воды, кислорода), углекислоты и др. углесодержашая масса пород террикона быстро окисляется, разогревается и самовозгорается. Этот процесс спонтанный и, безусловно, геологический.
  • 3. При горении отвальной массы в терриконе образуются горелые породы (горельники), а из горячих газов на поверхности отвала формируются сульфатные и хлоридные отложения вулканических фумарол. Таким образом, формируются минералы (промежуточные и конечные продукты техногенеза), устойчивые в новых условиях геологической среды.

Начиная со второй половины 1980-х гг. сотрудникам Института минералогии УрО РАН (г. Миасс Челябинской области) Б.В. Чесноковым, Л.Ф. Баженовой, А.Ф. Бушмакиным, Е.П. Щербаковой, С.Н. Шаниной и другими накоплен большой опыт в изучении минеральных новообразований в горелых отвалах Челябинского угольного бассейна (рис. 4.2.2.1). Эти исследования представляли собой первый опыт реализации на практике идей и методов нового раздела минералогической науки - минералогия техногенеза.

В настоящее время известны новые работы по изучению горелых отвалов Челябинского угольного бассейна (Сокол и др., 2005), Кизсловского угольного бассейна (Пермский край) (Потапов, Максимович, 2006), Донецкого угольного бассейна (Панов, 1993; Панов, Проскурня, 2000) и др.

Результаты работ показали, что горелые отвалы являются уникальной природной лабораторией, обеспечивающей непосредственный доступ не только к продуктам разнообразных химических процессов, но и к исходным веществам, роль которых выполняют отдельные компоненты гетерогенной отвальной массы. Это обстоятельство позволяет полностью воссоздавать историю любого органического или неорганического соединения - от момента его возникновения до полной трансформации, а именно: определять условия его стабильного существования, выявлять цепочки перехода одних соединений в другие, устанавливать последовательность их преобразования в различных температурных и окислительно-восстановительных условиях (Шанина и др., 2007).

Горящие отвалы Челябинского угольного бассейна (Чесноков, Щербакова, 1991)

Рис. 4.2.2.1. Горящие отвалы Челябинского угольного бассейна (Чесноков, Щербакова, 1991)

Отвалы угледобычи по химическому и гранулометрическому составам изначально неоднородны. Преобладают глинистые породы - аргиллиты, глины, глинистые сланцы: затем следуют карбонаты (доломиты и сидериты). Существенную часть отвалов представляют углеродистые вещества - угольная мелочь и фрагменты современной древесины. Поскольку глинистые породы составляют основу углевмещающих толщ, они преобладают в отвалах в виде мелочи и достаточно крупных фрагментов (до 20 см). Подчиненным распространением пользуются карбонатные породы - куски окаменелого дерева (преимущественно доломитового или анкеритового состава), конкреции сидеритов и мергели. В незначительном количестве присутствуют песчаники, конгломераты и технический мусор (дерево, металлы, стекло). Топливом, поддерживающим горение отвальной массы, является кусковой уголь, угольная мелочь и пыль, углистый и битуминозный материал аргиллитов, пирит и технический мусор. При горении отвалов, вызываемом самовозгоранием оставшегося угля, все компоненты претерпевают термические трансформации.

Террикон имеет четко выраженное слоистое строение, предопределенное особенностями технологии отсыпки. Обычным является чередование крупнообломочных слоев со слоями мелочи. Крупные глыбы нередко скатываются к подошве отвала, а максимальное количество мелкого материала (прежде всего глинистого) накапливается в вершинной его части. Для движения воздуха внутри террикона и горячих газов к поверхности отвала удобны, прежде всего, крупнообломочные слои. Здесь происходит наиболее высокотемпературная переработка сырого материала (спекание, плавление) и возникают пласты отвального спека.

