1. Vznik primárních nerostů z magmatu a hydroterm
Nerosty vzniklé
přímou krystalizací z magmatu současně se vznikem horniny nebo vzniklé ze
zbytkových roztoků (hydroterm) se označují jako nerosty primární.
1.1 Vznik
z magmatu likvací a segregací
Z původně homogenní taveniny mohou vznikat dvě kapalné fáze odlišného složení a rozdílných fyzikálních vlastností. Tento proces, zvaný likvace, je významný především pro bazická magmata. Nejběžnější je oddělní sulfidické taveniny od taveniny zbytkové. Tímto způsobem mohou vznikat velké akumulace sulfidů Fe (především pyrhotin) a ložiska Ni, Cu vázané na bazické intruze.
V průběhu dalšího chladnutí magmatu dochází ke krystalizaci různých minerálů. Tavenina se postupně ochuzuje o ty chemické složky, které se koncentrují v krystalech a naopak magma se relativně obohacuje o složky, které krystalizující minerály buď neobsahují nebo jich obsahují malé množství. Pokud dojde o oddělení vzniklých krystalů od zbytkové taveniny, dochází ke vzniku kumulátů. Vzniká kumulus, tvořený novotvořenými krystaly a taveninou zachycenou mezi krystaly. K separaci krystalů od taveniny, tzv. segregaci, může dojít více způsoby: gravitační diferenciací, filtrační diferenciací a diferenciací prouděním.
Krystaly, které mají větší hustotu nežli okolní taveniny, klesají v magmatickém rezervoáru vlivem gravitace do spodnějších partií, kde se mohou akumulovat, tj. procesem gravitační diferenciace. Tento proces postihuje zejména mafické silikáty, tj. olivín, pyroxeny a některé amfiboly. Snáze se gravitačně separují spinelidy (magnetit, chromit). V alkalických magmatech mohou některé světlé minerály, např. sodalit a leucit, díky své nižší hustotě naopak stoupat a hromadit se při stropu magmatického rezervoáru.
Působením tlaku může dojít k vytlačení taveniny z prostoru mezi krystaly, podobně jako je houby vymačkána voda, tj. k procesu filtrační diferenciace.
Zajímavá je diferenciace prouděním. K ní dochází vlivem fyzikálních podmínek v úzkých kanálech, kdy v jejich centru dochází ke koncentraci větších částic (zde vyrostlic), zatímco při stěnách je magma o větší krystaly ochuzeno. Tento proces může mít význam při koncentraci vyrostlic v žilných tělesech, což je velmi běžně pozorovaný jev na žilných horninách s vyrostlicemi.
Vznik nerostů likvací a segregací má praktický význam při vyhledávání a těžbě Cr, Ni a Fe rud (chromitu, pyrhotinu).Významné kumuláty a polohy likvačně vzniklých tzv. litých rud jsou v bazických a ofiolitových komplexech (Grónsko, Jižní Afrika, Oman, Newfoundland, Kypr aj.). Jsou rovněž zdrojem některých drahých, akcesoricky přítomných ryzích kovů (Pt, Au, Ag).
(Obrázky)
1.2 Krystalizace minerálů z taveniny
Ideální posloupnost rovnovážné krystalizace se snižující
se teplotou uvádí tzv. Bowenovo schéma.
Levá větev zahrnuje mafické minerály, od Mg-olivínu k biotitu. Levá větev zahrnuje plagioklasy od Ca-plagioklasů k Na-plagioklasům. Současně s oběmi větvemi dochází ke krystalizace spinelidů, v posloupnosti od Cr-spinelidů (chromit) k Fe-spinelidům (magnetit). Spodní část diagramu tvoří světlé nerosty, především K-živce a křemen (běžně je mezi nimi uváděn muskovit). Schéma není univerzální a nedá se mechanicky aplikovat na všechna magmata. Pořadí krystalizace může být i obrácené (např. pyroxeny mohou být nahrazovány amfiboly).
