Supergen (geologia) - Supergene (geology)
W rudy depozytów geologii , supergenu procesy lub wzbogacenie są te, które występują stosunkowo blisko powierzchni, w przeciwieństwie do głębokich hypogene procesów. Procesy supergenowe obejmują dominację cyrkulacji wody meteorytowej z towarzyszącym utlenianiem i wietrzeniem chemicznym . Opadające wody meteorytowe utleniają pierwotne ( hipogeniczne ) minerały rudy siarczkowej i redystrybuują pierwiastki rudy metalicznej. Wzbogacenie supergenu następuje u podstawy utlenionej części złoża rudy. Metale, które zostały wypłukane z utlenionej rudy, są przenoszone w dół przez przesączające się wody gruntowe i reagują z siarczkami hipogenu na granicy supergen-hipogen. W wyniku reakcji powstają wtórne siarczki o zawartości metalu wyższej niż w pierwotnej rudzie. Jest to szczególnie widoczne w miedzi złóż gdzie minerałów siarczkowych miedzi chalkozyn Cu 2 S, kowelin CuS, digenite Cu 18 S ma 10 i djurleite Cu 31 S ma 16 są nakładane na wodach powierzchniowych malejący.
Wszystkie takie procesy odbywają się zasadniczo w warunkach atmosferycznych, 25°C i pod ciśnieniem atmosferycznym .
Strefy
Na różnych głębokościach można zidentyfikować różne strefy. Od powierzchni w dół są to czapa gossan, strefa wyługowania, strefa utleniona, zwierciadło wody, strefa wzbogacona (strefa supergenu) i strefa pierwotna (strefa hipogenu).
Czapka Gossan
Piryt FeS 2 jest na ogół obfity i blisko powierzchni utlenia się do nierozpuszczalnych związków, takich jak getyt FeO(OH) i limonit , tworząc porowatą powłokę dla strefy utlenionej znanej jako gossan lub żelazny kapelusz. Poszukiwacze traktują gossan jako wskazówkę, że pod spodem mogą znajdować się zapasy rudy.
Strefa wypłukiwana
Gruntowa zawiera rozpuszczonego tlenu i dwutlenku węgla , a gdy przemieszcza się on w dół nie wypłukuje się z minerałów w skale, z wytworzeniem kwasu siarkowego , a inne rozwiązania nadal poruszać się do dołu.
Strefa utleniona
Powyżej lustra wody środowisko utlenia się , a pod nim zmniejsza się . Roztwory wędrujące w dół ze strefy ługowanej reagują z innymi minerałami pierwotnymi w strefie utlenionej, tworząc minerały wtórne, takie jak siarczany i węglany oraz limonit , który jest produktem charakterystycznym we wszystkich strefach utlenionych.
Podczas tworzenia wtórnych węglanów, pierwotne minerały siarczkowe są zazwyczaj najpierw przekształcane w siarczany, które z kolei reagują z pierwotnymi węglanami, takimi jak kalcyt CaCO 3 , dolomit CaMg(CO 3 ) 2 lub aragonit (również CaCO 3 , polimorficzny z kalcytem) w celu wytworzenia węglany wtórne. Sole rozpuszczalne nadal spadają, ale sole nierozpuszczalne pozostają w strefie utlenionej, gdzie się tworzą. Przykładem jest ołów mineralny anglezytu PbSO 4 . Miedź może być strącana jako malachit Cu 2 (CO 3 )(OH) 2 lub azuryt Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 . Malachit, azuryt, kupryt Cu 2 O, piromorfit Pb 5 (PO 4 ) 3 Cl oraz smithsonit ZnCO 3 są stabilne w warunkach utleniania i są charakterystyczne dla strefy utleniania.
Stół wodny
Na zwierciadle wody środowisko zmienia się ze środowiska utleniającego na redukujące .
Strefa wzbogacona
Jony miedzi , które przemieszczają się w dół do tego redukującego środowiska, tworzą strefę wzbogacenia w siarczki supergenu . Covellite CuS, chalkocyt Cu 2 S i miedź natywna Cu są w tych warunkach stabilne i charakterystyczne dla strefy wzbogaconej.
Efektem netto tych procesów supergenowych jest przeniesienie jonów metali ze strefy wyługowanej do strefy wzbogaconej, zwiększając tam stężenie do poziomów wyższych niż w niezmodyfikowanej strefie pierwotnej, co może prowadzić do powstania złoża wartego wydobycia.
Strefa podstawowa
Strefa pierwotna zawiera niezmienione minerały pierwotne .
Przeróbki mineralne
Chalkopiryt CuFeS 2 (pierwotny) łatwo zmienia się w minerały wtórne bornit Cu 5 FeS 4 , kowelit CuS i brochantyt Cu 4 SO 4 (OH) 6 .
Galena PbS (pierwotna) zamienia się w drugorzędowy anglesite PbSO 4 i cerusyt PbCO 3 .
Sfalerytu ZnS (podstawowe) zmienia na wtórne hemimorfit Zn 4 Si 2 O 7 (OH) 2 .H 2 O smithsonit stopu ZnCo 3 i manganu olejowe willemit Zn 2 SiO 4 .
Piryt FeS 2 (główne) zmienia na wtórne melanterite FeSO 4 .7H 2 O.
Jeżeli pierwotne złoża zawierają minerały zawierające arsen i fosfor, powstaną wtórne arseniany i fosforany .