Вследствие высокой пористости большая часть объема террикона претерпевает обжиг при свободном доступе воздуха. Горелые породы (преимущественно клинкеры), возникающие в ходе этого процесса, являются продуктами окислительного обжига. Соответствующие участки легко распознаются в терриконе даже на глаз. Благодаря пропитке тонкодисперсным гематитом они окрашены в различные оттенки красного и коричневого цветов. Более низкотемпературные пирогенные продукты остаются рыхлыми - это желтый и розовый горельник, или желтые и розовые «аргиллиты», по определению Б.В. Чеснокова и Е.П. Щербаковой (1991). В дальнейшем мы будем пользоваться их терминологией. Желтые «аргиллиты» - продукты начальной стадии обжига - составляют основу слабо горевших, чаще всего небольших терриконов. Розовые «аргиллиты» отвечают среднетемпературной стадии обжига в окислительной среде и присутствуют во всех отвалах. В мелких терриконах они, наряду с желтым горельником, являются основным компонентом отвальной массы, а в крупных и интенсивно горевших отвалах образуют отдельные слои. Клинкер представляет собой высокотемпературный продукт пирогенного преобразования пелитов и является основным компонентом интенсивно горевших отвалов. При этом интенсивность окраски нс всегда является показателем уровня термической переработки исходных пород. Карбонатные породы разлагаются с образованием оксидов металлов и углекислого газа, уголь и древесина сгорают. При прокаливании в восстановительных условиях карбонаты трансформируются в углеродные образования, а уголь, вследствие отгонки летучих компонентов, переходит в твердое вещество, внешне напоминающее шунгит. Конденсируясь в верхних частях отвалов, летучие вещества дают начало асфальтоподобным корам. Аналогичным образом изменяются обломки древесины. Глинистые породы, преобразующиеся в условиях восстановительного прокаливания, приобретают черный цвет, обусловленный примесью новообразованного углерода («черные аргиллиты») (Чесноков и др., 1986; Чесноков, Щербакова, 1991).

При изучении минералогии горелых угольных отвалов Челябинского угольного бассейна Б.В. Чесноков с соавторами (Чесноков и др., 1986; Чесноков и др., 1988; Чесноков, Щербакова, 1991) выделял следующие процессы техногенных минерализаций:

  • • переплавление пород и образование минералов классов силикатов, сульфидов и карбонатов, характерных для магматических пород;
  • • в горелых породах: а) обжиг глин и аргиллитов; б) обжиг сидеритов; в) обжиг куском окаменелого дерева; г) изменения пиритизиро- ванных пород в переплавленных участках отвалов; д) образование шлаков после горения асфальтоподобных кор;
  • • образование «черных блоков» (участков сухой перегонки углистых пород);
  • • дегидратация водных минералов и образование пневматолитов, гидротерм и минералов из класса сульфатов, хлоридов и фторидов;
  • • изменение металлических предметов в отвальной массе и на поверхности отвалов;
  • • изменение неметаллических предметов (стекло, бетон, цемент, фарфор и др.);
  • • выветривание техногенных образований отвалов.

Процессы горения, переплавления, обжига сопровождаются образованием газов. Примером могут служить серосодержащие газовые струи, формирующиеся в глубине отвалов и выходящие на их вершинах в виде фумарол с температурой 400...500 °С. Мигрируя к поверхности, они вступают во взаимодействие с обломками горных пород, растворяют карбонаты, приводят к метасоматозу и сернокислотному гидролизу алюмосиликатов с образованием квасцов, алунита. По Б.И. Сребродольскому (1974), за счет продуктов разложения силикатов в термальной зоне образуются: кристаллы квасцов игольчатого облика размером до 2 мм; ссомольнокит в форме мелкозернистых агрегатов в ассоциации с другими сульфатами; эпсомит в форме налетов, корочек на других сульфатных минералах; ангидрит в форме скрытокристаллических корочек; калиевые и натриевые квасцы - при взаимодействии кислых растворов на гидрослюду; алуноген в форме выцветов на поверхности обломков разложившихся пород; ярозиты различного состава.

