Új magyarországi ásványfajok: a coquimbit és a paracoquimbit


1 Földtani Közlöny 127/3-4, (1997) Budapest Új magyarországi ásványfajok: a coquimbit és a paracoqui...

0 downloads 1 Views 1MB Size

Recommend Documents


K A P A S I T A S J A L A N
1 K A P A S I T A S J A L A N MENURUT MKJI 1997 Kapasitas jalan didefenisikan sebagai arus lalu lintas maksimal yang dapat dipertahankan (tetap) pada ...

PSL L A H PA S C A S A R J A N A
1 ANALISIS KADAR DEBU JATUH (DUST FALL) DI KOTA BANDA ACEH TAHUN 2008 T E S I S Oleh JUNAIDI /PSL S E K O L A H PA S C A S A R J A N A SEKOLAH PASCASA...

TM L A H PA S C A S A R J A N A
1 1 SIMULASI KOMPUTER DISTRIBUSI TEGANGAN PADA HELM SEPEDA MOTOR DARI BAHAN KOMPOSIT GFRP BTQN 157 EX DILAPISI BUSA (FOAM) TERHADAP BEBAN IMPAK KECEPA...

J A A RV E R S L A G
1 JAARVERSLAG 20102 beeldenstorm vzw vereniging zonder winstoogmerk bergensesteenweg anderlecht tel: +32(0)2/ fax: +32(0)2/3 Inhoudstafel 1. Voorwoord...

1. J a a r ver s l a g
1 1. Jaarverslag2 1.1 Inleiding3 1.1 Inleiding. Tot ons genoegen kunnen wij melden dat wij de jaarrekening 2002 hebben kunnen afsluiten met een redeli...

P O K J A J A S A K O N S U L T A N S I U L P P R O V I N S I J A W A B A R A T
1 P O K J A J A S A K O N S U L T A N S I U L P P R O V I N S I J A W A B A R A T J l. D I P O N E G O R O N O. 2 2 B A N D U N G PENGUMUMAN HASIL PRA...

P O K J A J A S A K O N S U L T A N S I U L P P R O V I N S I J A W A B A R A T
1 P O K J A J A S A K O N S U L T A N S I U L P P R O V I N S I J A W A B A R A T J l. D I P O N E G O R O N O. 2 2 B A N D U N G BERITA ACARA HASIL S...

IM S E K O L A H PA S C A S A R J A N A
1 ANALISIS PENGARUH KUALITAS PELAYANAN TERHADAP LOYALITAS NASABAH DI PT. BANK MANDIRI (Persero), Tbk Kantor Cabang Pembantu Medan TESIS Oleh NUR ISMAH...

A * >w * -*-* -.- Oude grachtenstelsels uit de late middeleeuwen en de zes- Jt A J J- -A A X] i A. S A.* ± A -± A _* A A- > *
1 REGIONALE VOORBEELDEN2 3 BORGEN, STINSEN EN STATES De belangrijkste historische tuinen in Groningen en Friesland bevinden zich rondom een borg ofsti...

A s a j t ó. Irta: MIKES IMRE
1 A s a j t ó Irta: MIKES IMRE Micsoda szent ügyük volt az a románoknak a magyar világban, nemzetiségi ujs&aacut...



Földtani

Közlöny

1 2 7 / 3 - 4 , 3 5 3 - 3 7 0 (1997) Budapest

Új magyarországi ásványfajok: a coquimbit és a paracoquimbit New minerals of Hungary: coquimbite and paracoquimbite KOVÁCS

Attila

1

(8 ábra, 3 tábla, 4 táblázat)

Abstract Coquimbite ( F e 2 ( S 0 4 ) 3 9 H 2 0 ) and its polytype modification paracoquimbite ( F e 2 ( S 0 4 ) 3 9 H 2 0 ) were described as n e w mineral species for Hungary with copiapite ( F e F e 4 ( S O 4 ) e ( O H ) 2 2 0 H 2 O ) . They occur in two places: the enargite-luzonite type mineralization of Recsk, Lahóca Hill, and the coal deposit at Karolina-valley, Pécsszabolcs. Coquimbite and copiapite form white and yellow efflorescences, respectively. (0001), (1010), (1120), {1011} forms can be observed b y S E M on the 200-300 m m trigonal holohedral coquimbite crystals. The mostly equal appearance of rhombohedron forms results in a hexagonal holohedral pseudosymmetry. Paracoquimbite can be distinguished from coquimbite only by X-ray diffraction. X-ray powder diffraction verified the presence of all the three phases in the Pécsszabolcs sample, however the presence of paracoquimbite is not certain in the Recsk sample. The aim of the thermal analyses was to fill the gaps in the literature (coquimbite-paracoquimbite). The results of optical and X-ray fluorescent spectroscopic analyses confirm the presence of the three iron minerals without indicating any significant diadochy in them. The Mössbauer-spectroscopic analysis made the estimation of the proportion of coquimbite+paracoquimbite/copiapite possible in the sample from Pécsszabolcs (7.5:1). The c o q u i m b i t e - paracoquimbite-copiapite paragenesis is the result of secondary processes. Their appearance relates to fluids that break down primary iron sulphides at both localities. Manuscript received: 22. 09. 1997. 2+

