Практическое значение. Церуссит — важная свинцовая руда.
Пироморфит Pb5[PO4]3Cl
Химический состав. Иногда содержит CaO, As2O5, Cr2O3, а также V2O5. Сингония — гексагональная, вид симметрии — гексагонально-бипирамидальный.
Образование и месторождения. Пироморфит — типичный экзогенный минерал, возникающий в зоне окисления свинцовых месторождений. Здесь он часто образует псевдоморфозы по галениту, причем замещение начинается во внутренних частях кристаллов. Наблюдаются также псевдоморфозы пироморфита по церусситу. По пироморфиту известны псевдоморфозы галенита, апатита, халцедона и бурых железняков. Обычно пироморфит находится в ассоциации с галенитом, англезитом, вульфенитом, ванадинитом и каламином. Иногда как эндогенный минерал он встречается в низкотемпературных жилах. Пироморфит известен в кварцевых жилах Баварии и Саксонии, а также в Березовском месторождении на Урале, в ряде мест Забайкалья (Шилкинское и Зерентуйское месторождения), в месторождении Кизил-Эспе в Казахстане и т. д. Хорошие образцы встречены в ряде месторождений Пенсильвании в США (Уитлей, Эктон).
Практическое значение. Вместе с другими свинцовыми минералами пироморфит идет в плавку.
Англезит Pb[S04]
Химический состав: РЬО — 73,6% (РЬ — 68,3%); SO3 — 26,4%. Встречается примесь ВаО (до 8,45%). Кристаллическая структура англезита аналогична структуре барита.
Образование и месторождения. Англезит является типичным экзогенным минералом, возникающим за счет взаимодействия поверхностных растворов с первичными свинцовыми рудами, чаще всего с галенитом, по такой реакции:
PbS + 2O2= PbSO4.
Этот минерал присутствует главным образом в верхних горизонтах свинцовых месторождений. Известны очень редкие находки англезита гидротермального происхождения (например, в месторождениях Райбл и Блейберг в Восточных Альпах). Хорошо образованные кристаллы англезита найдены в Березовском месторождении на Среднем Урале, в Восточном Забайкалье и в некоторых районах Алтая.
Практическое значение. При разработке зон окисления свинцовых месторождений англезит вместе с другими рудами свинца идет в плавку.
Буланжерит
Химический состав: РЬ — 55,4%, Sb — 25,7%, S — 18,9%. Иногда содержит Сu. Кристаллическая структура буланжерита не изучена.
Образование и месторождения. Буланжерит встречается как второстепенный минерал в гидротермальных полиметаллических месторождениях вместе с другими сульфосолями свинца, галенитом, антимонитом, блеклыми рудами, сфалеритом, пиритом и другими минералами. Он известен в Восточном Забайкалье (месторождения Алгачинское, Кличкинское и Дарасунское) и на Украине — в месторождениях Нагольного кряжа. Кристаллы буланжерита были встречены в месторождении Сала в Швеции.
Разрушение. На поверхности буланжерит неустойчив и переходит в церуссит и окись сурьмы.
Бурнонит PbCuSbS3
Кристаллическая структура бурнонита полностью не расшифрована.
Образование и месторождения. Бурнонит возникает гидротермальным путем и наблюдается в полиметаллических жилах в тесной ассоциации с блеклыми рудами, галенитом, а также с сульфоантимонидами свинца — джемсонитом и буланжеритом. Часто он встречается на контакте тетраэдрита и галенита, где, вероятно, является реакционным образованием Бурнонит известен в месторождениях Пршибрам (Чехословакия), в Клаустале (ФРГ) и Андреасберге (ГДР). Большие кристаллы бурнонита найдены в месторождении Нейдорф в Гарце, в руднике Выбора в Боливии. В Парк-Сити (Юта, США) встречены красивые кристаллы бурнонита до 10 см в длину. В СССР этот минерал встречен в ряде месторождений Забайкалья и в Нагольном кряже в Донбассе.
Разрушение. На поверхности бурнонит неустойчив и переходит в разные вторичные минералы меди, свинца и сурьмы.
Практическое значение. Значительные скопления бурнонита имеют промышленный интерес как руда на свинец и медь.
Джемсонит
Химический состав:РЬ —40—50%, Fe — до 10%, Sb — близко 30%, S — близко 20%. Как примеси присутствуют Сu, Zn, Ag.
Образование и месторождения. Джемсонит — редкий минерал. Он встречается в гидротермальных полиметаллических месторождениях в ассоциации с галенитом, кварцем и различными сульфоанти-монидами. Месторождения с большим содержанием джемсонита встречаются очень редко (Зимапан в Мексике). Он присутствует в ряде полиметаллических и серебряно-свинцовых месторождений Мексики, США и других стран.
5. Генетические типы промышленных месторождений элемента.
1) Скарны.
2) Метосоматические залежи полиметаллических руд в эффузивноосадочных породах.
3) Пластовые месторождения в карбонатных толщах.
4) Пластообразные и линзообразные залежи колчеданных руд в эффузивах.
5) Кварцево-сульфидные жилы преимущественно в гранитоидах.
6.Участие элемента в различных типах миграции.
6.1. Механическая минграция.