1. Продукты обжига глин и аргиллитов

Аргиллиты, состоящие из каолинита, иллита, хлорита, карбонатов, кварца и углеродистого вещества вблизи очага преобразуются в кирпичнокрасную породу, состоящую из андалузита, шпинели, гематита, магнетита и кварца; при более низкой температуре они становятся вишнево-красными и представлены кордиеритом, муллитом, гематитом и магнетитом.

2. Продукты обжига сидеритов

При обжиге из серой, зеленовато- или коричневато-серой очень тонкозернистой породы с плоскораковистым изломом образуется буро-чериая шлакоподобная пенистая масса, плотно прикипевшая к соседним кускам горельника. Содержание железа в таких «шлаках» достигает до 20,12 %. При слабом обжиге карбонат разлагается лишь частично: кусок сидерита краснеет с поверхности, а ядро его остается без видимых изменений.

3. Продукты обжига кусков окаменелого дерева

Куски окаменелого дерева - второй по распространенности компонент терриконов. В основном это обломки стволов диаметром от 10...20 до 30...50 см и примерно такой же длины. Состав окаменелого дерева разнообразен. Преобладают анкерит (Ca(Fe, MgXCChX) и доломит, наряду с которыми присутствуют сидеритовые, кальцитовые и даже родохрози- товые «стволы» и «ветви». При обжиге окаменелого дерева возникает своеобразный «орех», имеющий зональное строение - ядро (рыхлое или кавернозное) и более плотную скорлупу, основу которой оставляет ангидрит (рис. 4.2.2.2).

Продукты обжига кусков окаменелого дерева в отвалах Челябинского угольного бассейна (Чесноков, Щербакова, 1991)

Рис. 4.2.2.2. Продукты обжига кусков окаменелого дерева в отвалах Челябинского угольного бассейна (Чесноков, Щербакова, 1991): а) деформированные фрагменты окаменелого дерева в угленосных осадках; б) основные продукты обжига карбонатов в отвапах

На месте почти полностью разработанного отвала может находится большое количество глыб размером до нескольких м по виду напоминающих базальт с множеством ксенолитов. Судя по тому, что в «базальтах» в виде ксенолитов находятся в основном крупные куски бывших глинистых и других пород (алевролиты, песчаники, гравелиты и др.), расплав возник за счет плавления полимиктовой, более легкоплавкой мелочи со значительной примесью карбонатного материала.

5. Продукты изменения ксенолитов пиритизироваппых пород

в «базальтах»

Их строение неоднородно - от весьма тонкозернистого до явно зернистого. На темном фоне четко выделяются желто-оранжевые выделения баженовита. Темная масса сложена самородным железом, ольдга- митом, троилитом, углеродистым веществом и другими минералами. Желваки довольно легко отделяются от «базальта». На их поверхности наблюдаются пленки тонкодисперсной серы и чешуйки портландита. Рядом с желваками в «базальтах» часто встречаются угловатые обломки шунгитоподобного вещества с металловидным блеском и высокой твердостью. Это измененные при высокой температуре куски угля. Возникла эта ассоциация при изменении ксенолитов пиритизированных сиде- ритовых пород (Чесноков, Щербакова, 1991).

6. Минерализация «черных блоков»

В глубинных зонах крупных терриконов, в области вертикальной оси, обычны участки непрогоревших черных пород, достигающие в поперечнике десятков метров и имеющие резкие границы с вмещающим их красным горельником (рис. 4.2.2.3). Они были названы Б.В. Чесноковым «черными блоками».

