stringtranslate.com

Пентландит

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

Пентландит представляет собой сульфид железа и никеля с химической формулой ( Fe , Ni ) 9S8 . Пентландит имеет узкий диапазон изменения соотношения никеля и железа (Ni:Fe), но обычно его описывают как 1:1. В некоторых случаях это соотношение искажается из-за присутствия включений пирротина . Он также содержит незначительное количество кобальта , обычно в небольших количествах в весовых долях.

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

Пентландит в изобилии встречается в ультраосновных породах, что делает его одним из наиболее важных источников добываемого никеля. [11] Иногда он также встречается в мантийных ксенолитах и ​​гидротермальных источниках «черного курильщика» . [12]

Этимология

Он назван в честь ирландского ученого Джозефа Барклая Пентленда (1797–1873), который впервые заметил этот минерал в Садбери, Онтарио.

Рудник Медный Клифф, Садбери, Онтарио (1913 г.)

Идентификация

Физические и оптические свойства

В полевых условиях пентландит часто путают с другими сульфидными минералами, поскольку все они имеют медно-желтоватый цвет и металлический блеск. По этой причине лучший способ отличить пентландит — это его более бледный цвет, отсутствие магнетизма и светло-коричневатая бронзовая полоса. [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 помощью микроскопии руды в отраженном свете он обладает ключевыми диагностическими свойствами, такими как октаэдрический раскол и его превращение в бравоит, сульфидный минерал от розоватого до коричневато-фиолетового цвета, который встречается в кристаллах идиоморфной или октаэдрической формы. Пентландит обычно развивается в виде зернистых включений внутри других сульфидных минералов (главным образом пирротина), часто имеющих форму тонких прожилок или «пламени». Хотя пентландит является непрозрачным минералом, он обладает ярко выраженной светоотражающей способностью кремового цвета . [16]

Микрофотография, демонстрирующая срастание пламенеподобного пентландита в плоскополяризованном свете (PPL) (а) и кросс-поляризованном свете (XPL) (б) (5-кратное увеличение, поле зрения = 4 мм)

Минеральные ассоциации

Пентландит встречается рядом с сульфидными минералами , такими как бравоит, халькопирит, кубанит , миллерит , пирротин, валлериит , а также с другими минералами, такими как хромит , ильменит , магнетит и сперрилит . По химическому составу он похож на макинавит , годлевскит и хороманит. [17] [18]

Пентландит является синонимом фольгерита, горбахита, лиллхаммерита и никопирита. [18]

Группа пентландита

Группа пентландита представляет собой подразделение редких минералов, которые имеют сходные с пентландитом химические и структурные свойства, отсюда и название. Их химическую формулу можно записать как XY 8 ( S , Se ) 8 , в которой X обычно заменяется серебром , марганцем , кадмием и свинцом , а место Y занимает медь . Железо, никель и кобальт способны занимать как позиции X , так и Y. Этими минералами являются: [19]

Парагенезис

Пентландит — наиболее распространенный сульфид никеля. Обычно он образуется при охлаждении сульфидного расплава. Эти сульфидные расплавы, в свою очередь, обычно образуются в ходе эволюции силикатного расплава. Поскольку никель является халькофильным элементом, он отдает предпочтение сульфидным фазам (т.е. «разделяется на них»). [20] В сульфидных недонасыщенных расплавах никель замещает другие переходные металлы в составе ферромагнезиальных минералов, наиболее распространенным из которых является оливин , а также никельсодержащие разновидности амфибола , биотита , пироксена и шпинели . Никель наиболее легко замещает Fe 2+ и Co 2+ из-за их сходства по размеру и заряду. [21]

В расплавах, насыщенных сульфидами, никель ведет себя как халькофильный элемент и сильно переходит в сульфидную фазу. Поскольку большая часть никеля ведет себя как совместимый элемент в процессах магматической дифференциации , образование никельсодержащих сульфидов по существу ограничивается насыщенными сульфидами основными и ультраосновными расплавами. Незначительные количества сульфидов никеля встречаются в мантийных перидотитах . [20]

Поведение сульфидных расплавов сложное и зависит от соотношения меди, никеля, железа и серы. Обычно выше 1100 °C существует только один сульфидный расплав. При охлаждении до 1000 °С образуется твердое вещество, содержащее в основном Fe и незначительное количество 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 после охлаждения выше ~ 550 ° C (1022 ° F) (в зависимости от состава) MSS подвергается распаду . Также может образовываться отдельная фаза, обычно богатая медью сульфидная жидкость, дающая при охлаждении халькопирит . [22]

Эти фазы обычно образуют афанитовые равнозернистые массивные сульфиды или присутствуют в виде вкрапленных сульфидов в породах, состоящих в основном из силикатов. Первозданные магматические массивные сульфиды сохраняются редко, поскольку большинство месторождений никелевых сульфидов метаморфизованы.

