stringtranslate.com

Пентландит

Пентландит в пирротине , образец руды из бассейна Садбери (поле зрения 3,4 см)

Пентландит — это сульфид железа и никеля с химической формулой ( Fe , Ni ) 9 S 8. Пентландит имеет узкий диапазон колебаний соотношений никеля к железу (Ni:Fe), но обычно его описывают как 1:1. В некоторых случаях это соотношение искажается наличием включений пирротина . Он также содержит незначительное количество кобальта , обычно в низких количествах в виде доли веса.

Пентландит образует изометрические кристаллы, но обычно встречается в виде массивных зернистых агрегатов . Он хрупкий, имеет твердость 3,5–4 и удельный вес 4,6–5,0, немагнитен. Он имеет желтовато-бронзовый цвет и металлический блеск . [10]

Пентландит в изобилии встречается в ультраосновных породах, что делает его одним из важнейших источников добываемого никеля. [11] Он также иногда встречается в ксенолитах мантии и гидротермальных источниках «черного курильщика» . [12]

Этимология

Он назван в честь ирландского ученого Джозефа Баркли Пентланда (1797–1873), который впервые обнаружил этот минерал в Садбери, Онтарио.

Шахта Коппер Клифф, Садбери, Онтарио (1913)

Идентификация

Физические и оптические свойства

В полевых условиях пентландит часто путают с другими сульфидными минералами, так как все они имеют латунно-желтый цвет и металлический блеск. По этой причине лучший способ отличить пентландит — это его более бледный цвет, отсутствие магнетизма и светло-коричневато-бронзовую полосу. [12] Напротив, пирит , пирротин и халькопирит будут иметь гораздо более темные полосы: коричневато-черные, [13] серовато-черные, [14] зеленовато-черные [15] соответственно. При рассмотрении с использованием микроскопии руды в отраженном свете он обладает ключевыми диагностическими свойствами, такими как октаэдрическая спайность и его изменение в бравоит, розовато-коричневато-фиолетовый сульфидный минерал, который встречается в идиоморфных или октаэдрических кристаллах. Пентландит обычно развивается в виде зернистых включений внутри других сульфидных минералов (в основном пирротина), часто принимая форму тонких прожилок или «пламен». Хотя пентландит является непрозрачным минералом, он демонстрирует сильный светлый кремовый отражатель . [16]

Микрофотография, демонстрирующая пламенеподобное срастание пентландита в плоскополяризованном свете (PPL) (a) и кросс-поляризованном свете (XPL) (b) (5-кратное увеличение, FOV = 4 мм)

Минеральные ассоциации

Пентландит встречается вместе с сульфидными минералами, такими как бравоит, халькопирит, кубанит , миллерит , пирротин, валлериит , а также другими минералами, такими как хромит , ильменит , магнетит и сперрилит . Он химически похож на макинавит , годлевскит и гороманит. [17] [18]

Пентландит является синонимом фолгерита, горбахита, лилхаммерита и никопирита. [18]

Группа пентландита

Группа пентландита — это подразделение редких минералов, которые имеют схожие химические и структурные свойства с пентландитом, отсюда и название. Их химическая формула может быть записана как XY 8 ( S , Se ) 8 , в которой X обычно заменяется серебром , марганцем , кадмием и свинцом , в то время как медь занимает место Y . Железо, никель и кобальт могут занимать как позиции X , так и позиции Y . Эти минералы: [19]

Парагенезис

Пентландит является наиболее распространенным сульфидом никеля на земле. Он обычно образуется при охлаждении сульфидного расплава. Эти сульфидные расплавы, в свою очередь, обычно образуются во время эволюции силикатного расплава. Поскольку никель является халькофильным элементом, он отдает предпочтение (т. е. «разделяется на») сульфидным фазам. [20] В недосыщенных сульфидами расплавах никель замещает другие переходные металлы в ферромагнезиальных минералах, наиболее распространенными из которых являются оливин , а также никелевые разновидности амфибола , биотита , пироксена и шпинели . Никель наиболее легко замещает Fe 2+ и Co 2+ из-за их схожести по размеру и заряду. [21]