«Черные блоки» внутри разработанного террикона в районе Челябинского угольного бассейна (Сокол и др., 2005)

Рис. 4.2.2.3. «Черные блоки» внутри разработанного террикона в районе Челябинского угольного бассейна (Сокол и др., 2005)

Это реликты мелкообломочной, обогащенной пелитовым материалом (и следовательно, слабопроницаемой) отвальной массы, прокаленные без доступа воздуха. Прогрев «черных блоков» до температуры 600...800 °С, а в отдельных случаях и до 1200 °С, обеспечивается за счет отвода тепла из смежных горящих участков. Если в очагах горения уголь сгорает целиком, оставляя после себя только некоторое количество золы, то в участках, прокаленных при ограниченной аэрации (в будущих «черных блоках»), куски угля теряют летучие вещества и преобразуются в термоантрацит, содержащий до 93 мае. % углерода (Чесноков, 1999). Таким образом, при формировании «черных блоков» уголь фактически проходит через стадию коксования, а выделяющиеся при этом газы во многом аналогичны газам, образующимся в коксовых батареях. Они в значительной мерс определяют окислительновосстановительный режим во внутренних зонах горячих и остывающих терриконов.

Углеродизация карбонатов особенно наглядно проявилась на примере окаменелого дерева. Его куски представлены обломками стволов диаметром до 20...30 см и более и длиной 20...30 см. Оно чаще всего сложено тонкозернистым доломитом или анкеритом и имеет темнобурый цвет. У кусков наблюдается годовая слоистость и продольная тонкая волокнистость. В результате углеродизации образуются углеродные псевдоморфозы, четко сохранившие внешние очертания кусков, их слоистость и волокнистость (рис. 4.2.2.4).

Углеродная псевдоморфоза по куску окаменелого дерева и её окружение в «черном блоке» (размер по горизонтали 40 см)

Рис. 4.2.2.4. Углеродная псевдоморфоза по куску окаменелого дерева и её окружение в «черном блоке» (размер по горизонтали 40 см):

1 - куски измененных аргиллитов; 2 - слабо сцементированная измененная отвальная мелочь; 3 -углеродная псевдоморфоза; 4 - кавернозная мелкокристаллическая силикатная корка (Чесноков, 1991)

Пожары на угольных отвалах нередко сопряжены с фумарольными отложениями. Возникновение различных типов низкотемпературной минерализации инициируется горением и пиролитическим разложением остаточного угля (Сребродольский, 1974; Чесноков, Щербакова, 1991; Панов и др., 2000). Характерные постройки расположены в хребтовой части отвалов или в верхних частях склонов и приурочены к местам выхода на поверхность отвала горячих газовых струй, температура которых достигает до 500 °С. Минералообразование здесь происходит в результате процессов возгонки летучих соединений, их транзитного транспорта через локальные участки, химического взаимодействия компонентов газовых струй между собой, с вмещающими породами и ранее образованными минералами возгонов. Кристаллизационные явления осуществляются на фоне резкого падения температуры, поэтому их продукты обычно представляют собой тонкозернистые полиминераль- ные агрегаты (рис. 4.2.2.5).

Полированные спилы нашатырных друз из газовых фумарол из хребтовой части террикона. Увеличение 7 (Сокол и др., 2005)

Рис. 4.2.2.5. Полированные спилы нашатырных друз из газовых фумарол из хребтовой части террикона. Увеличение 7 (Сокол и др., 2005)

Е.П. Щербаковой (1989) на горелых отвалах Челябинского угольного бассейна было выделено и детально изучено три главных типа фумарол - сульфатные, хлоридные и серные. Среди сульфатных кор выделены алюмосульфатные (преобладают сульфаты алюминия и железа), алюмоаммониевые (сложены исключительно аммонийсодержащими сульфатами), магний-аммониевые (преобладают сульфаты магния и аммония) и гипсовые; среди хлоридных - нашатырные и зональные хлоридные, сложенные преимущественно железосодержащими хлоридами (Чесноков, Щербакова, 1991). Алюмосульфатные коры возникают при резком преобладании глинистых пород (как «сырых», так и обожженных). При обилии карбонатного материала образуются сульфаты магния и кальция. Площадные хлоридные коры возникают над «черными блоками», находящимися в стадии интенсивного выделения хлористых соединений из угля, углистого вещества и других компонентов отвальной массы. Располагаются на пологих участках склонов, а также могут формироваться под асфальтоподобными корами. Они находятся в привершинной и хребтовой частях отвалов и не связаны с чегкообозначенны- ми газовыми струями. В этих местах площадь склона прогрета относительно равномерно, и выделение газов с резким «хлористым» запахом идет по всему участку. Хлоридные коры формируются под слоем мелкообломочного пылеватого грунта на глубине нескольких сантиметров.