Ze schématu je patrné vzájemné omezení nerostů, od idiomorfně (automorfně) omezených Ca-plagioklasů a mafitů ke xenomorfně omezenému křemenu. Patrná je rovněž vyšší uspořádanost krystalové struktury v levém sloupci, od nesosilikátů k ino-, fylo- a tektosilikátům. Rovněž platí, že nerosty ve vyšší části schématu mají menších chemickou odolnost na zemském povrchu nežli spodní členy; tedy pozdější členy méně podléhají zvětrávacím procesům.
S krystalizací magmatu víceméně podle uvedeného schématu se setkáváme na prakticky všech místech výskytu hlubinných vyvřelých těles.
(Obrázky)
1.3. Vznik pegmatitů
Pegmatity vznikají ze zbytkové taveniny po krystalizaci většiny magmatu v magmatickém rezervoáru. Zbytková taveniny proniká do okolního horninového pláště nebo vyplňuje trhliny v samotném, již utuhlého magmatickém tělese. Prvky, které v původní tavenině byly jen z nepatrném množství nebo doposud nevstoupily do procesu krystalizace jsou v relativně vyšší koncentraci; proto je jimi zbytková tavenina nabohacena.
Při teplotách 1000° až 700°C začíná ze zbytkové taveniny krystalizovat ortoklas, turmalín, magnetit a některé granáty.
Při teplotách mezi až 700° až 600°C vznikají hrubozrnné pegmatity. Běžné je zákonité prorůstání křemen a živců („tzv. písmenková žula“), vznikají biotit, turmalín a vytvářejí se dutiny s krystaly křemene a živců. Takové pegmatity jsou u nás z Krupky v Krušných Horách a Křížence na Tepelské vrchovině.
Při teplotách 600° až 500°C dochází ke krystalizaci pod vlivem těkavých (volatilních) složek (H2O, CO2, HCl, SO2, SO3, H2S, HF aj.). Tyto složky snižují teploty tavení a umožňují krystalizaci řady minerálů. Dochází k tvorbě pozoruhodně velkých krystalů, v decimetrové až metrové velikosti. Vznikají charakteristické nerosty pegmatitů: muskovit, beryl, topaz, záhněda, krystaly živců a mnoho dalších. Takové pegmatity jsou u nás na Písecku a Poběžovicku.
V poněkud nižších teplotách, asi 500° až 400°C vznikají albit, nerosty s obsahem lithia (elbait, lepidolit), apatit, andaluzit, cordierit, křemen aj. U nás tento typ pegmatitů je v Dolních Borech na Velkomeziříčsku, na Třebíčsku a známý je z Nové Vsi u Českého Krumlova aj.
Pegmatity jsou mimořádně významné jako zdroj surovin i drahokamů. Poskytují, zejména v náplavech z rozvětralých pegmatitových žil, celou řadu nerostů této parageneze: smaragd, akvamarín, safír, rubín, ametyst, růženín, křišťál, topazy, zirkon, turmalín, elbait aj. Proslulé štěrky s drahokamy leží na Srí Lance (Ratnapura), v Barmě a Brazílii. Jako surovina živce nebo jako zdroj drahokamů jsou pegmatitové žíly předmětem těžby na Madagaskaru, v Kalifornii, na Ukrajině, Uralu, Zabajkalí a mnoha dalších místech.
(Obrázky)
1.4 Vznik rudních žil
Při poklesu teplot na asi 550°C vznikají nejvýše temperované rudní žíly (asociace li-snw). Tvoří je asociace s molybdenitem, scheelitem, wolframitem, kasiteritem, někdy berylem. Vznikají za přítomnosti volatilních složek vyvolávajících autometamorfózu vrcholových partií žulových tělech, tzv. greizenizaci. Kromě rudních minerálů je významný i křemen. Objevují se i vysokoteplotní sulfidy stannin a chalkopyrit, běžný je fluorit, cinvaldit a topaz. Tento typ mineralizace (Sn-W a W-Cu greizeny) je u nás klasicky vyvinut v Krušných Horách (Cínovec, Krupka, Přebuz) a přilehlé části Slavkovského Lesa (Horní Slavkov, Krásno), kde se vyskytuje ve vrcholových částech dómů krušnohorských žul.