В расплавах, насыщенных сульфидами, никель ведет себя как халькофильный элемент и сильно распределяется в сульфидной фазе. Поскольку большая часть никеля ведет себя как совместимый элемент в процессах магматической дифференциации , образование никельсодержащих сульфидов в основном ограничено сульфидными насыщенными основными и ультраосновными расплавами. Незначительные количества сульфидов никеля обнаружены в мантийных перидотитах . [20]

Поведение сульфидных расплавов является сложным и зависит от соотношений меди, никеля, железа и серы. Обычно выше 1100 °C существует только один сульфидный расплав. При охлаждении до 1000 °C образуется твердое вещество, содержащее в основном Fe и незначительные количества Ni и Cu. Эта фаза называется моносульфидным твердым раствором (MSS) и нестабильна при низких температурах, разлагаясь на смеси пентландита и пирротина , и (редко) пирита . Только при охлаждении свыше ~550 °C (1022 °F) (в зависимости от состава) MSS подвергается распаду . Также может образовываться отдельная фаза, обычно богатая медью сульфидная жидкость, дающая начало халькопириту при охлаждении. [22]

Эти фазы обычно образуют афанитовые равномернозернистые массивные сульфиды или присутствуют в виде рассеянных сульфидов в породах, состоящих в основном из силикатов. Первозданный магматический массивный сульфид редко сохраняется, поскольку большинство месторождений никелевого сульфида были метаморфизованы.

Метаморфизм на уровне, равном или превышающем фацию зеленых сланцев , приведет к пластичной деформации твердых массивных сульфидов и перемещению их на некоторое расстояние во вмещающую породу и вдоль структур. [23] После прекращения метаморфизма сульфиды могут унаследовать слоистую или сдвиговую текстуру и, как правило, образуют яркие, равномернозернистые или шаровидные агрегаты порфиробластических кристаллов пентландита, известные в разговорной речи как «рыбья чешуя». [24]

Метаморфизм также может изменить концентрацию никеля и соотношение Ni:Fe и Ni:S в сульфидах. В этом случае пентландит может быть заменен миллеритом и редко хизлевудитом . Метаморфизм также может быть связан с метасоматозом , и особенно часто мышьяк реагирует с уже существующими сульфидами, образуя никель , герсдорфит и другие арсениды Ni–Co. [25]

Происшествие

Пентландит встречается в нижних границах минерализованных слоистых интрузий , лучшими примерами которых являются магматический комплекс Бушвельд в Южной Африке , троктолитовый интрузивный комплекс залива Войси в Канаде , габбро Дулут в Северной Америке и различные другие места по всему миру. В этих местах пентландит считается важной никелевой рудой.

Пентландит также является доминирующим рудным минералом, встречающимся в месторождениях коматиитовой никелевой руды типа Камбалда , яркий пример которых можно найти в кратоне Йилгарн в Западной Австралии . Аналогичные месторождения существуют в Нкомати, Намибия , в поясе Томпсона , Канада, и несколько примеров из Бразилии.

Пентландит, но в первую очередь халькопирит и платиноиды , также добываются на сверхгигантском месторождении никеля в Норильске , в Транссибирской магистрали России.

Бассейн Садбери в Онтарио , Канада, связан с крупным метеоритным кратером. Пентландит-халькопирит-пирротиновая руда вокруг структуры Садбери образовалась из сульфидных расплавов, которые отделились от расплавленного слоя, образовавшегося в результате удара.

