SEKUNDÁRNÍ MINERÁLY DEFINICE: sekundární minerály vznikají během zvětrávání zvětrávání sulfidů a okolních minerálů uvolňuje obrovské množství kationtů a aniontů do pórových vod 1. ionty mohou být sorbovány fylosilikáty (illit, smektit, chlorit) 2. ionty mohou setrvávat v roztoku a přecházet do podzemních a povrchových vod 3. ionty se mohou akumulovat až dojde k přesycení vůči sekundárnímu minerálu a posléze jeho srážení z roztoku JE NEJVÝZNA- MĚJŠÍ ZPŮSOB FIXACE PRVKŮ V SULFIDICKÝCH ODPADECH oxidace sulfidů a vznik sekundárních minerálů může probíhat před těžbou, během těžby a po ukončení těžby půda na na zlatonosném ložisku Mokrsko
středověká rudní halda arsenopyritu v současnosti, Jáchymov arsenopyrit síra pitticit kaňkit skorodit jarosit goethit oxidace sulfidů a vznik sekundárních minerálů může probíhat před těžbou, během těžby a po ukončení těžby novotvořené sekundární minerály mohou tmelit (cementovat) materiál uvnitř sulfidického odpadu nebo tvořit krusty na povrchu (výkvěty) či těsně pod povrchem oxidace a hydrolýza rozpuštěných kationtů (Fe 2+ ) hydrolýza rozpuštěných kationtů (např. Al 3+, Fe 3+ ) reakce AMD s alkalickými vodami (neutralizujícími minerály) oxidace sulfidů ve vlhkém prostředí evaporace důlních vod (koncentrace prvků) Výkvěty Fe, Mn a Al hydroxysíranů na stěně lomu ve Chvaleticích Výkvěty Cu As minerálů na stěnách dolu Svornost, Jáchymov Cementace horninových fragmentů pitticitem (amorfní Fe 3+ arzeničnan) na středověké haldě Giftkies, Jáchymov
SYSTÉM SEKUNDÁRNÍCH MINERÁLŮ: sírany a hydratované sírany (dvojmocných kovů, trojmocných kovů a smíšená valence) oxidy a hydroxidy arzeničnany karbonáty silikáty prvky chalkantit, sádrovec, goethit a jarosit vzniklé evaporací melanterit (Fe 2+ SO 4 7H 2 epsomit (MgSO 4 7H 2 hexahydrit (MgSO 4 6H 2 chvaleticeit (MnSO 4 6H 2 chalkantit (CuSO 4 5H 2 rozenit (FeSO 4 4H 2 szomolnokit (FeSO 4 H 2 jsou velmi rozšířené a časté obvykle vznikají evaporací z velmi mineralizovaných roztoků jsou snadno rozpustné velmi často dehydratují (např. melanterit rozenit szomolnokit) melanterit může oxidovat na copiapit (Fe 2+ -Fe 3+ síran) jsou velmi rozšířené a časté obvykle vznikají evaporací z velmi mineralizovaných roztoků jsou snadno rozpustné velmi často dehydratují (např. melanterit rozenit szomolnokit) melanterit může oxidovat na copiapit (Fe 2+ -Fe 3+ síran) HYDRATOVANÉ (HYDROXSÍRANY DVOJMOCNÝCH A TROJMOCNÝCH KOVŮ römerit (Fe 3 ) 4 14H 2 halotrichit (FeAl 2 ) 4 22H 2 copiapit (Fe 5 ) 6 (OH) 2 20H 2 obecný vzorec (AB 2 ) 4 nh 2 A: Fe 2+, Zn, Mg, Mn; B: Fe 3+, Al 3+ velmičasté substituce těžkých kovů v pozici A opět velmi snadno rozpustné HYDRATOVANÉ (HYDROXSÍRANY TROJMOCNÝCH KOVŮ jednoduché Fe a Al sírany coquimbit (Fe 2 ) 3 9H 2 anulogen (Al 2 ) 3 17H 2 Fe a Al hydroxosírany aluminit (Al 2 )(OH) 4 7H 2 jarosit (KFe 3 ) 2 (OH) 6 ) schwertmannit (Fe 8 O 8 )(OH) 6 )
HYDRATOVANÉ (HYDROXSÍRANY TROJMOCNÝCH KOVŮ SÍRANY vznikají v pozdním stádiu vývoje sulfidického odpadu Fe 3+ a Al 3+ hydroxosírany jsou velmi rozšířené, neboť jsou relativně nerozpustné mají velký povrch ochotně sorbují kovy, As a další ferrihydrit (5Fe 2 O 3 4H 2 goethit (αfeo(oh)) akaganéite (βfeo(oh)) lepidokrokit (γfeo(oh)) hematit (αfe 2 O 3 ) maghemit (γfe 2 O 3 ) magnetit (FeO Fe 2 O 3 ) jsou méně rozpustné než Fe sírany mají velký povrch velmi ochotně sorbují kovy, As; je tu však silná závislost na ph ferrihydrit a goethit vznikají v neutrálnímalkalickém prostředí síranové minerály vznikají v kyselém prostředí v kyselém prostředí v oxidických podmínkách často dochází ke tvorbě minerálů skupiny jarositu při zvýšení ph se jarosit rozpadá na HFO KFe 3 ) 2 (OH) 6 + 3H 2 O K + + 3Fe(OH) 3(s) + 2SO 2-4 + 3H + ph 7,3 Fe 2+ < 0,01 ppm ferrihydrit 5(Fe 2 O 3 ) 9H 2 O ph 8,2 8,4 ph 3,7 Fe 2+ 75-125 ppm SO 2-4 900 ppm schwertmannit Fe 8 O 8 (OH) 6 SO 4 Murad and Rojík (2003)
DALŠÍ SKUPINY SEKUNDÁRNÍCH MINERÁLŮ arzeničnany: skorodit, AFA (pitticit), etc. karbonáty: kalcit, cerusit, malachit, smithsonit, otavit, etc. silikáty: kaolinit, dioptas, chryzokol, etc. prvky: síra, měď PARAGENEZE SEKUNDÁRNÍCH MINERÁLŮ VZNIK KRUST dlouhotrvající srážení sekundárních minerálů na povrchu vede ke vzniku laterálně rozsáhlých tmelených deskovitých útvarů: krust (hardpans) obvykle vznikají na rozhraní oxidační a redukční zóny často je horizontální bariérou vertikálnímu pohybu vody růst ph a krystalinity novotvořených fází obvykle je tvořená: goethitem, ferrihydritem, lepidokrokitem, jarositem, sádrovcem, melanteritem VZNIK KRUST přidáním vápence, vápna, magnezitu se uměle indukuje vznik krust (zpomaluje oxidaci sulfidů) zabraňuje průsaku kyslíkem bohatých vod z povrchu zabraňuje difůzi atmosferického kyslíku akumuluje kovy srážením, adsorbcí a koprecipitací