Při teplotách okolo 350°C se voda objevuje z kapalném skupenství a vytvářejí se horké vodné roztoky – hydrotermy. Vznikají ložiska hydrotermální. Hydrotermy pronikají do okolních hornin puklinami, protékají póry v horninách nebo okolní horniny rozpouští. Při poklesu teploty se z hydroterm vylučují v zákonitém pořadí jednotlivé minerály a vznikají rudní žíly (deskovité tělesa), impregnační ložiska (při krystalizaci v pórech hornin) nebo metasomatická ložiska (při nahrazování části minerálů jinými nerosty). Významná je přítomnost H2S v hydrotermách; síra reaguje s kovy v roztoku a vznikají sulfidy. Rovněž kyselost roztoků (nízké pH) ses postupnou vzdáleností od zdroje hydrotermy snižuje (roste pH), což je dáno vlivem styku s okolní horninou. Dochází k neutralizaci k neutralizaci hydroterm, zejména při jejich průchodu horninami bazickými (např. karbonátové horniny).
Rudní žíly, v závislosti na zastoupení jednotlivých nerostů, se dělí na řadu typů, které odrážejí genetické podmínky.
Za vysokých teplot vznikají rudní žíly z převahou křemenné žiloviny. Z rudních nerostů se vyskytuje především zlato, scheelit a sulfidy pyrit, chalkopyrit, arzenopyrit (asociace s-au a au). Tato asociace je u nás přítomna a byla předmětem těžby v Jílovém u Prahy, Štěchovic, Krásné Hoře a Roudném.
Za teplot 200° až 150°C vznikají klasické rudní žíly bohaté na sulfidy (asociace k-pol a pol). Převažuje v nich sfalerit a galenit, sulfidy Ag (argentit, proustit, pyrargyrit) a sulfidy Cu (chalkozín, bornit, chalkopyrit, tetraedrit), přítomen je pyrit a řada dalších sulfidů. Z nerudních nerostů je významný křemen, baryt a někdy siderit. Tento typ hydrotermálních žil je u nás bohatě zastoupen na Příbramsku, Stříbrsku, Jihlavsku, Vožicku, Kutnohorsku aj. V drobných výskytem, ve středověku však vyhledávaných a exploatovaných jako zdroje stříbra a kovů, se polymetalické žíly dobývaly na desítkách míst na dalších místech naší republiky; na Plzeňsku v drobném výskytu u Losiné. Rudní žíly s asociacemi kpol a pol jsou pozdně variského stáří a jejich vznik souvisí s výstupem rozsáhlých granitoidních těles středočeského a moldanubického plutonu.
Rudní žíly s uranovými nerosty (asociace u), především se smolincem a s nerudní dolomitovou výplní je znám z několika výskytů v sz. Čechách. Nejznámější je v Jáchymově, v Horním Slavkově, v Plané u Mariánských Lázní a rovněž v Příbrami. Výskyty této asociace se překrývají s výskyty jiných žilných asociací.
Za srovnatelných teplot vznikají i žilné výplně bez sulfidů, tvořené barytem a fluoritem. (asociace fba). U nás je známa Bohuňova, Kovářské a Moldavě v Krušných horách, z Harrachova a z Jílového u Děčína. Žíly jsou mezozoického a terciérního stáří.
Při poklesu teplot na 100°až 50°C vznikají žíly se stříbrem, bizmutem, arzenidy niklu a kobaltu (asociace as-coni). Nerudní výplň tvoří uhličitany, zejména dolomit. Tento typ žil je znám z Jáchymova, Abertamech a je povariského stáří.
Za nízkých teplot 100°C vznikají mineralogicky chudé žíly a antimonitem (asociace sb). Tento typ žil je znám ze Sedlčanska (Krásná hora).
Z nejchladnějších hydroterm, s teplotami blízkým teplotám zemskému povrchu vznikají žíly a impregnace s cinabaritem (asociace hg). Nerudními nerosty jsou kalcit, ankerit a baryt. U nás je známa z Hořovicka.