Особый тип фумарол представлен выходами относительно низкотемпературных (десятки градусов) газов, вокруг которых отлагаются битуминозные вещества и сера (Чесноков, Щербакова, 1991). Асфальтоподобные коры располагаются непосредственно над «черными блоками» (рис. 4.2.2.6).

Разрез прихребтовой части террикона с «черным блоком»

Рис. 4.2.2.6. Разрез прихребтовой части террикона с «черным блоком».

АБ - плоскость симметрии террикона:

  • 1 - горельник; 2 - «черный блок»;
  • 3 - асфалыпоподобная кора;
  • 4 - сульфатная кора с фумаролами;
  • 5 - отложение хлоридов в приповерхностном грунте; 6 - фронт тления «черного блока» (Чесноков, Щербакова, 1991)

Их толщина достигает 10...20 см, а площадь составляет 5... 10 м2. Как сама кора, так и выходящие здесь газы имеют сильный специфический запах, более всего напоминающий запах состава, используемого для пропитки шпал. Нередко поры в коре бывают заполнены жидким дегтеподобным веществом, а сама масса содержит множество мелких кристаллов серы. Их содержание обычно не превышает 5... 10 %, но может достигать 30...50 %.

8. Продукты выветривания материала отвалов

Отвалы - морфологически нестабильные части литосферы. Даже если они и не разрабатываются, их облик меняется под действием ветра, воды, проседания, обрушения и т. д. Под действием воды, кислорода, углекислоты, микроорганизмов и других агентов выветривания эти материалы претерпевают изменения. Основным процессом является образование водных минералов: гидроокислов, сульфатов, хлоридов, карбонатов и др. Кристаллы карбида железа - коагенита - на открытом воздухе в забое «черных блоков» за первые месяцы разрушаются (ржавеют). Этому благоприятствует влага, которая в условиях термически активного отвала (с агрессивными газами) становится особо активным химическим агентом (Чесноков, Щербакова, 1991).

На основании проведенных исследований в породных отвалах Челябинского, Донецкого и Кизеловского угольных бассейнов установлено более 200, 20 и 60 минералов-новообразований соответственно (Чесноков и др., 1988; Панов, 1993; Чесноков, Щербакова, 1991; Панов, Проскурня, 2000; Потапов, Максимович, 2006).

В таблице 4.2.2.1 приведен список минералов, возникших на горелых отвалах угольных бассейнов.

Таблица 4.2.2.1

Техногенные минералы Челябинского угольного бассейна (Чесноков и др., 1988)

