Пирротин
Пирротин | |
---|---|
Общий | |
Категория | Минерал |
Формула (повторяющаяся единица) | Fe 1−x S (x = от 0 до 0,125) |
Имеет символ IMA. | Уф [1] |
Классификация Штрунца | 2.CC.10 |
Кристаллическая система | Моноклиническая , с гексагональными политипами. |
Кристаллический класс | Призматический (2/м) (тот же символ HM ) |
Космическая группа | А2/а |
Элементарная ячейка | а = 11,88 Å, b = 6,87 Å, в = 22,79 Å; β = 90,47°; З = 26 |
Идентификация | |
Цвет | Бронзовый, темно-коричневый |
Кристальная привычка | Табличные или призматические в шестиугольных призмах; от массивного до зернистого |
Расщепление | Отсутствующий |
Перелом | Неровный |
шкала Мооса твердость | 3.5 – 4.5 |
Блеск | Металлик |
Полоса | Темно-серый – черный |
Удельный вес | 4,58 – 4,65, средний = 4,61 |
Показатель преломления | Непрозрачный |
Плавкость | 3 |
Растворимость | Растворим в соляной кислоте |
Другие характеристики | Слабомагнитен, сильно магнитен при нагревании; нелюминесцентный, нерадиоактивный |
Ссылки | [2] [3] [4] |
Пирротин ( Pyrhos по- гречески означает «пламенный» ) — сульфид железа минерал с формулой Fe (1-x) S (x = от 0 до 0,125). Это нестехиометрический вариант FeS, минерала, известного как троилит .Пирротин еще называют магнитным пиритом , потому что он по цвету похож на пирит и слабо магнитен. Магнетизм уменьшается с увеличением содержания железа, а троилит немагнитен. [5] Пирротин обычно таблитчатый, латунного/бронзового цвета с металлическим блеском . Минерал встречается в основных магматических породах, таких как нориты , и может образовываться из пирита в ходе метаморфических процессов . [6] Пирротин связан и добывается с другими сульфидными минералами, такими как пентландит , пирит, халькопирит и магнетит , и был обнаружен по всему миру.
Структура
[ редактировать ]в виде ряда политипов гексагональной моноклинной или Пирротин существует кристаллической симметрии ; в одном экземпляре часто встречается несколько политипов. Их структура основана на NiAs элементарной ячейке . Таким образом, Fe занимает октаэдрическую позицию , а сульфидные центры занимают тригонально-призматические позиции . [7] [ нужна страница ]
Материалы со структурой NiAs часто являются нестехиометрическими, поскольку в них отсутствует до 1/8 доли ионов металлов, что приводит к образованию вакансий . Одной из таких структур является пирротин-4С (Fe 7 S 8 ). Здесь «4» означает, что вакансии железа определяют сверхрешетку , которая в 4 раза больше, чем элементарная ячейка в направлении «С». Направление C традиционно выбирается параллельно главной оси симметрии кристалла; это направление обычно соответствует наибольшему шагу решетки. Другие политипы включают: пирротин-5С (Fe 9 S 10 ), 6С (Fe 11 S 12 ), 7С (Fe 9 S 10 ) и 11С (Fe 10 S 11 ). Каждый политип может иметь моноклинную (М) или гексагональную (Н) симметрию, поэтому в некоторых источниках их обозначают, например, не как 6С, а как 6Н или 6М в зависимости от симметрии. [2] [8] Моноклинные формы стабильны при температуре ниже 254 ° C, тогда как гексагональные формы стабильны выше этой температуры. Исключением являются те, которые имеют высокое содержание железа, близкое к составу троилита (от 47 до 50 атомных процентов железа), которые обладают гексагональной симметрией. [9]
Магнитные свойства