Rudní žíly jsou velmi významné jako zdroj surovin, především kovů (Zn, Cu, Pb, Ag, Au, Co, Ni, Sb, Hg, Fe aj.) i dalších prvků (F, Ba).
(Obrázky)
1.5 Vznik alpských
žil
Hydrotermy chudé na kovy a H2S, ale s rozpuštěnými alkalickými uhličitany při průchodu zemskou kůrou rozpouštějí okolní, nejčastěji silikátové horniny. Z chladnoucích a přesycených roztoků dochází ke krystalizaci nerostů nerudního vzhledu. Nevznikají sulfidy a většina novotvořených nerostů na stěnách puklin patří mezi silikáty. Teploty hydroterm alpských žil se pohybují okolo 300°C. Charakteristickými nerosty jsou křišťál, adulár, albit, muskovit a hematit. Běžně se však vyskytují i nerosty další, z nichž mnohé jsou jinak vzácné. Objevují se epidot, fluorit, titanit, brookit, anatas aj. K nim přistupují, v závislosti na charakteru okolních hornin, i nerosty další. Z metabazitech se na puklinách se běžně objevují prehnit, diopsid, laumontit, a chlorit. U vápenato-silikátových hornin vznikají silikáty s obsahem Ca: granát grosulár, vesuvian, diopsid, epidot, tremolit a další.
Název žil je podle Alp, které jsou územím na tento typ žil bohatýma klasickým. Odtud pochází velké drúzy křišťálu, aduláru a mnoha dalších, mineralogicky atraktivních nerostů. U nás jsou mineralizace alpského typu skromnější. Známé jsou z puklin v žulových tělesech středočeského plutonu (Říčany) a na puklinách amfibolitů (Markovice u Čáslavi, Sobotín na Šumpersku).
(Obrázky)
2. Vznik nerostů
hypergenními procesy
Hypergenní procesy
jsou procesy probíhající na zemském povrchu a v jeho těsné blízkosti; vliv
oxidické atmosféry a vody vede k rozkladu hornin a minerálů a ke vzniku nerostů
nových, tzv. sekundárních nerostů. Kromě oxidace je častá hydratace a
hydrolýza. Nerosty takto vznikající jsou
většinou méně chemicky odolné a často jsou rozpustné ve vodě.
2.1 Vznik rýžovisek
Některé nerosty téměř nepodléhají chemických účinkům atmosféry a vody a po svém uvolnění z horniny zůstávají v původním chemickém složení. Jejich zrna podléhají pouze mechanickému zvětrávání. Transportem jsou drcena a rozdrolována na zrna menší. Současně dochází k mechanickému obrušování jejich hrany (v závislosti na tvrdosti nerostu s různou intenzitou), a zrna jsou zaoblována. Po transportu jsou taková zrna usazena a vznikají usazené horniny klastické.
U nerostů s vysokou chemickou a mechanickou odolností a o vysoké hustotě dochází k hromadění (akumulaci) se ve spodní části sedimentů. Těžší zrna totiž postupně propadávají mezerami mezi zrny hrubozrnných sedimentů a tento proces se zastavuje až na přirozené bariéře: buď skalním podloží nebo na poloze jemnějšího, většinou jílového materiálu. Na takových místech se uvedené nerosty hromadí a vznikají rozsypová ložiska (rýžoviska). Významnými nerosty, které tvoří rozsypová ložiska jsou drahé kovy (zlato, platina a kovy platinové skupiny, magnetit, chromit, ilmenit, granáty, zirkon, monazit, xenotim, kasiterit, wolframit aj. V náplavech se mohou koncentrovat i mnohé vzácné nebo odolné minerály, které dokládají geologickou historii území a mohou pocházet z velké dálky nebo přetrvávají v nezpevněných a přepracovávaných sedimentech dlouhou dobu. Bývají označovány jako tzv. těžké minerály (scheelit, kyanit, granáty, rutil, zirkon, turmalín, beryl). Hrubozrnné štěrky obsahují i velké valounky drahokamových nerostů (berylu, korundu, spinelu, diamantu) uvolněných z matečných hornin, zejména pegmatitů a kimberlitů.