3+

Összefoglalás A coquimbitet F e 2 ( S 0 4 b 9 H 2 0 és politíp párját, a paracoquimbitet F e 2 ( S 0 4 b 9 H 2 0 mint új ma­ gyarországi ásványfajokat a copiapittal F e F e 4(5О4)б(ОН)220НгО együtt két lelőhelyről ismer­ tetjük: a recski Lahóca-hegy enargit-luzonitos ércesedéséből, illetve a Pécsszabolcs-karolina-völgyi kőszénfejtésből. Mindkét lelőhelyen a coquimbit fehér, a copiapit sárga, földes-tömeges halmazok formájában jelentkezik. A 2 0 0 - 3 0 0 ц т - e s trigonális holoéderes coquimbit kristályokon pásztázó elektronmikroszkóp segítségével a (0001), (1010), (1120), (1011) formák figyelhetők meg. Ä romboéderformák közel egyenlő kifejlődése miatt hexagonális holoéderes álszimmetria tapasztalható. A paracoquimbit a coquimbittől csak röntgendiffrakciós módszerrel különíthető el. A röntgen-por­ diffrakciós eljárás a pécsszabolcsi mintában mindhárom fázis jelenlétét alátámasztotta, azonban a recski mintában a paracoquimbit jelenléte nem egyértelmű. A termikus elemzések célja elsősorban 2 +

+

' E L T E Ásványtani Tanszék, Budapest 1088 Múzeum krt. 4 / a

354

Földtani Közlöny

127/3-4

irodalmi hézagpótlás volt. Az optikai és röntgenfluoreszcens spektroszkópiai elemzések eredményei megerősítik a három vasásvány jelenlétét, nem utalva jelentősebb helyettesítésre. A Mössbauerspektroszkópiai vizsgálat lehetővé tette a coquimbit + paracoquimbit / copiapit arány becslését a pécsszabolcsi mintában (7,5:1). A recens képződés coquimbit-paracoquimbit-copiapit ásványegyüt­ tes megjelenése másodlagos folyamatok eredménye. Képződésük mindkét lelőhelyen a primer vasszulfidokat elbontó oldatokhoz kötődik.

Bevezetés Magyarország ásványfajai között a korábbiakban nem ismertük sem a coquimbitet Fe2(S04)s9H20, sem politíp párját, a paracoquimbitet ( K O C H 1 9 8 5 ; S Z A K Á L L & G A T T E R 1993).

1994-ben, az ELTE Ásvány-Kőzettár anyagának szisztematikus tudományos feldolgozása során egy, a recski Lahócáról származó példányon megtaláltuk a coquimbitet. A sárga-szürke színű, pikkelyes-tömeges, áttetsző, kétfázisú min­ tán a tömeges megjelenésű ásvány a coquimbit, míg a másik, sárga, lemezkés fázis a vizsgált lelőhelyről, és több más hazai paragenezisből is ismert copiapit Fe Fe 4(SO4)6(OH)220H2O volt. Ezen vizsgálati adatunk, szóbeli közlésünk alapján, már bekerült a magyarországi ásványok legutóbbi összesítésébe is 2+

3+

( S Z A K Á L L & J Á N O S I 1996).

A következő év nyarán a pécsszabolcsi kőszén külfejtés szulfátos kivirágzásainak röntgendiffrakciós vizsgálata ugyanezen paragenezist mutatta ki. A további vizsgálatok eredményei alapján egy harmadik ásvány, a para­ coquimbit, Fe2(S04)39H20 jelenléte is feltételezhető volt ezekben a vas-szulfátos társulásokban. Azonban míg a pécsi mintában ezen harmadik fázis jelenléte bizonyított, a recski mintában - a pordiffrakciós vizsgálat tanúsága szerint csak valószínűsíthető. A coquimbitet azóta még egy lelőhelyről (Párád, Egyesség-táró) említik ( S Z A K Á L L & J Á N O S I 1 9 9 6 ) . Ezen vizsgálati eredmény publikálása folyamatban van ( S Z A K Á L L et al. in press). A jelen munka célja a két új magyarországi ásványfaj (coquimbit és para­ coquimbit) részletes ismertetése és egy új ásványegyüttes (copiapit-coquimbitparacoquimbit) leírása. А 1е1оЪе1уек ismertetése, megjelenés Mindhárom szulfátásványt (copiapit, coquimbit, paracoquimbit) Chile Coquimbo tartományából, Copiapo környékéről írták le először ( H l N T Z E 1 9 3 0 ) . Már az első ismertetések pirit bomlásával képződő másodlagos ásványokként számolnak be róluk. A copiapittal ellentétben - mely világszerte gyakori szul­ fátásványnak mondható - a coquimbitet és a paracoquimbitet kevesebb lelő­ helyről említik. A Kárpát-medencében a coquimbit és a paracoquimbit Szlová­ kiában Selmecbánya (Banska-Stiavnica), Szomolnok (Smolník) és Szirk (Sirk) lelőhelyekről ismertek ( K O D R A 1 9 8 6 ) ; Magyarországhoz hasonlóan a mai Ro-

KOVÁCS A.: Új magyarországi

ásványfajok:

a coquimbit

és a

paracoquimbit

355

mánia területéről sem írták még le őket ( U D U B A S A et al. 1992). Az új, magyar­ országi lelőhelyek a következők: Recsk, Lahóca. A recski minta a triász üledékeket áttörő felső-eocén andezit lahócai enargit-luzonitos érctömzseiből származik, a Katalin-szintről. Leltári számuk: ELTE K100638. A vas-szulfátos paragenezis az érckőzet üregeiben és falán "kivirágzásként" jelentkezik. A begyűjtött mintáknak két fázisa különíthető el: - A fő tömeget egy szür­ késfehér, áttetsző, tömeges megjelenésű, "göcsörtös" felszínű ásvány (coquim­ bit) adja. Ennek felszínén és üregeiben helyezkednek el a másik fázis (copiapit) mintegy 50 um nagyságú, sárga, áttetsző lemezkéi. A két eltérő színű fázist 0,125 mm lyukbőségű szitán sikerült teljesen elválasztani, így mód nyílt külön vizsgálatukra. Pécsszabolcs, Karolina-völgy. Ez a minta (l.sz.: ELTE 96/40.) a mecseki szénbá­ nyák karolina-völgyi alsó-liász korú feketekőszén összletéből származik (az összlet földtani felépítéséről 1. LÁDA 1956). Leginkább a fejtés alsóbb szintjein jellemző, néhol több tíz cm-es, a rétegzetséggel párhuzamosan nyúlt földes halmazok, sárga-fehér kivirágzások formájában (I tábla 1.). A szulfátok előfor­ dulására jellemző, hogy nem köthetők rétegtani szinthez. Az anyag - legmaszszívabb formájában is - könnyen morzsolható, gumós-földes halmazokat alkot, amelyek szobalevegőn néhány hét alatt - feltehetően vízvesztés hatására porrá esnek szét. A két fázis szabad szemmel viszonylag jól elkülöníthető, azonban szeparálásukra nincs mód, mivel az egymásba való átmenetük folyamatos. Ezen a lelőhelyen a coquimbit fehér, a copiapit citromsárga-barnássárga színben je­ lentkezik. Morfológia Coquimbit. Bár a lahócai mintákon a copiapit lemezkéi, és a coquimbit meg­ megcsillanó kristály lapjai sztereomikroszkóp alatt is megfigyelhetők, a bizto­ sabb morfológiai leíráshoz pásztázó elektronmikroszkópot vettünk igénybe. A vákuum okozta lebomlást elkerülendő változtatható nyomású (csökkentett vákuumú mintatérrel felszerelt) berendezést használtunk. A 200-300 um nagy­ ságú coquimbit kristályokon a c{0001}, m{10TO}, p{1120), r{10ïl} formák (vö. G O L D S C H M I D T 1913; H l N T Z E 1930) jelennek meg. (Bár a recski coquimbiten csak olyan kristályformák észlelhetők melyek a paracoquimbiten is felléphetnek, a további vizsgálatok egyértelműsítik hogy coquimbitről van szó.) A pozitív és negatív romboéder közel egyenlő kifejlődése miatt a ditrigonális szkalenoéderes (trigonális holoéderes) coquimbit itt hexagonáUs holoéderes álszimmetriát mu­ tat. A recski coquimbit kristályformáit az 1. ábra mutatja. A pécsi mintában annak tömeges volta miatt - a coquimbit kristályformái sztereomikroszkóppal és pásztázó elektronmikroszkóppal sem ismerhetők fel. Copiapit. A monoklin prizmás copiapit 50 um-es lemezkéi mindkét lelőhelyről származó mintában jól láthatók (III. tábla 1.). Az irodalmi morfológiai adatokkal

356

Földtani Közlöny

127/3-4

( G O L D S C H M I D T 1913;

H I N T Z E 1930)

va­

ló összehasonlítás alapján a következő kristályformák valószínűsíthetők: b{010}, m{110}, s{015}, o{445} (2. ábra). Paracoquimbit. A tömeges pécsi min­ ta ásványain - a copiapitot kivéve határozott kristálylapok nem észlelhe­ tők. 1. ábra. A recski coquimbit kristályformái Fig. 1. Crystal forms

of coquimbite

from

Röntgen-pordiffrakció

Recsk

A begyűjtött mintákból három felvé­ tel készült: (a) a lahócai coquimbitről, (b) a lahócai copiapitról (mindkettő sze­ parált anyag), és (с) a pécsi mintáról, melyben az összes fázis együtt jelenik meg. A diffrakciós görbék az 3-5. ábrákon láthatók, a fontosabb reflexiók jelleg­ zetességei a következők: Coquimbit, Recsk (a). A coquimbitnek a 6-40 számú JCPDS kártyán jegyzett reflexiói a diagramon (3. ábra) hiánytalanul megjelennek. A legintenzívebb ref­ lexiók: dhkil (I/Io:hkil) = 9,45 (60:10T0), 8,55 (50Ю002), 8,26 (100:10TÜ), 5,47 (65:1120), 4,61 (75:1122), 3,64 (55:2023), 3,36 (90:1124), 2,76 (80:3033). Lényeges intenzitásbeli eltérés csak a d = 4,61 (l/In = 45 helyett 75%), és a d = 3,36 (I/Io = 60 helyett 90%) esetén volt tapasztalható. Mindezt figyelembe véve a coquim­ bit jelenléte bizonyított. Copiapit, Recsk (b). A 35-583 számú JCPDS kártya reflexiói - néhány kisebb csúcs kivételével - mind megtalálhatók ezen a diagramon (4. ábra). A legfon­ tosabb reflexiók: d h k l (I/fohkl) = 18,51 (70:010), 9,20 (30Ю20), 6,17 (20_:030), 5,55 (20:Tll), 3,56 (20:210), 3,52 (20:201). A kö­ vetkező csúcsok nem jelennek meg: 7,24 (20:001), 6,53 (10:011), 6,26 (10:110), 4,56 (10:031), 3,74 (10:T41), 2,38 (10:3.20), 2,20 (10:320), 2,10 (10:280), 1,90 (10:342). Az összes nagy intenzitású csúcs pontos egyezése, valamint a kis intenzitású csú­ csok nagy részének megjelenése a copia­ pit jelenlétét támasztja alá. Feltehetően a tökéletlen szeparálható­ ság miatt a copiapit mellett a coquimbit csúcsai is megtalálhatók ezen a diagra­ mon. Jellemző, hogy a 6,34 (6:102), és az 1,94 (14:413) kis intenzitású reflexiók ki­ vételével az összes csúcs megjelenik. 2. ábra. A recski copiapit kristályformái hagyható figyelmen kívül az a tény, hogy a fentieken kívül néhány "feN