[ редактировать ]Идеальная решетка FeS, такая как решетка троилита, немагнитна. Магнитные свойства изменяются в зависимости от содержания Fe. Более богатые железом гексагональные пирротины являются антиферромагнитными . с дефицитом железа Однако моноклинный Fe 7 S 8 является ферримагнитным . [10] Поэтому широко наблюдаемый в пирротине ферромагнетизм . объясняется наличием в кристаллической структуре относительно больших концентраций вакансий железа (до 20%) Вакансии понижают симметрию кристалла. Следовательно, моноклинные формы пирротина, как правило, более богаты дефектами, чем более симметричные гексагональные формы, и, следовательно, более магнитны. [11] Моноклинный пирротин претерпевает магнитный переход, известный как переход Беснуса, при 30 К, который приводит к потере магнитной остаточной намагниченности. [12] Намагниченность насыщения пирротина составляет 0,12 Тл . [13]
Идентификация
[ редактировать ]Физические свойства
[ редактировать ]Пирротин латунного, бронзового или темно-коричневого цвета с металлическим блеском и неровным или субраковидным изломом. [14] Пирротин можно спутать с другими медными сульфидными минералами, такими как пирит , халькопирит или пентландит . Определенные диагностические характеристики могут использоваться для идентификации в образцах рук. медного цвета В отличие от других распространенных сульфидных минералов , пирротин обычно магнитен (изменяется обратно пропорционально содержанию железа). [14] По шкале твердости Мооса пирротин колеблется от 3,5 до 4, [15] по сравнению с 6–6,5 для пирита. [16] Полоса может использоваться, когда свойства пирротина и других сульфидных минералов схожи. Пирротин имеет полосу от темно-серого до черного цвета. [15] Пирит будет иметь зеленовато-черную или коричневато-черную полосу. [16] халькопирит покажет зеленовато-черную полосу, [17] а пентландит оставляет бледную бронзово-коричневую полосу. [18] Пирротин обычно имеет кристаллическую структуру от массивной до зернистой , а также может иметь таблитчатые/призматические или шестиугольные кристаллы, которые иногда переливаются . [14]
Диагностические характеристики ручного образца включают: латунный/бронзовый цвет с серой/черной полосой, таблитчатые или шестиугольные кристаллы с радужным переливом, субраковидный излом , металлический блеск и магнитные свойства.
Оптические свойства
[ редактировать ]Пирротин — непрозрачный минерал и поэтому не пропускает свет. В результате пирротин будет проявлять исчезновение при просмотре в плоскополяризованном и кросс-поляризованном свете, что затрудняет идентификацию с помощью петрографических поляризационных световых микроскопов . Пирротин и другие непрозрачные минералы можно идентифицировать оптически с помощью рудного микроскопа в отраженном свете. [19] Следующие оптические свойства [20] являются репрезентативными для полированных/шайбовых разрезов с использованием микроскопии руды:
Пирротин обычно представляет собой ангедральные зернистые агрегаты и имеет цвет от кремово-розового до коричневатого. [20] отражения от слабого до сильного Плеохроизм , который можно увидеть по границам зерен. [20] Пирротин имеет половую твердость, аналогичную пентландиту (средняя), мягче пирита и тверже халькопирита. [20] Пирротин не имеет двойников или внутренних отражений, его сильная анизотропия от желтого до зеленовато-серого или серовато-синего. характерна [20]
Диагностические характеристики шлифов включают в себя: ангедральные агрегаты, цвет от кремово-розового до коричневого, сильную анизотропию.
возникновение
[ редактировать ]Пирротин — довольно распространенный компонент основных магматических пород, особенно норитов . Встречается в виде сегрегационных отложений в слоистых интрузиях, связанных с пентландитом, халькопиритом и другими сульфидами. Это важная составляющая интрузии Садбери ( метеоритный ударный кратер возрастом 1,85 млрд лет в Онтарио , Канада), где он встречается в массах, связанных с минерализацией меди и никеля. [9] Встречается также в пегматитах и контактных метаморфических зонах. Пирротин часто сопровождается пиритом, марказитом и магнетитом.