Минерал

Тип минерализации

1

2

3

4

5

Железо

+++

+

Г рафит

+

+++

Сера

+

+

+

+++

+

Когснит

++

++

Высокоуглеродистый карбит Fe*

++

-И-

Пирит

+

Пирротин

++

+++

++

Халькозин

+

Ковеллин

+

Г аленит

+

Ольдгамит

++

Водный полисульфид

++

«Красный (графитоподобный) сульфид» *

++

Нашатырь

+++

Хлорид Са, безводный*

+

-и-

Нантокит

+

Атакамит

++

Паратакамит

++

Редикорцевит*

++

Копейскит*

++

Хлорид FeJ + иятиводный*

-н-

Котунит

+

Минерал

Тип минерализации

1

2

3

4

5

Флюорит

+

+

Кварц

+

Тридимит

++

а-кристобалит

++

Перикл аз

+++

Известь

-н-

Корунд

+

Гематит

+++

+

+++

Маггемит

+

Магнетит

++

+++

+++

Магнсзиоферрит

++

Шпинель

-и-

Сребродольскит*

++

Псевдобрукит

+

Куприт

+++

Тенорит

+

+++

Глет

+

Массикот

+

Платтнерит

+

Кубическая двуокись свинца*

+

Красногорит*

+

Брусит

+++

Портландит

+++

Гётит

+

++

Лепидокроит

+

+

Лимонит

++

+++

Г идроокислы А1

+++

Опал

+

Кальцит

+

+

Арагонит

+

Несквегонит

+

Дипингит

+

Иосикаваит

+

Пироаурит

+

Колингит

+

Малахит

+

Азурит

+

Сульфалюмит

+++

Минерал

Тип минерализации

1

2

3

4

5

Алуноген

+++

Ростит

+

Г идробазалюминит

+

Масканьит

+

Сульфат NH) и А1, безводный

+++

Сульфат NH4 и Mg, безводный

++

Сульфат NH4 и Mg, четырехводный

+

Буссенготит

+

Чермигит

++

Коктаит

+

Морит

+

Аммониярозит

+

Ангидрит

+++

+

Гипс

+

+

+

+

Эпсомит

++

+

Гексагидрит

++

Тенардит0

Мирабилит0

Лангбейнит

+

Астраханит

Пиккерингит

++

Ссомольнокит

+

Розенит0

Мелантерит0

Лаузенит

+

Рёмерит0

Билинит0

Копиапит

++

Ромбоклаз

Долерофанит

++

Халькантит

++

Антлерит

++

Брошантит

++

Флюорэллестадит*

++

Апатит

+

+

Красносельскит*

+

Варвикит

+

Оливин

+++

+

Фаялит

++

Минерал

Тип минерализации

1

2

3

4

5

Гранат

+

Ларнит

+

Спуррит

+

Норбергит

+

Чслябинскит*

+

Коркиноит*

++

Мелил ит

++

Андалузит

++

Коридисрит

+++

Минерал из группы миларита

+

Пирокссны

+++

+++

Волластонит

+

+

Муллит

++

Слюды

+

+

+

Плагиоклазы

+++

+++

+

Лейцит

++

Кладноит

Тиннункулит*

Примечание: 1 - переплавленные породы; 2 - горелые (обожженные) породы; 3 - «черные блоки»; 4 - фумаролы; 5 - продукты минерализации металлических предметов. Распространенность: +++ - широкая; ++ - умеренная; + - ограниченная; ° - гипергенные минералы, встречающиеся в шахтах и разрезах; * - новые минеральные виды.

Оксиды и гидроксиды

Тридимит - SiCb (гексагональная сингония). Встречается в горелых отвалах в обожженной глине в ассоциации с муллитом и кристобали- том. Продукт обжига кварца.

Кристобалит - Si02 (тетрагональная сингония). Диагностирован рентгенометрически в ассоциации с тридимитом и муллитом в обожженной каолинитовой глине отвалов шахты.

Гематит - a-FejOj (тригональная сингония). Основной минерал горелых породных отвалов. При высоких температурах образует псевдоморфозы по пириту, магнетиту. Встречается в виде слабомагнитных шариков серого, красного цвета размером до 0,2 мм. Блеск металлический, черта вишнево-красная. Тонкодисперсный гематит придает породам отвалов кирпично-красную окраску.

Гиббсит - А1(ОН)з (моноклинная сингония). Диагностирован термически и рентгенометрически.

Сульфаты

Ярозит - KFe3(S04)2(0H)6 (тригональная сингония). Распространённый минерал породных отвалов. Цвет светло-желтый до насыщенно- жёлтого. Встречается в виде налётов, корочек на поверхности пород (особенно аргиллитов), придавая им жёлтую окраску. Образует таблитчатые, размером до 5 мм и листоватые кристаллы (рис. 4.2.2.7).