Fig. 2. Crystal forms

of copiapite from

Recsk

e

m

KOVÁCS A.: Új magyarországi

54

49

44

39

ásványfajok:

34

a coquimbit

29

24

és a

357

paracoquimbit

19

2©(°) 3. ábra. A recski coquimbit diffraktogramja Fig. 3. Diffractogram

of coquimbite

from

Recsk

I,c.(%)

54

49

44

39

34

29

24

19

14

20(°) 4. ábra. A recski copiapit diffraktogramja (cp=copiapit, cq=coquimbit, pcq=paracoquimbit, *=anomális reflexió) Fig. 4. Diffractogram of copiapite from Recsk (cp=copiapite, pcq=paracoquimbite, *=anomalous reflection)

cq=coquimbite,

I,el(%) p°q.

54

49

44

39

34

29

24

cp

°p

19

20(°) 5. ábra. A pécsszabolcsi minta diffraktogramja. (cp=copiapit, cq=coquimbit, pcq=paracoquimbit) Fig. 5. Diffractogram

of the Pécsszabolcs

sample (cp=copiapite,

cq=coquimbite,

pcq=paracoquímbite

358

Földtani Közlöny

127/3-4

detlen" reflexió is megfigyelhető. Ezek legvalószínűbb - és a paragenetikai kép­ be is leginkább beleillő - magyarázata a 27-254 JCPDS kártyán regisztrált paracoquimbit jelenléte lehetne. A dhkil (I/Io%:hkil) = 8,88 (100:0lT2) csúcs a diagramon messzemenően a legintenzívebb. Megjelennek ezenkívül az 5,46 (29:1120), 4,71 (16:0221), 4,60 (29:1126), 3,37 (33:11212), 2,76 (13:3039) reflexiók. A meghatározás egyértelműségét azonban zavarja a 8,55 (20:0006), és a 7,62 (39:10T4) reflexiók hiánya. Mindemellett a felvételen néhány fedetlen csúcs is megtalálható, mint pl. 5,96 (50%), 5,66 (<10%), 4,48 (<10%), 4,13 (10%), 3,20 (<10%). Ugyancsak elgondolkodtató a d = 17,84 A-ös, nagy intenzitású (80%-os) reflexió jelenléte. Mivel a JCPDS-kártya ezt a reflexiót nem tartalmazza, a szer­ kezeti paraméterek ( F A N G & R O B I N S O N 1971) pontos ismeretében a Lazy-Pulverix program segítségével elvégeztük a diffrakciós eljárás szimulációját (amiért dr. L O V A S Györgyöt illeti köszönet). Ennek értelmében ugyan létezik 17,10 À-nél egy igen kis intenzitású (I - 0,05%) reflexió, ennél nagyobb d-érték reflexió azonban nincs. Ez a jelentős anomália felveti többek között egy új politíp mó­ dosulat létezésének lehetőségét. Az esetleges új módosulat jelenlétének meg­ ítélése további vizsgálatokat igényel. Mindenesetre ezen új módosulat (mivel a másik diagramon nem jelentkezett) fizikailag a copiapithoz kötődik. Copiapit-coquimbit-paracoquimbit, Pécsszabolcs (c). Ez a diagram (5. ábra) egy szeparálatlan minta diffrakciós képe. Jellemző módon a már említett kártya­ számú coquimbit reflexiói hiánytalanul megjelennek. A coquimbit jelenlétéhez a pécsszabolcsi mintában tehát nem férhet kétség. A copiapit reflexiói - néhány kis intenzitású csúcstól eltekintve - szintén képviseltetik magukat. A hiányzó csúcsok: dhkl (I/Io%:hkl) = 6,84 (20:0Tl), 6,53 (10:011), 4,56 (10:031), 2,51 (10:232), 2,16 (10:T43), 2,13 (10:123). A recski mintával ellentétben itt a paracoquimbit minden csúcsa megjelenik, jelenléte ennélfogva bizonyított. Termikus elemzés A coquimbit termikus diagramjának értelmezése - konkrét összehasonlító adatok hiányában - elsősorban F Ö L D V Á R I N É (1958), és F Ö L D V Á R I (1986) általános munkái, a copiapit diagramjáé pedig A U G U S T (1991) cikke alapján történt. A begyűjtött mintáknak megfelelően itt is három felvétel készült; (a) a recski coquimbitről (6. ábra), (b) a recski copiapitról (7. ábra) és (с) a szeparálatlan pécsi mintáról (8. ábra). Coquimbit, Recsk (a). A minta termikus diagramján (6. ábra) két, jól elkülönülő tömegvesztés észlelhető, melyek endoterm reakciókhoz kapcsolódnak. A 90-270 °C közötti tartomány, amely a teljes vízvesztést jelzi ( F Ö L D V Á R I N É 1958; F Ö L D V Á R I 1986), két szakaszra bontható: 110-220 °C között - 155 °C-nál levő maximummal - mintegy 20,2% (108 g/mól) tömegveszteség észlelhető, ami 6 molekula víz leadásának felel meg. ( G l E S T E R & M l L E T l C H 1995-ös vizs­ gálatai szerint a részlegesen dehidratált coquimbit szerkezet vízgőzben telített környezetben az elvesztett víz újbóli felvételére képes. Háromnál több vízmo-

KOVÁCS A.: Új magyarországi

ásványfajok:

a coquimbit és a paracoquimbit

359

Дт(%)

ТСС) 200

400

600

S00

6. ábra. A recski coquimbit ("a" jelű minta) termoanalitikai felvétele Fig. 6. Thermogram

of coquimbite from

Recsks

lekula elvesztése esetén a folyamat visszafordíthatatlanná válik.) 220-290 °C között - 240 °C-nál levő maximális kitéréssel - további 9,6% (54 g/mól) tömeg­ vesztésre kerül sor, ami 3 molekula víznek felel meg. 620-810 °C között a Fe2(SC>4)3 = ЕегОз + 3SO3 egyenlet értelmében szulfát­ disszociáció zajlik le. A folyamat 800 °C-nál a legintenzívebb. Ezen a szakaszon A recski coquimbit termikus bomlásának fontosabb lépései Thermal decomposition of coquimbite from Recsk I. táblázat - Table I. mért adatok (bemérés = 520 mg) No.

T(°C-°C)

max.(°C)

Am(mg)

1

110-220

155

2

220-290

3

620-810

I

számított adatok Am(g/mól)

Am(%)

eltávozik:

105

Ampi.) 20,2

108

19,2

6H 0

240

50

9,6

54

9,6

зн о

800

225

43,3

240

42,7

3S0

380

73,1

402

71,5

2

2

3

360

Földtani Közlöny

127/3-4

Дш(%)

T(°C) 200

400

600

S00

7. ábra. A recski copiapit ("b" jelű minta) termoanalitikai felvétele Fig. 7. Thermogram of copiapite from Recsk

A recski copiapit termikus bomlásának fontosabb lépései Thermal decomposition of copiapite from Recsk II. táblázat - Table II.

No. 1 2 3 4 5 6 S

mért adatok (bemérés = 500 mg) T(°C-°C) max.(°C) Am(mg) Дт(%) 70-170 150 80,0 16,0 170-230 180 37,5 7,5 230-290 245 22,5 4,5 290-360 320 15,0 3,0 480-550 510 5,0 1,0 620-800 195,0 770 39,0 335,0 71,0

számított adatok eltávozik: Am(g/mól) Дт(%) 198 15,9 11H 0 90 7,2 5H 0 54 4,3 3H 0 45 3,6 2,5H 0 9 0,7 0,5H O 480 38,4 6S0 876 70,0 2

2

2

2

2

3

KovAcs

A.: Új magyarországi

ásványfajok:

a coquimbit és a

paracoquimbit

361

8. ábra. A pécsszabolcsi ("с" jelű) minta termoanalitikai felvétele Fig. 8. Thermogram

of the Pécsszabolcs

sample

a tömegvesztés 43,3% (240 g/mól), ami a három molekula SO4 elvesztését je­ lenti. Az elméletinél valamivel nagyobb víz és szulfáttartalom, valamint a szulfát­ lépcső osztottsága kis mértékű alumínium helyettesítésre utalhat. Copiapü, Recsk (b), A copiapit bomlása (7. ábra) - a coquimbitéhez hasonló módon - két fő lépésben zajlik le. A 70-360 °C közötti endoterm csúcsokkal jellemzett vízleadás igen szabdalt DTG görbét eredményez, melynek négy fő szakasza különíthető el: 70-170 °C között 16% (198 g/mól) tömegvesztés zajlik le, ami 11 molekula víz leadásának felel meg; 170-230 °C között 7,5% (90 g/mól) a veszteség, amely további 5 molekula víz elvesztését jelenti; 230-290 °C között 4,5% (54 g/mól) a tömeg­ veszteség, ez 3 molekula vizet jelent. - 290-360 °C között 3% (45 g/mól) tö­ megvesztéssel számolhatunk. Ebben a hőmérséklettartományban további 2 mo­ lekula víz és egy OH kilépése zajlik le. A maradék OH ion eltávozása 480-550 °C közt észlelhető. Ez 1% (9 g/mól) tömegveszteséget jelent. A szulfátdisszociáció itt 620-800 °C között tapasztalható. Ebben a tartományban 39% (480 g/mól) a tömegveszteség, ami 6 molekula SO3 kilépéséhez köthető.

362

Földtani Közlöny

127/3-4

Az irodalmi adatoktól ( A U G U S T 1991) való eltéréseket a copiapit mellett va­ lószínűleg jelentős mennyiségben jelenlévő harmadik fázis és a coquimbit ha­ tása okozhatja. Copiapit-coquimbit-paracoquimbit: Pécsszabolcs, Karolina-völgy (c). Ez a minta mindhárom fázist tartalmazza. Ennek megfelelően a görbék lefutása (8. ábra) az előző két diagramra jellemző görbealakok között helyezkedik el. A DTG és DTA görbék a coquimbit kettős csúcsait tartalmazzák, kevésbé elkülönülő for­ mában. Itt is két fő - endoterm reakciókhoz kapcsolódó - tömegvesztési ese­ mény játszódik le: 50-240 °C közt a vízvesztés két lépésben zajlik: 50-180 °C között 23,1%, 180240 °C között pedig további 8,3% a tömegveszteség. Ezenkívül 420-580 °C kö­ zött is észlelhető egy kisebb 1,9%-os tömegvesztés, amely valószínűleg a copiapit OH-leadásának felel meg. A szulfátdisszociáció 660-800 °C között zajlik le 780 °C-nál levő maximális kitéréssel. A tömegveszteség 37%. Az ásványfázisok aránya ebben a mintában - az igen hasonló fajlagos vízés szulfáttartalom miatt - a termikus vizsgálatok alapján nem állapítható meg biztonsággal. A Mössbauer-spektroszkópiai eredményeken alapuló számítások útján azonban a fázisok százalékos aránya tájékoztató pontossággal megálla­ pítható. Ennek értelmében a coquimbit + paracoquimbit/copiapit arány 7,5:1 -nek adódik. A 7,5:1 arányú keverék móltömege alapján tehát a fajlagos tömeg­ veszteségek és a távozó anyagok mennyiségei megbecsülhetők. E kalkulációk eredményeit a III. táblázat tartalmazza. Elemi összetétel A minőségi elemi összetétel meghatározása optikai emissziós és röntgen­ fluoreszcens színképelemzés segítségével történt. Az optikai emissziós spekt­ rumfelvételek kiértékeléséért N A G Y Bélánét (ELTE Kőzettan-Geokémiai Tan­ szék) illeti köszönet. A minták elemeloszlását (IV. táblázat) elsődlegesen az opA pécsi minta termikus bomlásának fontosabb lépései Thermal

decomposition

of the Pécsszabolcs

sample

III. táblázat - Table III.

No. 1 2 3 4 I

mért adatok (bemérés = 540 mg) T(°C-°C) max.(°C) Am(mg) Дт(%) 50-180 160 125 23,1 180-240 45 195 8,3 420-580 530 10 1,9 660-800 780 200 37,0 380 70,3

számított adatok eltávozik: Am(g/mól) Дт(%) 144,0 22,4 8H 0 54,0 8,4 3H 0 13,5 0,75H O 2,1 240,0 37,3 3S0 451,5 70,2 2

2

2

3

KOVÁCS A.: Új magyarországi

ásványfajok:

a coquimbit és a

363

paracoquimbit

A vizsgált vas-szulfátok elemeloszlása az optikai emissziós színképelemzés alapján Chemical

composition

of the samples examined

by optical emission

spectroscopy IV. táblázat - Table IV.

Főelem

J á r u l é k o s elem

Nvomelem

a: coquimbit-Recsk

Fe

Mg,Si,Ca,Al

Be,As,Cu,Mn,Na,Ni,Ga

b: copiapit-Recsk

Fe

Mg,Si,Ca,A!

Be,As,Cu,Mn,Na,Zn,Ni Ti

c: coq+cop-Pécs

Fe

Mg,Si,Ca,Al

As Cu,Mn,Na,Zn,Ni,Pb,Co,Ga

;

>

tikai színképelemzés eredményeinek alapján állapítottuk meg. A röntgenfluo­ reszcens mérések megerősítették a Fe, Cu, Zn, Ni, As, Ga jelenlétét a megfelelő mintákban. A táblázatból kitűnik, hogy a három minta fő- és járulékos elemeit tekintve igen hasonló, míg nyomelem-összetételük csekély mértékben eltér (Be, Pb, Co, Ga, Zn, Ti). A járulékos elemek közül az Al a vasat helyettesítheti - bár mennyiségét tekintve a helyettesítés mértéke csak korlátozott lehet, a Mg és a Ca szintén a szulfátok (elsősorban a copiapit) szerkezetébe épülhet be. A Si jelenléte felte­ hetően valamilyen kis mennyiségben jelen lévő szilikátfázishoz köthető.

Mössbauer-spektroszkópia Mössbauer-felvételek a pécsszabolcsi, copiapit-coquimbit-paracoquimbit fá­ zisokat tartalmazó (c jelű) mintáról készültek ( W E I S Z B U R G & K U Z M A N N in press). A copiapit képlet szerinti (ideális, vagyis helyettesítés nélküli) F e / F e = 1/4 arányát figyelembe véve a különböző pozíciókhoz tartozó vonalterületekből kiszámítható, hogy a copiapitban a F e helyen - az optikai színképelemzés által kimutatott - Fe-Mg illetve Fe-Ca helyettesítés mértéke legalább 25%-os. A vonalterületek alapján - tájékoztató pontosságú - becslés adható a coquim­ bit+paracoquimbit/copiapit arányra vonatkozóan. Eszerint 2(cq + pcq)/4cp = 75,9 /20,3 amiből a (cq + pcq)/cp = 7,5 adódik. A coquimbit és paracoquimbit copiapithoz viszonyított együttes aránya a Mössbauer adatok alapján tehát a pécsszabolcsi mintában 7,5:1. 2 +

3 +

2+

Genetika A vas-szulfátok kiindulási anyaga feltehetően mindkét lelőhelyen vas-szulfid. A másodlagos folyamatokban nagy szerep juthat a deszcendens oldatok oldószállító hatásának. A szulfátok ezen savas oldatokból kristályosodnak ki - fel­ tehetően több átmeneti tagon keresztül. A kiindulási és végtermékek a követ­ kezők: 2FeS2 + 7,502 + Ю Н 2 О = Fe2(S04)39fÍ20 +

H2SO4

364

Földtani

Közlöny

127ß-i

illetve: 5FeS2 + 18,502 + 2 5 H 0 = Fe Fe 4(SO )6(OH)220H O + 4 H S 0 2+

3+

2

4

2

2

4

A folyamat mindkét lelőhelyen hasonlóan zajlik le, azzal a különbséggel, hogy a Lahócán hidrotermás, Pécsszabolcson pedig üledékes eredetű pirit illetve markazit - lehet a kiindulási ásvány. A szulfátok képződése valószínűleg mindkét lelőhelyen recens folyamat. Pécsszabolcson a recens képződést támasztja alá, hogy szulfátkiválások a bá­ nyászat során áthalmozott széntörmelék felszínén is megjelennek. N A G Y N É M E L L E S (1964) megfigyelései szerint a szulfátok megjelenése és víz­ tartalma, valamint a kőszéntelep szénültségi foka között összefüggés valószí­ nűsíthető. Eszerint a szulfátok megjelenése, ezen belül is a kevesebb kris­ tályvizet tartalmazó fázisok túlsúlya nagyobb szénültségi fokot jelez. Ennek értelmében tehát mind pl. az András-akna szomolnokitos, mind a szászvári telep melanterites ásványosodással jellemezhető kőszene ( N A G Y N É 1964) na­ gyobb szénültségi fokú a coquimbit-paracoquimbit-copiapit paragenezist hor­ dozó kőszeneknél.