Rýžovisek na našem území je velmi mnoho. Jsou to rýžoviště zlata podél Otavy, Blanice, Vltavy a dalších toků na Strakonicku, Písecku, Štěchovicku, Manětínsku aj. Kasiterit byl rýžován v údolích potoků Krušných hor a v okolí Lokte. České granáty jsou dodnes rýžovány v pyropových štěrcích u Třebenic a Třebívlic v Českém Středohoří.
Světová rýžoviska leží na velkých řekách a místy v mělkovodních mořských usazeninách. Těží se z nich zlato (Brazílie, Kolumbie, Sibiř, Yukon), rudy Sn a W (Indonésie), drahokamy (Indie, Barma, Thajsko, Srí Lanka, Madagaskar, Brazílie aj.). Diamanty jsou rýžovány v blízkosti matečných hornin v Jižní Africe, Namibii, Brazílii, Indii a v Jakutsku.
(Obrázky)
2.2 Vznik lateritů
a bauxitů
Z horninotvorných, chemicky méně odolných nerostů, tj. živců, pyroxenů, amfibolů, slíd se chemickým zvětráváním, tj. uvolněním vazeb v krystalové mřížce, uvolňují různě pohyblivé ionty. Nepohyblivější jsou Na1+, méně K1+, méně pohyblivé jsou Ca2+ a Mg2+ a ještě méně mobilní jsou Al3+ a Fe3+ (Fe 2+ se oxiduje na Fe3+). Ze živců vznikají hydratované silikáty Al a Na, K, a Ca přechází do roztoku. Sodík je v rozpuštěné formě odnášen do moří, ve kterých se koncentruje ve vodě ve formě chloru sodného (NaCl). Draslík méně pohyblivý, je více vázán na jílové nerosty (illit) a je spotřebováván rostlinami. Proto jsou v mořské vodě soli draslíku méně zastoupeny (KCl a sírany K), neboť se jej do moře dostaně méně v rozpuštěné formě nežli K. Vápník se váže na CO2 a vzniká ve vodě rozpustný hydrogenuhličitan vápenatý Ca(HCO3)2, který se hromadí v mořích. Za tropických podmínek dochází snadno k mobilizaci i SiO2 a dochází k silicifikaci sedimentů.
Ze silikátů bohatých na Mg a Ca (pyroxeny, amfiboly, slídy) migruje do moří Ca a Mg v roztoku (jako hydrogenuhličitan). Železo oxiduje (Fe2+ se mění na Fe3+) a vytváří oxidy a hydroxidy (tzv. „limonit“; goethit, lepidokrokit aj.). Hliník (Al3+) uvolněný ze silikátů vstupuje do nově tvořených jílových nerostů. Často zůstávají s nerost obsahujícími železo na místě a vytváří červeně zbarvený zvětralinový plášť, tzv. laterity a bauxity. U slíd nastává podobný proces; zatímco muskovit je vůči zvětrávání odolný, tmavé slídy bohaté Fe se rychle rozkládají.
Geochemické chování manganu je odlišné. Jsou-li v roztoku bohatém na CO2 přítomny Fe3+ a Mn4+, v oxidické prostředí se vylučuje Fe3+ , zatímco po snížení obsahu CO2 se sráží Mn4+. Vznikají koncentrické barevné prstence v nerostech a horninách, označované jako tzv. Liesegangovy prstence. Jejich vznik souvisí s rytmickým srážením při kolísání oxidačně-redukčních podmínek kolísání obsahu CO2 ve vodách.
(Obrázky)
2.3 Vznik síranů
Podzemní vody mají v roztoku mnoho iontů uvolněných z nerostů. Snadno dochází k reakci např. mezi Ca2+ a SO4-. Vzniká sádrovec, zejména v jílech původně bohatých na sulfidy (pyrit, markazit). Podobným procesem vzniká z Ba2+ a SO4- baryt, některé sekundární fosforečnany a arzeničnany (delvauxit, bukovskýit).