Формирование
[ редактировать ]Для образования пирротина требуется как железо, так и сера. [6] Железо является четвертым по распространенности элементом Земли в континентальной коре (среднее содержание в коре 5,63 % или 56 300 мг/кг). [21] и поэтому большинство пород имеют достаточное количество железа для образования пирротина. [6] Однако поскольку сера менее распространена (среднее содержание в земной коре 0,035 % или 350 мг/кг), [21] образование пирротина обычно контролируется содержанием серы. [6] Кроме того, минерал пирит является одновременно самым распространенным и самым распространенным сульфидным минералом в земной коре. [6] Если породы, содержащие пирит, подвергаются метаморфизму , из пирита происходит постепенное выделение летучих компонентов, таких как вода и сера. [6] Потеря серы приводит к рекристаллизации пирита в пирротин. [6]
Пирротин также может образовываться вблизи гидротермальных источников Черного курильщика . [6] Черные курильщики выбрасывают на морское дно высокие концентрации серы, и когда окружающие породы метаморфизируются, пирротин может кристаллизоваться. [6] Более поздние тектонические процессы поднимают метаморфические породы и обнажают пирротин на поверхность Земли. [6]
Распределение
[ редактировать ]Соединенные Штаты
[ редактировать ]Пирротин встречается в различных местах США . [6] [22] [23] [24] На востоке США пирротин встречается в сильно метаморфизованных породах, образующих пояс вдоль Аппалачей . [6] Породы, содержащие пирротин, обычно не встречаются в центральной части Соединенных Штатов , поскольку эта территория не метаморфизована и подстилается осадочными породами , не содержащими пирротина. [6] Прерывистые пояса , содержащие пирротин, присутствуют на западе США вдоль горного хребта Сьерра-Невада и Каскадного хребта, простирающегося на северо-запад США . [6] Пирротин также можно найти к западу и югу от озера Верхнее . [6]
Горнодобывающие предприятия по всему миру
[ редактировать ]Ниже приведены некоторые места по всему миру, где пирротин был обнаружен во время добычи : [15]
Канада
[ редактировать ]Расположение | Мой | Основные целевые товары |
---|---|---|
Британская Колумбия , Риондел | Колокольчик Шахта [25] | Cd , Cu , Au , Pb , Ag , Zn |
Квебек | Шахта Хендерсон № 2 (рудник Медный Рэнд) [26] | С , Ау |
Квебек | Отель типа «постель и завтрак» Quarry, Шарвиниган | Щебень (Габбро) для строительства |
Квебек | Карьер Маскимо, Шарвиниган | Щебень (Габбро) для строительства |
НАС
[ редактировать ]Расположение | Мой | Основные целевые товары |
---|---|---|
Коннектикут | Карьер Беккера (Карьер Беккера) [27] | обильные кварц , кианит и гранат Не указано, но следует упомянуть . Примечание. Это был карьер по производству щебня для использования в строительстве. |
Австралия
[ редактировать ]Расположение | Мой | Основные целевые товары |
---|---|---|
Тасмания | Ренисон Белл Майн (Ренисон Майн) [28] | Сн |
Бразилия
[ редактировать ]Расположение | Мой | Основные целевые товары |
---|---|---|
Минас-Жерайс | Шахта Морро Велью [29] [30] | В России железная руда [31] |
Италия
[ редактировать ]Расположение | Мой | Основные целевые товары |
---|---|---|
Тоскана | Лут Мины [32] | Ag , сульфиды [33] |
Косово
[ редактировать ]Расположение | Мой | Основные целевые товары |
---|---|---|
Митровицкий район | Шахта Трепча [34] | Pb , Ag , Zn |
Этимология и история
[ редактировать ]Назван в 1847 году Усом-Пьером-Арманом Пети-Дюфреной . [35] «Пирротин» происходит от греческого слова πνρρό, « пиррос» , что означает «цвет пламени». [2]
