CHƢƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KHU VỰC MỎ PYRIT GIÁP LAI
3.2. Các khống vật thứ sinh chính trong đới oxy hóa sulfid
Qúa trình biến đổi xảy ra trong đới oxy hóa của các khống vật sulfid chủ yếu thông qua một loạt các phản ứng oxy hóa - khử, làm cho các khoáng vật nguyên sinh bị phá hủy, đồng thời xuất hiện các khoáng vật mới như oxit, oxyhydroxit, carbonat, sulfat bền vững trong đới oxy hóa.
Sự thành tạo các khống vật khác nhau phụ thuộc vào thành phần khoáng vật nguyên sinh cũng như tính chất của bản thân các ngun tố trong mơi trường địa hóa. Hành vi của các cation được giải phóng trong q trình phân hủy các sulfid nguyên sinh được quyết định bởi đặc tính địa hóa của chúng.
Chì (Pb) là ngun tố khó hịa tan, khi được giải phóng nó phản ứng với các dung dịch tạo ra các khống vật thứ sinh khá bền trong mơi trường axit là anglesit
và cerusit. Còn cation sắt 2 (Fe2+) bị oxy hóa thành Fe3+
và tạo ra goethit hay hematit và lắng đọng lại ở đới oxy hóa. Kẽm (Zn) và đồng (Cu) là các nguyên tố dễ tan, chuyển vào trạng thái dung dịch trong quá trình biến đổi các sulfid. Kẽm (Zn) dễ hịa tan hơn, khơng tạo ra các sulfid thứ sinh ở môi trường khử và cũng không tạo ra các oxid thứ sinh ở điều kiện oxy hóa, ngoại trừ những trường hợp đặc biệt như có mặt các ion carbonat trong mơi trường thì nó tạo nên các khoáng vật như smitsonit và hydrozinkit. Đồng (Cu) trong quá trình biến đổi ngấm xuống đới gắn kết; trong điều kiện khử nó tạo ra phản ứng với lưu huỳnh (S) và tạo ra các sulfid thứ sinh như chalcosin và covellin thay cho chalcopirit và pyrit, hoặc tạo ra các oxid nếu ở môi trường kiềm hay dạng đồng tự sinh.
Trong quá trình phá hủy, khi pyrit và các khoáng vật sulfid khác nằm tiếp xúc với các dung dịch giàu sulfat do kết quả của sự bốc hơi hay các nguyên nhân khác thì các khống vật thuộc nhóm alunit có thể lắng đọng. Các thành viên chứa
sắt của nhóm này được gọi là jarosit và có cơng thức chung là M+Fe33+(OH)6 (SO4)2
trong đó vị trí của ion kim loại M+ có thể là K+, Na+, NH4+ hay Ag+. Jarosit cũng có
thể chứa cả Pb2+ (plumbojarosit) dưới dạng PbFe6(OH)12(SO4)4.
Các khoáng vật thứ sinh thường gặp trong các đới oxy hóa của các sulfid kim loại điển hình được thể hiện trong bảng 2.
Bảng 2. Các khoáng vật thứ sinh thường gặp trong các đới oxy hóa của các sulfid kim loại điển hình
Khống vật ngun sinh Cơng thức hóa học Khống vật thứ sinh thường gặp trong đới oxy hóa
Cơng thức hóa học
Pyrit Pyrotin
FeS2 Goethit FeOOH Fe(1-x)S Hematit Fe2O3
Jarosite KFe33+ (SO4)2(OH)6 Gyssum CaSO4.2H2O Melanterite FeSO4.7 H2O Rozenite FeSO4.4 H2O
Copiapite (s) Fe2+Fe3+4(SO4)6(OH)2·20(H2O) Halotrichite FeAl2(SO4)4·22H2O
Schwertmannite Fe3+16O16(OH,SO4)12-13·10-12H2O
Chalcopyrit CuFeS2 Goethit FeOOH
Azurit Cu3(CO3)2(OH)2 Malachit Cu2CO3(OH)2 Cuprit Cu2O
Antlerit CuSO4. 2Cu(OH)2 Brochantit CuSO4. 3Cu(OH)2
Chrisocolla (Cu,Al)2H2Si2O5(OH)4·nH2O. Galenit PbS Cerussit PbCO3
Anglesit PbSO4
Plumbojarosit PbFe6(OH)12(SO4)4 Sphalerit ZnS Smithsonit ZnCO3
Hemimorphit Zn4Si2O7(OH)2.H2O Hydrozincit Zn5(CO3)2(OH)6 Arsenopyrit Fe[AsS] Scorodit FeAsO42H2O
Goethit FeOOH Arsenat sắt ngậm
nước. Ví dụ Pharmacosiderit
KFe4 (AsO4)3 (OH)4·6H2O