Vody bohaté na rozpuštěné sírany mohou při vysokém výparu (např. v aridním klimatu nebo v letním období našeho klimatu) srážet nerosty na zemském povrchu, na skalních stěnách a pod převisy nebo na suti hald kamenečných břidlic. Takovéto výkvěty (eflorescence) tvoří vodnaté sírany (glauberit, epsomit, alunogen aj.). Zvláštním typem je vznik sádrovce v písečnýh dunách pouští (tzv. pouštní růže). Vzlínající voda se vypařuuje pod již pod povrchem duny a vznikají křížově prorostlé krystaly a agregáty se zrnitým povrchem probarvené pískem..
(Obrázky)
2.4 Vznik nerostů
železa
Železo Fe2+ je v roztocích přenášeno jak Fe(HCO3)2. Ten je rozpustný v kyselém prostředí. V jezerních a mořských sedimentech může vytvářet konkrece a polohy sideritu (FeCO3). V mořském (nejenom) prostředí se rozpuštěné Fe2+ vlivem odlišného chemismu může měnit Fe3+ a vznikají ferolity, tj. usazeniny s vysokým obsahem železa, obecně nazývané železné rudy. Železo může být přítomno, v závislosti na řadě faktorů, například pH nebo obsahu O2 ve vodě, jako hematit, siderit a chamosit. Obvykle je koncentrováno do oválných útvarů, tzv. oolitů, které mají koncentrickou stavbu z tenkých vrstviček minerálů Fe. Méně často je hematit nebo siderit celistvý. Za nepřítomnosti O2 v sedimentech může Fe vytvářet i sulfidy, zejména tam , kde je síra dostupná (v sedimentech bohatých na organické látky). Vzniká pyrit nebo markazit. Tímto procesem vznikají sulfidy Fe v uhelných slojích nebo tzv. černých břidlicích (např. graptolitové břidlice silurského stáří).
Oolitické ferolity jsou významnou skupinou usazených hornin ve starším paleozoiku, zejména v ordoviku. K jejich vzniku docházelo i juře. U nás jsou ferolity ordovického stáří na mnoha ložiscích v Barrandienu (Ejpovice, Zdice, Nučice) nebo v metamorfovaných komplexech předpokládaného ordovického stáří (Železný Brod).
(Obrázky)
2.5 Vznik sulfidů v
usazeninách
Za nepřítomnosti O2 v sedimentech může Fe vytvářet sulfidy, zejména tam, kde síra je snadno dostupná (tj. v sedimentech bohatých na organické látky). Vzniká pyrit nebo markazit. Tímto procesem vznikaly sulfidy Fe v uhelných slojích nebo v tzv. černých břidlicích (např. graptolitových břidlicích silurského stáří, proterozoických kyzových břidlicích). Na tomto procesu je významná přítomnost sirných bakterií žijících v anoxickém prostředí a H2S v usazeninách. Podobně vznikaly i sulfidy Cu za anomálních podmínek. Např. v lagunárním prostředí v období permu vznikaly měďnaté břidlice (tzv. mansfeldské) bohaté na bornit a chalkozín.
(Obrázky)
2.6 Vznik sintrů a vápenců
Vody bohaté na Ca mají jako Ca(HCO3)2. Pro udržení rovnováhy v roztoku musí být určitý přebytek CO2 ve vodě. Obsah CO2 je přímo závislý tlaku a nepřímo na teplotě vody. Chladné podzemní krasové vody jsou při určitém obsahu CO2 nasyceny Ca(HCO3)2 . Ocitnou-li se takové vody ve volném prostoru, např. podzemních dutinách, roztok se stává přesycený a dochází k vylučování CaCO3 neboť voda v horninách je pod tlakem. Dochází k tvorbě sintrů a krasové výzdoby, většinou z kalcitu, řidčeji z aragonitu (stalaktitů, stalagmitů, sintrů). V sypkých a porézních horninách s roztoků bohatých na Ca(HCO3)2 dochází ke stmelování (vápnitý tmel v horninách) nebo vznik karbonátové konkrece ve spraších (tzv. cicváry).