Проблемы
[ редактировать ]Если пирротинсодержащие породы измельчить и использовать в качестве заполнителя в бетоне, то пирротин создаст проблемы при производстве бетона . [36] Пирротин был связан с разрушением бетонных подвалов в Квебеке , Массачусетсе и Коннектикуте, когда местные карьеры включали его в свои бетонные смеси. [37] [38] [39] Многие дома в Ирландии, особенно в графстве Донегол, также пострадали от включения камней, содержащих пирротин, в бетонные блоки. [40] [41] кислородом и Содержащийся в нем сульфид железа может естественным образом реагировать с водой , и со временем пирротин распадается на серную кислоту и вторичные минералы, такие как эттрингит , таумазит и гипс . [36] [6] Эти вторичные продукты занимают больший объем, чем пирротин, который расширяется и растрескивает бетон, что приводит к разрушению фундамента дома или блока. [37] [38] [39] [36] [6]
Использование
[ редактировать ]Помимо источника серы , пирротин не имеет особого применения. [42] Обычно это не ценный минерал, если значительное количество никеля , меди или других металлов. в нем не присутствует [42] [43] Железо редко извлекают из пирротина из-за сложного металлургического процесса. [42] Его добывают главным образом потому, что он связан с пентландитом , сульфидным минералом, который может содержать значительные количества никеля и кобальта . [2] Пирротин , обнаруженный в основных и ультраосновных породах, может быть хорошим индикатором полезных месторождений никеля . [42]
Минеральные сокращения
[ редактировать ]Аббревиатура | Источник |
---|---|
Уф | ИМА-CNMNC [44] |
Po | Уитни и Эванс, 2010 г.; [45] Канадский минералог, 2019. [46] |
Синонимы
[ редактировать ]Магнитный пирит | Магнитопирит | Магнитный пирит |
Пирротин | Пиррохотин | Магнитный железный пирит |
Дипирит | Креберит | Водные киесы |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уорр, Л.Н. (2021). «Утвержденные IMA–CNMNC символы минералов» . Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021MinM...85..291W . дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 .
- ^ Jump up to: а б с д и «Пирротин» . Mindat.org . Проверено 7 июля 2009 г.
- ^ «Пирротин» (PDF) . Rruff.geo.arizona.edu . Проверено 10 июля 2015 г.
- ^ «Данные о минералах пирротина» . Вебминерал.com . Проверено 10 июля 2015 г.
- ^ Халдар, СК (2017). Платино-никель-хромовые месторождения: геология, разведка и запасная база . Эльзевир. стр.12 ISBN 978-0-12-802041-8.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д Маук, Дж.Л., Краффорд, Т.К., Хортон, Дж.Д., Сан-Хуан, Калифорния, и Робинсон, Г.Р., младший, 2020, Распространение пирротина на территории сопредельных Соединенных Штатов, 2020: Информационный бюллетень Геологической службы США на 2020–3017 годы, 4 стр., https://doi.org/10.3133/fs20203017 .
- ^ Шрайвер, DF; Аткинс, П.В.; Овертон, TL; Рурк, JP; Веллер, Монтана; Армстронг, Ф.А. «Неорганическая химия» У.Х. Фриман, Нью-Йорк, 2006. ISBN 0-7167-4878-9 . [ нужна страница ]
- ^ Барнс, Хьюберт Ллойд (1997). Геохимия гидротермальных рудных месторождений . Джон Уайли и сыновья. стр. 382–390. ISBN 0-471-57144-Х .
- ^ Jump up to: а б Кляйн, Корнелис и Корнелиус С. Херлбат-младший, Руководство по минералогии, Wiley, 20-е изд., 1985 г., стр. 278–9. ISBN 0-471-80580-7
- ^ Саньотти, Л., 2007, Сульфиды железа; в: Энциклопедия геомагнетизма и палеомагнетизма; (Редакторы Дэвид Габбинс и Эмилио Эрреро-Бервера), Springer, 1054 стр., стр. 454-459.