Механическая миграция (механогенез) обусловлена работой рек, течений, ветра, ледников, вулканов, тектонических сил и других факторов, детально изучаемых в динамической геологии, геоморфологии, вулканологии, океанологии, тектонике и других науках о Земле. Существует и специфический геохимический аспект вопроса.
Для Свинца главным фактором, вероятно, является сорбция глинами.
6.2. Физико-химическая миграция. Талассофильность.
Физико-химическая миграция обусловлена переносом атомов, ионов и т.д.
Галенит кристаллизуется в кубических решётках с близкими параметрами с галитом. Орбитальные радиусы натрия и свинца близки, но изоморфизма нет, т.к. NaCl химическая связь существенно ионная, а в PbS – ковалентная. Свинец – амфотерный элемент – катиогенный и аниогенный (в том числе образует комплексные анионы). Он участвует как окислитель и восстановитель не играющий существенной роли в ОВР (главным образом из-за низких кларков и малой способностью к концентрации).
Для Рb в сильнощелочных водах возможны комплексные анионы НРbО2-, а в термальных водах — тиосульфатные комплексы типа [Pb (S2O3)3]4-, [Pb (S2O3)]°, [Pb (S2O3)2]2-.
Перенос Рb происходит в основном в водных растворах в эндогенных условиях с участием S2 и Сl.
Только в зоне окисления свинцовых месторождений, где в воде повышается концентрация РЬ2+, может образоваться англезит (PbSO4), a PbS может возникнуть почти везде, где имеется ион S2-. Подтверждением этому служат находки галенита и сфалерита в угольных залежах, в которых трудно предположить высокие концентрации Рb2+ и Zn2+ в питающих водах. Отметим в этой связи, что многие черные морские глины обогащены сульфидами металлов, а сульфаты в них отсутствуют. Расчеты показывают, что грунтовые воды, содержащие 1*10-6 г/л иона РО43-, будут осаждать Рb2+ и не будут осаждать Zn2+ при содержании этих ионов 1*10-6 г/л.
Свинец является стабильным продуктом распада главных и естественных радиоактивных элементов в земной коре. Газообразные соединения свинца находятся только в глубоких частях земной коры (гидротерм., метаморф. и магматич. системах).
Имеет среднюю интенсивность концентрации.
Анализ газово-жидких включений, изучение состава гидротермальных минералов, термодинамические расчеты свидетельствуют о большом разнообразии ионов гидротерм. Для свинца — РbСl+, PbF+, Pb (OH)+, [Pb (ОН)]3-, PbHS+, [Pb (HS)3]-, [Pb (S203)2]4- и т. д.
Сорбционные барьеры G. Они возникают на контакте вод с сорбентами. Глинами и другими сорбентами поглощаются Са, К, Mg, Р, S, Rb, V, Cs, Zn, Ni, Co, Cu, Pb, U, As, Mo, Hg, Ra и другие элементы. Сорбционные барьеры очень характерны для морских и озерных илов, краевых зон болот, почв и кор выветривания, для контакта глин и песков в водоносных горизонтах. Существуют сорбционные барьеры и в гидротермальных системах, но там они изучены слабее, чем в зоне гипергенеза. За счет сорбции происходит обогащение глин, гидроксидов Мn, гумусовых веществ Сu, Ni, Со, Ва, Zn, Pb, U, Tl и другими металлами.
Гидротермальные системы – основной источник свинца.
Интенсивность миграций свинца – слабая или средняя.
Талассофильность свинца: 1,9*10-6
6.3. Биогенная миграция. Биофильность.
Перенос элементов с живым веществом.
Свинец – элемент среднего биологического захвата.
Типы геохим. барьеров свинца: сульфидный, щелочной, испарительный, сорбционный и термодинамический.
Свинец мигрирует в кислых и щелочных водах окислительной обстановки.
Биофильность 6*10-1
6.4.Техногенная миграция. Технофильность.
Геохимическая деятельность человечества.
При техногенезе накапливаются наиболее технофильные элементы, человечество «перекачивает» на земную поверхность из глубин элементы рудных месторождений. В результате по сравнению с природным культурный ландшафт обогащается Pb, Hg,Cu, Sn, Sb и другими элементами. О. П. Добродеев подчеркнул, что из недр ежегодно извлекается больше химических элементов, чем вовлекается в биологический круговорот: Pb в 35 раз.
По А. Н. Сутурину свинец один из элементов-загрязнителей «страшной троицы», в которую входят также Hg и Cd.
Среди других отраслей наиболее неблагополучными по РЬ являются предприятия цветной металлургии (особенно по производству Pb, Zn, Си, А1 и др.), машиностроения, металлообработки, строительной, печатной, химической, электротехнической промышленности, коммунального хозяйства и т.д. Среди них в пылях предприятий первых шести отраслей промышленности коэффициенты концентрации Рb наиболее велики и составляют n*100, в остальных п – n*10.
Технофильность 1*10-4
Заключение.
При содержании Рb в почвах городских игровых площадок для детей на уровне 500 мг/кг можно ожидать психоневрологических изменений у детей .
Эко- и техногеохимия радиогенного 210Рb (и др.), который, как отмечалось, является сильнейшим радиотоксикантом и весьма подвижным аэрозольным воздушным мигрантом, подробно изучена. Наиболее значительно воздействие 210Рb для населения районов Крайнего Севера.