Na nasycenost krasových vod Ca(HCO3)2 a jeho srážení v nerozpustné formě CaCO3 mají vliv rostliny. Při fotosyntéze rostliny (sinice, řady, mechy) odnímají vodě CO2 . Jeho snížení vede ke srážení CaCO3 a k tvorbě travertinových kaskád, tzv. pěnitců.
Je-li voda teplejší podzemních vod teplejší nežli 29°C, vzniká aragonit. U nás je klasickým příkladem Vřídlo v Karlových Varech, ve kterém vzniká vřídlovec a hrachovec
Je-li Ca(HCO3)2 přinášen do moře, je vylučován biogenní činností řas a je biochemicky zabudován do chrámek a skeletů živočichů
(Obrázky)
2.7 Zvětrávání sulfidických ložisek
Když se sulfidické žíly ocitnou v oblasti hypergeneze, síra je oxidována a vznikají sírany.
Vznikají velmi rozmanité a mineralogicky bohaté paragenezí; složení novotvořených (sekundárních) minerálů závisí na původním složení sulfidického ložiska.
Ve svrchní části žily vzniká tzv. oxidační zóna. Zde dochází k oxidaci sulfidů za vniku volné kyseliny sírové H2SO4. Typickým příkladem je rozklad pyritu FeS2. Vzniká melanterit FeSO4 . 7 H2O). Při pokračující oxidaci vzniká s Fe2(SO4)3 a volná H2SO4 a vznikají další chemicky složité sírany Fe (coquimbit, copiapit aj.). Kyselina sírová působí na okolní horniny a vznikají bohaté asociace sekundárních nerostů Al, Fe, Mg, Ca aj. Nad ložisky Fe, zejména sideritovými, vznikají mocné polohy druhotných nerostů (limonitů); bývají označovány jako „železný klobouk“ nebo „gosany“.
U mědňatých ložisek vzniká snadno rozpustný síran mědnatý CuSO4 . 5H2O. Při reakci s . Síran mědnatý reaguje s CO2 vznikají uhličitany a silikáty Cu (malachit, azurit, chryzokol, dioptas).
U ložisek zinku a olova vzniká rozpustný síran zinečnatý a posléze celá řada sekundárních minerálů se skupiny karbonátů, wolframátů, sulfátů, fosfátů (cerusit, smithsonit, anglesit, hemimorfit, wulfenit, krokoit, pyromorfit aj.). Podobně na žilách s arzenem vznikají .
arzeničnany (farmakosiderit, annabergit, erytrín). Na žilách a uranovými nerosty řadu fosforečnanů a dalších nerostů (torbernit, autunit aj.)
Z oxidační zóny sulfáty migrují do hloubky, kde má voda opět redukční vlastnosti. Dochází k redukci a vznikají velmi pestré asociace minerálů v tzv. cementační zóně. Vzniká druhotný pyrit, ryzí stříbro a Ag-sulfidy (argentit), ryzí měď a Cu-sulfidy (kuprit, bornit, chalkozín), ryzí zlato ze zlata původně přimíšené v pyritu (rozpouští se v síranu železité). Cementační zóna je nejvýhodnější pro těžbu, protože je druhotně nabohacenou částí žil; po vytěžení cementační zóny mnohé doly zanikly, neboť hlubší části žil byly již výrazně chudší o dobývané rudy. Jeho hloubka rozdílná, může činit až několik desítek metrů (maximálně do hloubky 300 m). V oxidační a cementační zńě jsou významná naleziště druhotných minerálů. Na Slovensku je Špania Dolina proslulá nerosty Cu. Oxidační a cementační zóny v Kutné Hoře, Jáchymově, Příbrami, Stříbře a na dalších místech poskytly nejkrásnější ukázky sekundární minerálů na našem území, včetně ryzích kovů (zejména Ag).