Összefoglalás A Recsk-Lahócáról származó szulfátos kivirágzás elemzése új magyarországi ásványfaj megismeréséhez vezetett. Ez az ásványfai a coquimbit Fe2(SC4)39H20. Ebben a mintában a coquimbit mellett copiapit Fe Fe 4(SO4)6(OH)220H2O is megtalálható, valamint egy harmadik fázis, amelynek megítélése további vizs­ gálatokat igényel. A Pécsszabolcsról hozott minták a - recskiekben is megtalálható - copiapit és coquimbit mellett a Magyarországról eddig szintén ismeretlen paracoquimbit Fe2(S04)39H20 fázist rejtik magukban. A recski coquimbit általában tömeges megjelenésű, a pásztázó elektronmik­ roszkóp segítségével megfigyelt néhány kristály hexagonális táblás termetű. A kristályok mérete 200-300 |j.m. A copiapit pásztázó elektronmikroszkóp segít­ ségével szintén jól látható, mintegy 50 ц т méretű kristályok formájában jelent­ kezik. A harmadik - ismeretlen - fázist ezzel a módszerrel nem lehetett azo­ nosítani. A pécsi minta ásványai szintén tömeges megjelenésűek. Itt - a copiapitot kivéve - elektronmikroszkóppal sem sikerült fejlett kristályokat megfigyelni. Az ásványfázisok azonosításához elsődlegesen felhasznált röntgen-pordiffraktometria - a recski ismeretlen fázis kivételével - egyértelmű, az irodalmi adatokkal jól egyező eredményeket szolgáltatott. Az elsősorban irodalmi hé­ zagpótlás célját szolgáló termikus vizsgálatok eredményei a F A N G & R O B I N S O N által 1970-71-ben közzétett szerkezeti jellegeket, és a termikus irodalmi adatokat ( F Ö L D V Á R I N É 1958; F Ö L D V Á R I 1986; A U G U S T 1991) jól követik. Az elemi összetétel minőségi megállapítását célzó színképelemzési eljárások eredményei igazolják a két domináns Fe-ásvány jelenlétét, nem utalva jelentősebb Fe-Al, Fe-Mg, Fe-Ca 2+

3+

KOVÁCS A.: Új magyarországi

ásványfajok:

a coquimbit

és a

paracoquimbit

365

helyettesítésre. A Mössbauer-spektroszkópiai vizsgálat eredményei megerősítik ezt a megfigyelést. Ugyancsak ez a módszer tette lehetővé a pécsszabolcsi minta coquimbit + paracoquimbit/copiapit arányának a becslését, mely 7,5/l-nek adódott. A coquimbit-copiapit-paracoquimbit ásványegyüttes megjelenése másodla­ gos folyamatok eredménye. Képződésük mindkét lelőhelyen a primer Fe-szulfidokat elbontó fluidumokhoz kötődik.

Felhasznált műszerek, felvételi körülmények A morfológiai leíráshoz igénybevett elektronmikroszkópos felvételek HITA­ CHI 2360-N típusú, változtatható vákuumú mintatérrel rendelkező pásztázó elektronmikroszkóp segítségével készültek backscatter elektron-detektor hasz­ nálatával az ELTE Növényszervezettan Tanszékén. A diffrakciós felvételek az ELTE Ásványtani Tanszékének SIEMENS D-500 típusú diffrakciós berendezésével készültek a következő paraméterek mellett: Cu cső 41 kV gyorsítófeszültséggel és 20 mA csőárammal, másodlagos grafit kristály monokromátor, 2 fok/p goniométersebesség, 2 cm/p papírsebesség, és 1000 imp/p érzékenység. A termikus vizsgálatok az ELTE Kőzettan-Geokémiai Tanszékének MOM derivatográfjával készültek (TG érzékenység = 500, felfűtési hőmérséklet = 1000 °C). Az optikai színképek Zeiss Q-24 kvarcspektrográffal, váltóáramú ívgerjesztéssel grafit ill. Al elektródok között készültek az ELTE Kőzettan-Geo­ kémiai Tanszéken. A röntgen-színképek SIEMENS F-típusú spektrométerrel levegőn készültek (Au cső, 50 kV gyorsítófeszültség, 24 mA csőáram, 1000 imp/p érzékenység, LiF analizátorkristály, szcintillációs számláló, 6 cm/p papírsebesség) az ELTE Ásványtani Tanszékén.

Köszönetnyilvánítás Mindenekelőtt köszönettel tartozom dr. W E I S Z B U R G Tamásnak munkám során nyújtott önzetlen segítségéért, és jótanácsaiért. Köszönet illeti ezenkívül dr. F Ö L D V Á R I Máriát a termikus diagramok értelmezéséhez nyújtott segítségéért, dr. L O V A S Györgyöt a szimulált röntgen-diffraktogramok elkészítéséért, N A G Y Bélánét az optikai színképek kiértékeléséért, valamint a következő személyeket, amiért munkájukkal, hasznos tanácsaikkal elősegítették ennek a publikációnak az elkészültét: B A R O S S N É S Z Ő N Y I Angéla, B E R T Ó K Tibor, dr. B U D A György, G A U L Réka, prof. G Y U R J Á N István, J Ó Z S A Sándor, K A P C S O S Tímea, dr. K R I S T Ó F Zoltán, N É M E T H Lajos, P Á L F F Y Ernőné, R U D N Y Á N S Z K Y Lívia, S Z A K M Á N Y György, T Ó T H N É K I R Á L Y Judit, Z E M P L É N Rita.