Алунит - К.А1з(804)2(0Н)б (тригональная сингония). Найден в виде белых налётов на поверхности пород отвалов. Образует ромбоэдрические кристаллы. Встречается в ассоциации с гипсом, гематитом.

Гипс - CaS04 • 2Н20 (моноклинная сингония). Встречается на многих отвалах в виде светло-жёлтых скрытокристалличсских масс, отдельных бесцветных кристаллов размером до 3 см и их агрегатных сростков. Облик кристаллов от тонко- до толстотаблитчатых (рис. 4.2.2.8). Спайность совершенная по (010).

Ассоциирует с алунитом, в горелых породах - с ангидритом, гематитом.

Пластинчатые кристаллы ярозита (Потапов, Максимович, 2006)

Рис. 4.2.2.7. Пластинчатые кристаллы ярозита (Потапов, Максимович, 2006)

Кристаллы гипса (Потапов, Максимович, 2006)

Рис. 4.2.2.8. Кристаллы гипса (Потапов, Максимович, 2006)

Ангидрит - CaS04 (ромбическая сингония). Найден на обгоревших породах шахт в виде корочек, «натёков» жёлтого цвета. Облик кристаллов от толстотаблитчатых до призматических. Вероятно, образуется в результате дегидратации гипса под действием высоких температур при горении отвалов. Ассоциирует с гипсом, кальцитом.

Калинит - KAI(S04)2 • 11Н20 (моноклиннная сингония). Найден в зоне фумарольной деятельности в виде волокон до 1 мм длиной совместно с мелантеритом, чермигитом, копиапитом. Растворим в воде.

Алуноген - A12(S04)3 • 17Н20 (триклинная сингония). В зоне фума- рол на отвалах шахты, в месте взаимодействия газовых струй с обломками карбонатных пород, образуются корки, на которых растут иголочки алуногсна белого и красноватого цвета (рис. 4.2.2.9). Найден совместно с пиккерингитом, галотрихитом, билинитом. Растворим в воде. В ассоциации с алуногеном были обнаружены соединения: А12(Б04)з • 12Н20; A12(S04)3 • 14Н20; A12(S04)3 • 16Н20. Некоторые исследователи считают, что эти соединения можно считать алуногеном. Но все они дают разную картину дифракции, что свидетельствует об их разной кристаллической структуре. Б.И. Сребродольский (1989) выделяет их как самостоятельные минералы. Все они растворимы в воде.

Метабазалюминит - Al4(SO4(OH)10 (сингония не определена). В виде налетов, корок белого цвета он обнаружен в фумаролах на отвале шахты совместно с кокимбитом и роценитом. В зоне нахождения минерала отмечались повышенная температура пород и выходы газов. Растворим в воде.

Чермигит - (NH)4A1(S04)2 • 12Н20 (кубическая сингония). Найден в зоне фумарольной деятельности шахты совместно с мелантеритом. Растворим в воде.

Мелантерит - FeS04 • 7Н20 (моноклинная сингония). Определен рентгенометрически в углефицированной породе отвала шахты в ассоциации с ссомольнокитом и пиритом. Также встречается совместно с калинитом, пиритом, чермигитом в зоне фумарольной деятельности отвала шахты. Растворим в воде.

Роценит - FeS04 • 4Н20 (моноклинная сингония). Найден в виде белых присыпок по пириту. Образует дощатые кристаллы размером до 1 мм (рис. 4.2.2.10). Растворим в воде.

Мольнокит - FeS04 • Н20 (моноклинная сингония). Образует присыпки по пириту. Диагностирован рентгенометрически в ассоциации с роценитом и пиритом на отвалах шахт. Вероятно, образуется при дегидратации роценита. Медленно растворяется в воде.