(Obrázky)
2.8 Vznik solných ložisek
V suchém a horkém klimatu v polouzavřených zátokách dochází k výparu mořské, případně slané jezerní vody tvorbě evaporitů. Mořské voda obsahuje asi 35 g solí k 1 l vody, převážně chloridů a síranů. V pořadí důležitosti jsou v ní obsaženy ionty Cl1-, Na1+, Mg2+, (SO4)2-, Ca2+ a K1+. Při zahušťování výparem se krystalizace řídí přesnými pravidly. Nejméně rozpustný je anhydrit (případně vzniká sádrovec). Při asi 10 % původního objemu vody začíná krystalizace halitu (NaCl). Po jeho vyloučení z roztoku je relativně zvýšena koncentrace K1+ a Mg1+. Začnou se vylučovat sírany MgSO4 a K2SO4 a poslední zbytky CaSO4; vzniká polyhalit. V této fázi je pro další vylučování solí nezbytná vysoké aridita, neboť další soli jsou silně hygroskopické. Až poté může pokračovat tvorba carnallitu a kainitu. Sylvín KCl vzniká druhotně rozkladem carnallitu.
Evaporitová ložiska vznikají i z vod slaných jezer, zejména v oblastech aktivní vulkanické činnosti, která v roztocích s postvulkanické činnosti přináší rozpuštěné látky. Tvoří se evapority s obsahem bóru (vznikají borax Na2B4O7.10H2O, colemanit Ca2B6O11.5H2O, pandermit Ca4B10O19.7H2O), obsahem Na-uhličitanů sodíku (trona HNa3(CO3)2. 2H2O) nebo s obsahem Na-síranů (zátoka Kara-Bogaz: mirabilit Na2SO4.10H2O, glauberit Na2Ca(SO4)2.
Geologicky starší ložiska nebo solná ložiska v oblastech pásemných pohoří snadno podléhají tektonickým deformacím (vahou nadloží nebo bočními tlaky). Halit se začne chovat plasticky. Teče ve směru solných poloh a posléze proráží nadloží ve formě solných dómů (diapir) Taková solná ložiska jsou známa z Polska (Wieliczka), Německa (Stassfurt), Rakouska, Texasu aj.
Solná jezera jsou v Izraeli (Mrtvé moře), Utahu (Velké solné jezero), v Chile, Etiopii aj.).
(Obrázky)
3. Vznik nerostů
metamorfními procesy
Při změně tlakových a teplotních podmínek se může minerální složení horniny měnit. Stávající minerální asociace je nestabilní a vytvářejí se minerály nové. Tento proces je označován jako metamorfóza.
Metamorfované horniny
obsahují řady specifických nerostů,
zejména ze skupiny silikátů. Za podmínek
regionální metamorfóry vznikají z jílových nerostů a dalších horinových složek
původních hornin usazených a hornin vyvřelých nerosty nové. Některé jsou
běžnými nerosty vznikajícími krystalizací magmatu (muskovit, biotit, křemen, plagioklasy),
objevují se však také nerosty, které krystalizací z magmatu nevznikají. K nim
patří především granáty (almandin, pyrop), kyanit, sillimanit, staurolit,
epidot aj. Z výlevných hornin, původně složených z pyroxenů a živců, vznikají
horniny složené z amfibolu, aktinolitu, epidotu, chloritu, plagioklasu,
magnetitu aj.
Význačnou minerální asociaci mají horniny vzniklé ze sedimentů původně bohatých na karbonáty (kalcit, dolomit, siderit). Objevují se novotvořené silikáty s obsahem Ca, typicky reprezentované granátem grosulárem, vesuvianem, diopsidem a spinelem. Takové horniny se označují jako erlany. Vznikají-li na kontaktech karbonatických a vyvřelých hornin, označují se jako taktity. U nás je tato asociace známa z erlanů pestré série moldanubika (Českokrumlovsko, Sušicko). Taktity jsou známé z oblasti Jeseníků (Žulová, Vápenná, Bludov).
Ze složek hornin původně bohatých na Fe (zejména pelosideritů) vznikají metamorfózou další významné metamorfní nerosty: magnetit, hedenbergit, epidot, granát andradit aj. Za oblišných podmínek vznikají horniny s diopsidem a tremolitem. Takové horniny jsou označovány jako skarny a tvoří polohy v regionálně metamorfovaných komplexech, u nás v Měděnci, Malešově a Vlastějovicích.
(Obrázky)