Sulfurhavaj baŭksitoj de Hungario

Geokemia studo de la Darvastó-kuŝejo

En Hungario konsiderinde multe da kretaceaj baŭksitkuŝejoj estas konataj (Figuro 1.), detale esploritaj kaj pristuditaj. Ilian geokemion monografie studadis D-ro Gy. BÁRDOSSY, traktante antaŭ ĉio la ĉefajn komponentojn (Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O₃, TiO₂), iliajn interrilatojn, la mineralan konsiston kaj genezon de la hungarlandaj karstbaŭksitoj. Li donis logikan klarigon de la granda sulfurenhavo de kelkaj baŭksitoj.

Poste, ĉi tiu lasta problemo estis ankoraŭ pli detale studata fare de geologoj de la ŝtata Entrepreno por Baŭksitserĉado (inter ili, la aŭtoro de jena komunikaĵo), ĉar pli ol 0,6% da sulfuro jam praktike maltaŭgigas baŭksiton por aluminproduktado.

Dum la esplorado de la baŭksitkorpoj de la kuŝejo Darvastó-Nagytárkány en la okcidenta parto de Bakony-Montaro (Transdanubio), evidentiĝis (E. DUDICH jr., 1962), ke ekzistas rilato inter la kvanto de sulfurhava baŭksito kaj la diko de ĝia senpera eocena supertavolo, kiu konsistas el lignithava argilo (Tabelo I.).

Pli ol 1 metro da lignithava supertavolo estas necesa pro estigi pliiĝon de sulfuro 0,6% (praktika limo de industria uzebleco). Al plua plidikiĝo de la lignithava kovraĵo je 1 metro apartenas tio de la sulfurhava baŭksito je 20 cm. Ĉi tiuj (mezaj) sciigoj bone konformas al la rezultoj de la esploroj faritaj de Gy. KOMLÓSSY kaj J. PUSKÁS sur baŭksitoj de la kuŝejo Iszkaszentgyörgy (orienta parto de Bakony-Montaro).

Estis faritaj 176 analizoj de totala sulfuro kaj de FeO, 25 analizoj de sulfuro en sulfatoj, 15 de organika karbono (C^org) en la Laboratorio de la Esplora Instituto de Neferaj Metaloj (Budapeŝto). Laŭkvalite, la ekzamenitaj baŭksitoj varias de baŭksiteca argilo ĝis altkvalita industria baŭksito.

(Oni uzis la klasadon laŭ modulo: Al₂O₃/SiO₂. La klasoj estas jenaj:

I-a: modulo > 10;
II-a: modulo 7-10;
III-a: modulo 4-7;
IV-a: modulo 2,6-4;
V-a: modulo < 2,6 sed Al₂O₃ 39%).

Tri DTA (:Diferenciga Terma Analizo) kaj Röntgendifraktometraj analizoj estis faritaj en la Mineralogia Instituto de la Kemia Universitato (urbo Veszprém). Rezultis, ke la baŭksitoj estas de miksita (gibbsita-boehmita) tipo, iliaj ĉefaj fermineraloj estas goethito kaj hematito; la plej grava argilmineralo estas kaolinito.

La grado de feroksiditeco (akceptita kiel indico de redokspotencialo) estis kalkulita laŭ la formulo:

La procento de pirito FeS₂ estis elkalkulita el la elementa konsisto.

Tiuj ĉi esploroj estis faritaj sur baŭksitdrilkernoj prenitaj el 5 profundsondaĵoj troviĝantaj en unu profilo de la baŭksitkorpo Darvastó-XI, komence de la supratriasa dolomita subtavolo ĝis la jam menciita eocena supertavolo.

La grado de feroksiditeco korelacias negative kun la totala sulfuro.

Priparolo de la rezultatoj

Sulfurhavaj baŭksitoj troviĝas en tri horizontoj de la studita profilo:

1. tuj sub la supertavolo;
2. meze de la baŭksitkorpo mem;
3. senpere sur la subtavolo.