Копиапит - Fe2+Fe3 4(S04)6(0H)2 • 20Н2О (триклинная сингония). Образуется в местах выхода фумарол на поверхность. Найден в виде корочек. Дает удлиненные кристаллы желтого цвета (рис. 4.2.2.11). Ассоциирует с кокимбитом, галотрихитом, пиккерингитом и другими сульфатами. Легко растворяется в воде, даст желтый раствор. При комнатной температуре постепенно переходит в кокимбиг.

Пиккерингит - MgAl2(S04)4 • 22Н20, галотрихит Fe2+Al2(S04)4 • 22Н20 (моноклинная сингония). Между пиккерингитом и галотрихитом существует непрерывная серия изоморфных замещений магния и железа. Минералы имеют волокнистый облик (рис. 4.2.2.12). Они встречаются в виде радиальных или спутанных агрегатов игольчатых или волосовидных кристаллов, а также в виде корочек и налётов. Более толстые кристаллы бывают полыми. Кристаллы имеют вертикальную штриховку. Цвет пиккерингита белый, галотрихита - белый, зеленоватый. Легко растворимы в воде. Обнаружены совместно с билинитом, копиапигом.

Агрегат кристаллов алуногена

Рис. 4.2.2.9. Агрегат кристаллов алуногена

(Потапов, Максимович, 2006)

Призматические кристаллы роценита на поверхности пирита (Потапов, Максимович, 2006)

Рис. 4.2.2.10. Призматические кристаллы роценита на поверхности пирита (Потапов, Максимович, 2006)

Кокимбит - Fe?(S04)3 ' 9Н20 (тригональная сингония). Найден в зоне фумарольной деятельности. Образует почковатые агрегаты желтого цвета. Электронно-микроскопическое исследование показало, что эти агрегаты состоят из гексагональных табличек (рис. 4.2.2.13). По данным качественного микрозондового анализа, минерал состоит из железа и серы. Легко растворим в воде. Образуется при дегидратации копиапита или пневматолиговым путем.

Флторэллестадит - Caio[(S04);j(Si04)3]6F2 (гексагональная сингония). Фтористый конечный член подгруппы эллестадита. Флюорэлле- стадит обнаружен в кусках обожженного известняка в останце спёка на склоне некогда горящего террикона угольной шахты. Кристаллы его прозрачны, зернистые агрегаты просвечивают. Твердость 4. Оставляет черту (нс царапину!) на флюорите, а флюорит, в свою очередь, оставляет черту на флюорэллестадите, т. е. твердости флюорита и флюорэлле- стадита одинаковы. В НС1 сначала слабо вскипает, а затем медленно разлагается. При нагревании до 1000 °С устойчив, наблюдается лишь слабый эндотермический эффект при 150 °С.

Силикаты

Муллит - AlSiiOu (ромбическая сингония). Обнаружен в горелых и перегоревших отвалах шахт в ассоциации с кристобалитом. Является продуктом обжига каолинита. Образует червеобразные и призматические кристаллы белого, красноватого, коричневого цвета (рис. 4.2.2.14). Кристаллизуются в ячейках и пустотах силикатных шлаков. Диагностирован рентгенометрически (Потапов, Максимович, 2006).

Кристаллы копиатит (Потапов, Максимович, 2006)

Рис. 4.2.2.11. Кристаллы копиатит (Потапов, Максимович, 2006)

Кристаллы галотрихита (Потапов, Максимович, 2006)

Рис. 4.2.2.12. Кристаллы галотрихита (Потапов, Максимович, 2006)

Кристаллы кокимбитс (Потапов, Максимович, 2006)

Рис. 4.2.2.13. Кристаллы кокимбитс (Потапов, Максимович, 2006)

Кристаллы муллита (Потапов, Максимович, 2006)

Рис. 4.2.2.14. Кристаллы муллита (Потапов, Максимович, 2006)

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >