Факультет

Студентам

Посетителям

Краткие черты геохимии и минералогии свинца, цинка, серебра

Свинец относится к цветным металлам и характеризуется низким кларком (1,6∙10-3%). Согласно А. Е. Ферсману, кларк свинца повышается в красном иле дна океанов (70∙10-4%), в железных метеоритах (50∙10-4%) и в гранитах (30∙10-4%). Радиус иона 0,04 нм. Как правило, все природные соединения свинца двухвалентны, исключение составляют лишь PbO2 и Pb3O4. Ионы свинца электроположительные. Типичны катионы, вызывающие ясно выраженную поляризацию.

Ввиду трудной растворимости ряда солей свинца, в природе весьма многочисленны и многообразны соединения в виде солей хлористоводородной, угольной, серной, хромовой, молибденовой, фосфорной и других кислот. Многочисленны также соли сульфокислот с мышьяком и сурьмой. В 1 м3 воды растворяется 500 000 г ZnSO4, 40 г PbSO4, 10 г ZnCO3, 1 г PbCO3. Различной растворимостью определяется и порядок выпадения упомянутых солей. Свинец (урановый) частично концентрируется в пегматитах. Обычный свинец накапливается лишь в контактово-метасоматических и гидротермальных образованиях. В природе известно 180 минералов свинца, многие из них имеют гипергенное происхождение.

Кларк цинка достаточно высокий (0,0083%). Цинк типичный четный элемент из группы побочных, т. е. дающий ионы типа купро с сильной активной поляризацией. Радиус иона двухвалентного цинка 0,083 нм. Цинк легко поглощается минералами марганца, что и наблюдается в природе (черный смитсонит и др.), а также почвой и дает широкий ореол рассеяния. Величины ионных и атомных радиусов цинка подсказывают совместную кристаллизацию Zn+Fe+Mn, а также Ga3+±In3+. Минералов цинка всего лишь 64. Цинк частично концентрируется в пегматитах и контактово-метасоматических месторождениях в форме окислов и силикатов, но главным образом в виде сфалеритов (частично вюртцита), развитых в скарнах и гидротермальных жилах совместно с минералами свинца и частично меди.

Среднее содержание серебра в земной коре, по А. П. Виноградову, 7∙10-6%. Максимальные его концентрации устанавливаются в глинистых сланцах, где достигают 9∙10-5%. В химических реакциях серебро образует характерные одновалентные ионы типа купро с относительно сильной поляризацией (А. Е. Ферсман). Ионный радиус Ag+ равен 0,113 нм. Серебро характеризуется относительно низким энергетическим показателем ионов, что обусловливает незначительное проявление изоморфизма этого элемента и сравнительно трудное его вхождение в решетку других минералов. Наблюдается лишь постоянный изоморфизм ионов серебра и свинца. По мере снижения температуры образования галенитов гидротермального происхождения намечается тенденция к уменьшению содержания в них серебра. Ионы серебра входят в решетку самородного золота, количество серебра иногда достигает в электруме (серебристом золоте) почти 50% по массе. В небольшом количестве ион серебра входит в решетку сульфидов и сульфосолей меди, а также в состав теллуридов, развитых в некоторых полиметаллических и особенно в золото-сульфидных и золото-кварцевых месторождениях. В низкотемпературных гидротермальных месторождениях серебро входит в состав разнообразных сульфосолей и тесно связано с золотом, образуя электрум. В заключительный этап кристаллизации растворов, видимо, выделяется лишь меньшая часть серебра. Однако в низкотемпературных месторождениях часто отмечаются наиболее богатые по содержанию серебра руды.

Главнейшие минералы свинца, цинка и серебра: галенит PbS (86,6% Pb) содержит примеси Ag, Bi, Sb и др.; джемсонит Pb4FeSb6Si4 (50,8% Pb); буланжерит Pb5Sb4Sn (55,4% Pb); бурнонит CuPbSbS3 (42,6% Pb); церуссит PbCO3 (77,6% Pb); англезит PbSO4 (68,3% Pb); сфалерит ZnS (67% Zn); вюртцит ZnS (63% Zn)смитсонит ZnCO3 (52% Zn); каламин Zn4 (Si2O7)∙(OH)2 ∙ H2O (53,7% Zn); самородное серебро Ag обычно содержит механическую примесь Hg, Au, Cu, Bi, Sb; аргентит Ag2S (81,1% Ag); прустит Ag3AsS3 (65,4% Ag); пираргирит Ag3SbS3 (65,3% Ag); стефанит Ag5SbS4 (68,5% Ag); полибазит (Ag, Cu)16Sb2Sn (62,1—84,9% Ag); кераргирит AgCl (75,3% Ag).

В связи с геохимическими особенностями свинец в зоне выветривания мало мигрирует и накапливается в виде церусбита, англезита и других малорастворимых минералов, представляющих собой кислородные соединения свинца с мышьяком, фосфором, ванадием, хлором, молибденом, медью, сурьмой, вольфрамом и др.

В отличие от свинца цинк, образующий хорошо растворимый сульфат, часто выносится из зоны выветривания и в силикатной среде зона окисления свинцово-цинковых месторождений резко обедняется цинком, который, попадая в область боковой циркуляции подземных вод, в значительной степени рассеивается. В карбонатной среде цинк, выносимый в виде сульфата из зоны выветривания, взаимодействует с вмещающими породами и обычно накапливается в виде смитсонита вблизи окисляющихся рудных тел, чаще всего в лежачем боку.

При окислении серебросодержащих эндогенных месторождений серебро накапливается в зоне вторичных сульфидов и частично в зоне окисления.

Источник: Ф.И. Вольфсон, А.В. Дружинин. Главнейшие типы рудных месторождений. Изд-во «Недра». Москва. 1982