Ni karekterizu koncize la tri horizontojn (vidu Tabelon II.).

Tabelo II.

1. Supra sulfurhava baŭksito

La totala fero ege ŝanceliĝas (kaŭze de posta migrado de fero).

La Fe(II) montras diferencojn ankoraŭ pli grandajn (kaŭze de ŝanĝiĝoj de redokspotencialo).

Pli ol duono de la sulfuro troviĝas en sulfata formo.

Malsupren la sulfurenhavo tre abrupte malpliiĝas.

Surprize malmulte da C^org estas trovita.

2. Meza sulfurhava baŭksito

La ferenhavo estas pli granda ol tiu de la ĉirkaŭantaj normalaj baŭksitoj.

Ĉeestas pli da Fe(II). O_Fe do estas malalta.

Totala sulfuro estas grandec-orde malpli ol en la supra sulfurhava baŭksito. Nur triono de la sufuro troviĝas en sulfatoj (parte ĝi jam estas forlavita).

Pirito montriĝas karakterize je la DTA kaj Röntgendifraktometraj analizoj, same kiel en la supra horizonto.

Tie ĉi troviĝis la maksimumo de organika karbono.

La plej karakterizaj ekzempleroj estas malbonkvalitaj, argilecaj.

3. Malsupra sulfurhava baŭksito

Ĝi enhavas malpli da fero entute, sed pli da Fe(II) ol la baŭksitoj kuŝantaj sur ĝi. Estas tre malbonkvalita, malsupren laŭgrade transiras en baŭksitecan argilon.

La kvanto de totala sulfuro estas mezgranda. Pli ol duono de la sulfuro troviĝas en sulfatmineraloj.

C^org estas apenaŭ trovebla, do neglektebla.

Laŭ baŭksitoj de la supra kaj de la malsupra horizontoj enhavas pli da sulfuro ol estus necese por estigi FeS₂. Efektive, la ĉeesto de gipso, CaSO₄. 2H₂O, estas pruvita. El la fersulfatmineraloj, FeSO₄. H₂O (monohidrato) ŝajnas esti la plej grava; melanterito, FeSO₄. 7H₂O ĉeestas nur etkvante.

Konsiderante ankaŭ alian serion de analizoj faritaj en 1964 pri baŭksitoj el aliaj hungarlandaj kuŝejoj (Szőc, Nyirád, Iszkaszentgyörgy) oni povas jene konkludi:

1. Statistike, la O_Fe-valoro bone karakterizas la sulfurenhavon de baŭksitoj. Ĝenerale, al O_Fe 60 apartenas sumo de sulfuro 0,6% (vidu figuro 3.).
2. Sulfuro estas pli facile oksidebla ol fero en la baŭksitoj. Fersulfido relative facile oksidiĝas al fersulfato kaj parte forlaviĝas. En tiaj kazoj oni trovas malmultan sulfuron (ĉefe en formo de sulfatoj) kaj malaltan O_Fe kune.
3. Plua oksidado trivalencigas feron, O_Fe estas pli alta: 60-120. Sulfuro troviĝas jam entute en sulfatoj.
4. En baŭksitoj reoksiditaj, se la forlaviĝo de sulfatoj estis malforta, oni povas trovi pli ol 0,6% da sulfuro kaj tamen, altan O_Fe. Sekve, la valoro 2Fe₂O₃ : FeO = O_Fe (feroksiditeco) karakterizas, antaŭ ĉio, la originalajn reduktantajn kondiĉojn de la sulfurhava baŭksito; la valoro S^sulfata : S^totala = O_S (sulfuroksiditeco) karakterizas la postan oksidiĝon; la parametro O_Fe : S^sulfata indikas la forlaviĝon de sulfatmineraloj.
5. La enhavo de organika karbono estas 0,1-0,5; grandecorde pli ol en la normalaj baŭksitoj, sed ne korelacias senpere kun sulfuro.

Laŭ la pritraktitaj rezultoj, kaj surbaze de multflankaj geologiaj observoj, jenaj procezoj estas hipoteze distingeblaj:

1. Primara piritformiĝo, samtempe kun la demetiĝo de la pramaterialo de baŭksito

   Ĝi okazis en karsta-tektonika depresio, plena de akvo. La sulfuro devenas precipe el sulfuravaj aminoacidoj (cistino, metionino) de mikroorganismaj proteinoj. La tiameniere estiĝinta sulfurhava baŭksito troviĝas senpere sur la feroksidkrusto de la karstita dolomito. Poste, dum la baŭksitformiĝo, efikis la oksidanta, alkala karstakvo de la subtavolo. Sekve la sulfurhava horizonto estas maldika, ĝia sulfurenhavo mezgranda, plejparte oksidita kaj parte forlavita (malplej forte el la argilecaj baŭksitoj). Ankaŭ al organika karbono estis parte forlavita, parte neorganikiĝis.

2. Piritigo kaŭze de ŝanĝiĝoj de E_h (redokspotencialo) kaj loka resedimentiĝo, en kondiĉoj similaj al tiuj supre karakterizitaj (loke reduktantaj)

   La relative granda kvanto de organika karbono, pruvas la rolon eble eĉ aktivan de organismoj. Tius ĉi baŭksitoj toviĝas meze de la korpo mem; parte do estas reoksiditaj, sed ankoraŭ enhavas piriton.

3. Piritiĝo samtempe kun la estiĝo de la lignithava supertavolo

   Pro ĉi tiu supra horizonto valoras la geneza klarigo donita de D-ro Gy. BÁRDOSSY. La ĉemarbordaj karstmarĉoj estiĝintaj en eoceno prezentis forte reduktantan, H₂S-havan medion, kaj demetis la lignithavajn sedimentojn. Fariĝis balanca nivelo en la suba baŭksito kun la oksidanta, alkala karstakvo de la subtavolo, ŝanceliĝante plifoje. La rezulto estas la kvanta rilato de la supra sulfurhava baŭksito al la diko de la lignithava kovraĵo.

4. Epigeneza parta dissolviĝo de fero kaj sulfatiĝo

   Pirito oksidiĝis; la formiĝinta sulfata acido (H₂SO₄) forlavis parton da fero, ĉefe la pli solveblan Fe(II), laŭ D-ro BÁRDOSSY kaj Prof. G. I. BUŜINSKIJ. Tiu ĉi solvaĵo - veninte el la eocenaj kalkŝtonoj, do karbonathava - iris malsupren tra fendetoj kaj klivaĵoj, efikante la estiĝon de diversspecaj sulfatmineraloj. Krome, ĝi plialtigis la fer- kaj sulfat- enhavon de la malsupra sulfurhava horizonto kaj forlavis plejparton da organika karbono el ĝi. Ankaŭ ĝi kontribuis al la formiĝado de la feroksidkrusto kaj la pulvoriĝa disfalo de la dolomito.

5. Epigeneza piritiĝo en fendetoj kaj pli junaj tektonikaj linioj

   Migradis tra la baŭksitkorpo ankaŭ reduktantaj solvaĵoj devenintaj el la lignithava supertavolo. El tiuj ĉi loke formiĝis kristaletoj de nova generacio de pirito kaj markazito.

6. Posta parta forlaviĝo kaj parta dehidratiĝo de sulfatoj precipe super la karstakvonivelo. Tiamaniere malgrandiĝas la sulfatenhavo de la malpli argilecaj baŭksitoj, kaj ĝis hodiaŭ daŭras la senakviĝo de melanterito al fersulfatmonohidrato.

Endre DUDICH jr.
Entrepreno por Baŭksitserĉado;
Balatonalmádi, HUNGARIO

Summary

Geochemical study of the sulphurous bauxites of the Darvastó occurrence, Hungary

A direct relation of the quantity of sulphurous bauxite to the thickness of the Eocene lignitic clay in its roof has been observed. Total sulphur, sulphate, FeO and C^org analyses, DTA and X-ray diffractometric investigations were made on the bauxite samples of five bore holes situated in one longitudinal section of ore body Darvastó-XI.

Sulphurous bauxites occur in three different horizons: immediately under the roof, within the bauxite body itself, and next to the underlying Upper Triassic dolomite. The results suggest the distinction of the following processes:

1. primary pyritization, syngenetic with the deposition of the initial materials of the bauxite;
2. pyritization caused by oscillations of the E_h (redox potencial) and by local reworking;
3. pyritization syngenetic with the formation of the lignitic clay in the roof;
4. ulterior and partial removal of iron, and sulphatization;
5. epigenetic pyritization along clefts;
6. subsequent and partial wash-out and dehydration of some sulphates.

The total sulphur content is in negative correlation with the iron oxydation grade (O_Fe).

Referencoj

1. BARNABÁS, K.: A halimbai és nyirádi bauxitterület földtani kutatása. MÁFI Évkönyve, XLVI/3 (1957)
2. BÁRDOSSY, Gy.: Melanterit a szőci bauxitban. Földtani Közlöny, 84, 217 (1957)
3. BÁRDOSSY, Gy.: A Szőc és Nyirád környéki bauxit. MAFI Évkönyve, XLVI, 433-454 (1957)
4. BÁRDOSSY, Gy.: A magyar bauxit összetételének és keletkezésének kérdései. MAFI Évkönyve, XLIX/4, Budapest 1960
5. BÁRDOSSY, Gy.: A magyar bauxit geokémiai vizsgálata. Budapest 1961
6. BENESLAVSKIJ, S. I.: Mineralogija boksitov. Moskva 1963
7. BUSCINSKIJ, G. I.: Ob uslovijah obrazovanija boksitov i o zakonomernostah razmescenija boksitov ih mestorozdenij. (Sbornik "Boksit'i, ih mineralogija i gen-
8. BUSCINSKIJ, A. K., SAROVA, A. K.: Sulfat'i aljuminija, stroncija, kalcija i magnija, obrazovavsiesja pri vivegrivanija boksitov. Trud'i Sberdl. geol. inst., vip. 35. Sverdlovsk 1960
9. DUDICH, E.: Kiegészítő jelentés a Darvastó II, III, IV, IX, XI, valamint a Nagytárkánypuszta I, III, IV, sz. bauxitlencsékről. Balatonalmádi 1962
10. KOMLÓSSY, Gy.: Az iszkaszentgyörgyi pirites bauxit genetikai vizsgálata. (Manuskripto, Budapest 1964)
11. NEMECZ, E.: A bauxit casásványai. Földtani Közlöny, LXXXIII, Budapest 1953
12. SZANTNER, F., POSGAY, K.: Jelentés a Nagytárkány-Darvastói bauxitelőfordulás VII, VIII, X, lencséin végzett kutatómunkálatok és készletszámítás eredményeiről. Bauxitkutató vállalati jelentés, Balatonalmádi 1958
13. SZANTNER, F., ERDÉLYI, M.: Jelentés a Darvastó II, III, IV, IX, XI, valamint a Nagytárkánypuszta I, III, IV, sz. bauxitlencséken végzett kutatómunkálatok és készletszámítás eredményeiről. Bauxitkutató vállalati jelentés, Balatonalmádi 1961
14. SZÁDECZKY-KARDOSS, E.: Geokémia, Budapest 1955
15. VADÁSZ, E.: Bauxitföldtan, Budapest 1951

Fonto: Kemio Internacia 1(2), 97-104
Montevideo, 1965

STEB: http://www.eventoj.hu