- ^ Атак, Суна; Онал, Гювен; Челик, Мехмет Сабри (1998). Инновации в переработке полезных ископаемых и угля . Тейлор и Фрэнсис. п. 131. ИСБН 90-5809-013-2 .
- ^ Волк, Майкл В.Р.; Гилдер, Стюарт А.; Фейнберг, Джошуа М. (1 декабря 2016 г.). «Низкотемпературные магнитные свойства моноклинного пирротина, имеющие особое значение для перехода Беснуса» . Международный геофизический журнал . 207 (3): 1783–1795. дои : 10.1093/gji/ggw376 .
- ^ Свобода, Ян (2004). Магнитные методы обработки материалов . Спрингер. п. 33. ISBN 1-4020-2038-4 .
- ^ Jump up to: а б с «Пирротин: Физические свойства, применение, состав» . geology.com . Проверено 20 февраля 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с «Пирротин» . Mindat.org . Проверено 7 июля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б «Пирит» (PDF) . rruff.info . Проверено 20 февраля 2023 г.
- ^ «Халькопирит» (PDF) . справочник по минералогии . Проверено 20 февраля 2023 г.
- ^ «Пентландит» (PDF) . справочник по минералогии . Проверено 20 февраля 2023 г.
- ^ «Микроскопия в отраженном свете – WikiLectures» . www.wikilectures.eu . Проверено 9 января 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Спрай П.Г. и Гедлинске Б. (1987). Таблицы для определения распространенных непрозрачных минералов . Изб. Экономической геологии.
- ^ Jump up to: а б «Изобилие элементов в земной коре и в море», в Справочнике CRC по химии и физике, 103-е издание (интернет-версия, 2022 г.), Джон Р. Рамбл, изд., CRC Press/Taylor & Francisco, Бока-Ратон, Флорида.
- ^ Маук, JL, и Хортон, JD (2020). Данные для сопровождения информационного бюллетеня Геологической службы США на 2020–3017 годы: Распространение пирротина на территории Соединенных Штатов [набор данных]. Геологическая служба США. https://doi.org/10.5066/P9QSWBU6 .
- ^ Геологическая служба США, 2019 г., Система данных о минеральных ресурсах: по состоянию на 11 апреля 2023 г., http://mrdata.usgs.gov/mrds/ .
- ^ Mindat.org, 2019, Шахты, полезные ископаемые и многое другое: по состоянию на 11 апреля 2023 г., https://mindat.org/ .
- ^ Грайс, Дж. Д., Голт, Р. А. (1977) Шахта Блубелл, Риондел, Британская Колумбия, Канада. Минералогическая летопись 8:1, 33–36. Мойнихан, Д. П., Паттисон, Д. Р. (2011) Происхождение минерализованных трещин на руднике Блюбелл, Риондел, Британская Колумбия. Экономическая геология, 106:6, 1043–1058.
- ^ Тавчанджян, О. (1992). Количественный анализ пространственного распределения трещиноватости и минерализации в зонах сдвига: применение к месторождениям комплекса Лак Дор (Шикугамо-Квебек). Университет Квебека в Шикутими.
- ^ Аг, Дж. Дж. (1995): Глубокий рост земной коры кварца, кианита и граната в трещины с большой апертурой, заполненные жидкостью, северо-восточный Коннектикут, США. Журнал метаморфической геологии: 13: 299–314.
- ^ Хейнс, Саймон Джон, Хилл, Патрик Артур (1970) Фазы пирротина и взаимоотношения пирротина и пирита; Ренисон Белл, Тасмания. Экономическая геология, 65 (7), 838–848.
- ^ Хенвуд, WJ (1871): Труды Королевского геологического общества Корнуолла 8 (1), 168–370.