366

Földtani Közlöny

127/3-4

Irodalom - References AUGUST, С . 1991: The determination of hydrated sulphates in the weathered crystalline rocks b y means of thermal analysis. - Lecture Notes in Earth Sciences 38, 102-108, Springer-Verlag, New-York-Berlin-Heidelberg. FANG, J.H., ROBINSON, R D . 1970: Crystal structures and mineral chemistry of hydrated ferric sulphates. The crystal structure of coquimbite. - Am. Miner. 5 5 , 1534-1540. FANG, J.H., ROBINSON, P.D. 1971: Crystal structures and mineral chemistry of hydrated ferric sulphates. The crystal structure of paracoquimbite. - Am. Miner. 5 6 , 1567-1572. FÖLDVÁRINÉ V O G L , M. 1958: A differenciális termikus elemzés szerepe az ásványtanban és a földtani nyersanyagkutatásban. - 6 2 - 6 6 , Műszaki Könyvkiadó, Budapest. FÖLDVÁRI M. 1986: A földtani kutatásban alkalmazott termoanalitikai módszerek. Módszertani közlemények, 1, 4 4 - 4 8 , MÁFI, Budapest. GIESTER, G., MILETICH, R. 1995: Crystal structure and thermal decomposition of the coquimbite-type compound F e ( S 0 ) 3 9 H 0 . - N. Jb. Miner. Mh. 211-223. GOLDSCHMIDT, V. 1913: Atlas der Kristallformen 2, p. 242. - Carl Winters Universitätsbuchhandlung, Heidelberg. HINTZE, C. 1930: Handbuch der Mineralogie. 1/3, 2, 4395-4397 (Verlag von Veit, Comp, Berlin-Le­ ipzig. IVANOVA, V.P. 1961: Termogrammi mineralov. [Thermograms of minerals] Zapiszki Vszeszojuznovo Mineralogicseszkovo Obscsesztva. - 1, 5 0 - 9 1 . Izdatelsztvo Akademii Nauk, Moszkva-Lenin­ grád. KOCH, S. 1985: Magyarország ásványai, p. 276, Akadémiai Kiadó, Budapest. KODRA, M., et.al. 1986: Topograficka Mineralógia Slovenska p. 185, 264, 271, 1139, 1140, 1188, Veda Vydovatelstvo Slovenskej Akademie Vied, Bratislava. LANGIER-KUZNIAROWA, A. 1967: Termogramy mineralow ilastich p. 290-305, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa. LÁDA, Á. 1956: A komlói kőszénösszlet - MÁFI Évkönyv 4 5 / 1 , 7-34. N A G Y N É M E L L E S , M. 1964: A mecseki alsóliász kőszénösszlet északi területének ásványtani vizsgálata. - Földtani Közlöny 9 5 / 1 , 6 2 - 6 6 . SZAKÁLL, S., FÖLDVÁRI, M., PAPP, G., KOVÁCS-PÁLFFY, I., KOVÁCS, Á. (in press): Secondary sulphates from Hungary. - Acta Miner, et Petr., Szeged. SZAKÁLL, S., GATTER, I. 1993: Magyarországi ásványfajok 135 p, Fair System Kft, Miskolc. SZAKÁLL, S., JÁNOSI, M. 1996: Minerals of Hungary. - Topogravhia Mineralogica Hungáriáé I V . 6 0 - 6 , Herman Ottó Múzeum, Miskolc. UDUBASA, Gh., ILINCA, Gh. MARTNCEA, St., SABAU, G., RADAN, S. 1992: Minerals in Romania: The state of art 1991. - Romanian Journal of Mineralogy, 7 5 , 1-51. W E B Z B U R G , T.G., KUZMANN, E. (in press): Mössbauer spectroscopy of copiapite, coquimbite and paracoquimbite from Hungary. - Acta Miner, et Petr., Szeged. 2

A kézirat beérkezett:

4

2

1997. 09. 22.

KOVÁCS A.: Új magyarországi

ásványfajok:

a coquimbit

és a paracoquimbit

Táblamagyarázat - Explanation of plates I. tábla - Plate I 1. Vasszulfátok kivirágzása. Pécsszabolcs, Karolina-völgy. Sulphate

efflorescences.

Pécsszabolcs,

Karolina

valley

1. Coquimbit kristályok. Recsk-Lahóca. (Pásztázó elektronmikroszkópos felvétel) Coquimbite crystals from Recsk (scanning electron micrograph). II. tábla - Plate П 1. Coquimbit kristály. Recsk-Lahóca. (Pásztázó elektronmikroszkópos felvétel) Coquimbite

crystal from Recsk (scanning

electron

micrograph)

2. Coquimbit kristály. Recsk-Lahóca (Pásztázó elektronmikroszkópos felvétel) Coquimbite crystal from Recsk (scanning electron micrograph) HI. tábla - Plate Ш 1. Copiapit kristályok. Recsk-Lahóca. (Pásztázó elektronmikroszkópos felvétel) Copiapite crystal from Recsk (scanning electron micrograph)

367

368

Földtani Közlöny

127/3-4

I. tábla - Plate I

KOVÁCS A.: Új magyarországi

ásványfajok:

a coquimbit és a

II. tábla - Plate II.

paracoquimbit

370

Földtani Közlöny

127/3-4

III. tábla - Plate III.

Life Enjoy

" Life is not a problem to be solved but a reality to be experienced! "

Get in touch

Social

© Copyright 2013 - 2019 TIXPDF.COM - All rights reserved.