Галерея

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Warr, LN (2021). «Утвержденные символы минералов IMA–CNMNC». Mineralogic Magazine . 85 (3): 291–320. Bibcode : 2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ ab Справочник по минералогии
  3. ^ ab Mindat.org
  4. ^ ab Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, Manual of Mineralogy, 20-е изд., Wiley, стр. 280-281 ISBN 0-471-80580-7 
  5. ^ ab Mindat.org - Форум
  6. ^ ab Webmineral.com
  7. ^ ab "Pentlandit" (на немецком языке).
  8. ^ Аб Шуман, Уолтер (1991). Mineralien aus aller Welt (на немецком языке) (2-е изд.). БЛВ. п. 224. ИСБН 978-3-405-14003-8.
  9. ^ Минералиеатлас
  10. ^ "Пентландит". www.mindat.org . Получено 2023-02-20 .
  11. ^ Керфут, Дерек GE (2005). «Никель». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a17_157. ISBN 978-3527306732.
  12. ^ ab "Пентландит" (PDF) . Справочник по минералогии .
  13. ^ "Пирит" (PDF) . Справочник по минералогии .
  14. ^ "Пирротин" (PDF) . Справочник по минералогии .
  15. ^ "Халькопирит" (PDF) . Справочник по минералогии .
  16. ^ Spry, Paul G.; Gedlinske, Brian L. (1987-01-01). Skinner, Brian J. (ред.). Неокрашенные минералы. doi :10.5382/EGTables. ISBN 9781887483025.
  17. ^ (Финляндия), Geologian tutkimuskeskus (1986), Карта оценки минеральных ресурсов, северная Фенноскандия: регионы и места, весьма благоприятные для месторождений полезных ископаемых, Геологические службы Финляндии, Норвегии и Швеции, OCLC  18336974 , получено 13 апреля 2023 г.
  18. ^ ab Pracejus, Bernhard (2008). Рудные минералы под микроскопом: оптический путеводитель. Elsevier. ISBN 978-0-444-52863-6. OCLC  637267707.
  19. ^ "Pentlandite Group". www.mindat.org . Получено 2023-02-20 .
  20. ^ ab Mansur, Eduardo T.; Barnes, Sarah-Jane; Duran, Charley J. (01.01.2021). «Обзор содержания халькофильных элементов в пирротине, пентландите, халькопирите и пирите из магматических сульфидных месторождений Ni-Cu-PGE». Mineralium Deposita . 56 (1): 179–204. Bibcode : 2021MinDe..56..179M. doi : 10.1007/s00126-020-01014-3. ISSN  1432-1866. S2CID  221674533.
  21. ^ Раджамани, В.; Налдретт, Эй Джей (1 февраля 1978 г.). «Распределение Fe, Co, Ni и Cu между сульфидной жидкостью и базальтовыми расплавами и состав сульфидных месторождений Ni-Cu». Экономическая геология . 73 (1): 82–93. Бибкод : 1978EcGeo..73...82R. doi :10.2113/gsecongeo.73.1.82. ISSN  1554-0774.
  22. ^ Shewman, RW; Clark, LA (1970-02-01). «Фазовые соотношения пентландита в системе Fe–Ni–S и заметки о твердом растворе моносульфида». Canadian Journal of Earth Sciences . 7 (1): 67–85. Bibcode :1970CaJES...7...67S. doi :10.1139/e70-005. ISSN  0008-4077.
  23. ^ Frost, BR; Mavrogenes, JA; Tomkins, AG (2002-02-01). «Частичное плавление месторождений сульфидных руд во время метаморфизма средней и высокой степени». The Canadian Mineralogist . 40 (1): 1–18. doi :10.2113/gscanmin.40.1.1. ISSN  0008-4476.
  24. ^ Маккуин, К. Г. (1987-05-01). «Деформация и ремобилизация в некоторых никелевых рудах Западной Австралии». Обзоры геологии руд . 2 (1): 269–286. Bibcode : 1987OGRv....2..269M. doi : 10.1016/0169-1368(87)90032-1. ISSN  0169-1368.
  25. ^ Piña, R.; Gervilla, F.; Barnes, S.-J.; Ortega, L.; Lunar, R. (2015-03-01). «Жидкостная несмешиваемость между расплавами арсенида и сульфида: доказательства из исследования LA-ICP-MS в магматических отложениях в Серрания-де-Ронда (Испания)». Mineralium Deposita . 50 (3): 265–279. Bibcode : 2015MinDe..50..265P. doi : 10.1007/s00126-014-0534-3. ISSN  1432-1866. S2CID  140179760.

Дальнейшее чтение