Метаморфизм на уровне, равном фации зеленых сланцев или выше, приведет к тому, что твердые массивные сульфиды будут пластично деформироваться и перемещаться на некоторое расстояние в вмещающие породы и вдоль структур. [23] После прекращения метаморфизма сульфиды могут унаследовать слоистую или сдвинутую текстуру и обычно образуют яркие, от равнозернистых до шаровидных агрегатов порфиробластических кристаллов пентландита, известных в просторечии как «рыбья чешуя». [24]

Метаморфизм может также изменить концентрацию никеля, соотношение Ni:Fe и Ni:S в сульфидах. При этом пентландит может замещаться миллеритом , реже хизлевудитом . Метаморфизм также может быть связан с метасоматизмом , и мышьяк особенно часто реагирует с ранее существовавшими сульфидами, образуя никель , герсдорфит и другие арсениды Ni-Co. [25]

Вхождение

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 коматиитовых никелевых руд типа Камбальда , яркий пример которых можно найти в кратоне Йилгарн в Западной Австралии . Подобные месторождения существуют в Нкомати, Намибия , в поясе Томпсона , Канада, и несколько примеров в Бразилии.

Пентландит, но в первую очередь халькопирит и платиноиды , также добывают из сверхгигантского Норильского никелевого месторождения в Транссибирской России.

Бассейн Садбери в Онтарио , Канада, связан с большим кратером от удара метеорита . Пентландит-халькопирит-пирротиновая руда вокруг структуры Садбери образовалась из сульфидных расплавов, которые отделились от пласта расплава, образовавшегося в результате удара.

Галерея

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уорр, LN (2021). «Утвержденные IMA – CNMNC минеральные символы». Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021МинМ...85..291Вт. дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ ab Справочник по минералогии
  3. ^ ab Mindat.org
  4. ^ аб Херлбат, Корнелиус С.; Кляйн, Корнелис, 1985, Руководство по минералогии, 20-е изд., Wiley, с. 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. ^ Минераленатлас
  10. ^ "Пентландит". www.mindat.org . Проверено 20 февраля 2023 г.
  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. ^ Спрай, Пол Г.; Гедлински, Брайан Л. (1 января 1987 г.). Скиннер, Брайан Дж. (ред.). Бесцветные минералы. doi : 10.5382/EGTables. ISBN 9781887483025.
  17. ^ (Финляндия), Geologian tutkimuskeskus (1986), Карта оценки минеральных ресурсов, северная Фенноскандия: регионы и места, очень благоприятные для месторождений полезных ископаемых, Геологические службы Финляндии, Норвегии и Швеции, OCLC  18336974 , получено 13 апреля 2023 г.
  18. ^ аб Працеюс, Бернхард (2008). Рудные минералы под микроскопом: оптический гид. Эльзевир. ISBN 978-0-444-52863-6. ОСЛК  637267707.
  19. ^ "Группа пентландитов". www.mindat.org . Проверено 20 февраля 2023 г.
  20. ^ Аб Мансур, Эдуардо Т.; Барнс, Сара-Джейн; Дюран, Чарли Дж. (1 января 2021 г.). «Обзор содержания халькофильных элементов в пирротине, пентландите, халькопирите и пирите из магматических сульфидных месторождений Ni-Cu-PGE». Месторождение минералов . 56 (1): 179–204. Бибкод : 2021MinDe..56..179M. дои : 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. ^ Шьюман, RW; Кларк, Луизиана (1 февраля 1970 г.). «Фазовые отношения пентландита в системе Fe – Ni – S и заметки о твердом растворе моносульфида». Канадский журнал наук о Земле . 7 (1): 67–85. Бибкод : 1970CaJES...7...67S. дои : 10.1139/e70-005. ISSN  0008-4077.
  23. ^ Фрост, БР; Маврогенес, Дж. А.; Томкинс, А.Г. (1 февраля 2002 г.). «Частичное плавление сульфидных рудных месторождений при средне- и высокостепенном метаморфизме». Канадский минералог . 40 (1): 1–18. doi : 10.2113/gscanmin.40.1.1. ISSN  0008-4476.
  24. ^ Маккуин, КГ (1 мая 1987 г.). «Деформация и ремобилизация в некоторых никелевых рудах Западной Австралии». Обзоры рудной геологии . 2 (1): 269–286. Бибкод : 1987OGRv....2..269M. дои : 10.1016/0169-1368(87)90032-1. ISSN  0169-1368.
  25. ^ Пинья, Р.; Джервилла, Ф.; Барнс, С.-Дж.; Ортега, Л.; Лунар, Р. (01 марта 2015 г.). «Жидкостная несмешиваемость между арсенидными и сульфидными расплавами: данные исследования LA-ICP-MS в магматических месторождениях в Серрания-де-Ронда (Испания)». Месторождение минералов . 50 (3): 265–279. Бибкод : 2015MinDe..50..265P. дои : 10.1007/s00126-014-0534-3. ISSN  1432-1866. S2CID  140179760.

дальнейшее чтение