Минерализация фумарол угольных отвалов.
Фумаролы- небольшие отверстия и трещинки, по которым поднимаются струи горячих водных паров и газов (H2О, HCl, HF, SO2, CO2, H2S, H2 и др.), выделяющихся из магмы (первичные фумаролы) и ещё не остывших лавовых потоков и пирокластических отложений (вторичные фумаролы). Фумаролы расположены в кратере, на склонах и у подножия вулканов.
Минерализация фумарол. Процессы горения, плавления, обжига сопровождаются образование газов. В настоящее время детально изучено три главных типа фумарол: сульфатные, хлоридные и серные.
Сульфатные коры: алюмосульфатные, алюмоаммониевые, магний-аммониевые и гипсовые. Алюмосульфатные коры возникают при резком преобладании глинистых пород, как «сырых», так и обожженных. При обилии карбонатных пород возникают магний-аммониевые и гипсовые коры.
Хлоридные коры: нашатырные и хлоридные железосодержащие. Площадные хлоридные коры возникают над «черными блоками» - не прогоревшими участками горных пород. На этих участках происходит интенсивное выделение хлористых соединений из угля, углистого вещества и других компонентов отвальной массы. Эти коры располагаются на пологих участках склонов, в привершинных частях под тонким слоем пылеватого грунта (на глубине нескольких см) и под асфальтоподобными корами. Выделение газов с характерным «хлористым» запахом идет по всему прогретому участку.
Серные коры формируются за счет серосодержащих газовых струй, мигрирующих из глубины отвалов и выходящих на их вершинах в виде фумарол с температурой 400-500 градусов. При поднятии к поверхности они вступают во взаимодействие с обломками горных пород. При этом происходит растворение карбонатов, сернокислый гидролиз алюмосиликатов с образованием кристаллов квасцов (кристаллогидраты двойных сульфатов, например, алюмокалиевые K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O), алунита – «квасцовый камень» KAl3[SO4]2[OH] (за счет щелочных полевых шпатов, источник алюминия), ярозит KFe3[SO4]2[OH]6 (похож на охристый лимонит, но жирный на ощупь), эпсомит (син. горькая соль) MgSO4·7H2O, ангидрит в виде скрытокристаллических корочек и др.
Особый тип фумарол представлен выходами относительно низкотемпературных (десятки градусов) газов, вокруг которых отлагаются битуминозные вещества и сера. Формируются асфальтоподобные коры также над «черными блоками». Их толщина составляет 10-20 см, а площадь распространения 5-10 м2. Как сама кора, так и выходящие газы, имеют специфический запах (запах шпал). Поры в коре нередко заполнены дёгтеподобным веществом, а сама масса содержит множество мелких кристалликов серы. Их содержание обычно не превышает 5-10%, но может достигать до 30-50% массы.
Характеристика отходов углесжигания.
Техногенно-пирогенные образования – минералы и горные породы, образующиеся в результате горения и при ядерных взрывах. Горению подвергаются каустобиолиты, колчеданные руды, отходы промышленности, растительность.
1. Техногенные образования, возникающие за счет горения:
А) каустобиолитов (угля, горючих сланцев, газа, газоконденсата, нефти, торфа). При горении угольсодержащих отвалов в поверхностных условиях происходит частичный вынос углерода, а на некоторой глубине – преобразование аморфного угля в различные кристаллические его модификации (графит от мелко- и крупночешуйчатого до длинноволокнистого) и образование карбидов железа (FeC3) и кальция (CaC2). Карбиды – тугоплавкие твердые вещества, нерастворимы ни в одном из известных растворителей. Карбиды применяют в производстве чугунов, сталей, различных сплавов, как абразивные и шлифующие материалы и т.д. В процессе сгорания газа, газоконденсата и нефти за счет вмещающих горных пород образуются стеклосодержащие породы (тенгизиты и др.), которые нередко используются как поделочные камни.