- ^ Сципиони Виал, Д., Эд ДеВитт, Э., Лобато, Л.М. и Торман, Ч.Х. (2007) Геология золотого месторождения Морро-Велью в архейском зеленокаменном поясе Рио-дас-Вельхас, Квадрилатеро-Ферриферо, Бразилия. Обзоры геологии руды, 32, 511–542.
- ^ «Крупные шахты и проекты | Рудник Минас-Рио» . www.miningdataonline.com . Проверено 11 апреля 2023 г.
- ^ Бенвенути, М., Маскаро, И., Корсини, Ф., Феррари, М., Латтанци, П., Паррини, П., Костальола, П., Танели, Г. (2000) Экологическая минералогия и геохимия отвалов отходов на руднике Pb(Zn)-Ag Боттино, Апуанские Альпы, Италия. Европейский журнал минералогии: 12 (2): 441–453.
- ^ «Шахта Боттино» . Mindat.org . 27 марта 2023 г. . Проверено 11 апреля 2023 г.
- ^ Колодзейчик Дж., Пршек Дж., Вудурис П., Мелфос В. и Аслани Б. (2016) Sn-содержащие минералы и связанный сфалерит из свинцово-цинковых месторождений, Косово: электронный микрозонд и LA- ИСП-МС исследование. Минералы, 6(2), с.42.
- ^ «Пирротин» . Mindat.org . Проверено 24 марта 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с «Геологическая служба США публикует карту потенциальных месторождений пирротина» . USGS.gov . 29 апреля 2020 г. . Проверено 11 апреля 2023 г.
- ^ Jump up to: а б Хасси, Кристин; Фодераро, Лиза В. (7 июня 2016 г.). «Поскольку фундамент Коннектикута рушится, ваш дом теперь бесполезен» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 8 июня 2016 г.
- ^ Jump up to: а б «Рушающиеся основы» . nbcconnecticut.com. 22 июля 2015 года . Проверено 8 июня 2016 г.
- ^ Jump up to: а б «Главное управление США – разрушающиеся фундаменты: размеры домов с дефектным бетоном до конца не известны, а федеральные возможности помощи домовладельцам ограничены» . gao.gov . Проверено 22 февраля 2021 г.
- ^ Бро, К.; Стэнифорт, Б.; Гарнер, К.; Гарсайд, Р.; Колвилл, Р.; Стронгмен, Дж.; Флетчер, Дж. (8 декабря 2023 г.). «Бетонные блоки высокого риска из графства Донегол: геология дефектного заполнителя и более широкие последствия» . Строительство и строительные материалы . 408 . doi : 10.1016/j.conbuildmat.2023.133404 .
- ^ Лиманн, Андреас; Лотенбах, Барбара; Мунк, Бит; Кэмпбелл, Томас; Данлоп, Пол (июнь 2023 г.). «Слюдяный кризис» в Донеголе, Ирландия – случай внутренней сульфатной атаки?» . Исследования цемента и бетона . 168 . doi : 10.1016/j.cemconres.2023.107149 .
- ^ Jump up to: а б с д Халдар, СК (2017). Платино-никель-хромовые месторождения: геология, разведка и запасная база . Эльзевир. стр.24. ISBN 978-0-12-802041-8.
- ^ Колахдузан, М. и Йен, WT. (2002). Пирротин – важная порода и источник загрязнения окружающей среды. Green Processing 2002 – Материалы: Международная конференция по устойчивой переработке полезных ископаемых. 245–249.
- ^ Уорр, LN (2021). IMA – CNMNC утвердила символы минералов. Минералогический журнал, 85 (3), 291–320. https://doi.org/10.1180/mgm.2021.43 .
- ^ Уитни, Д.Л. и Эванс, Б.В. (2010) Сокращения названий породообразующих минералов. Американский минералог, 95, 185–187 https://doi.org/10.2138/am.2010.3371 .
- ^ Канадский минералог (2019) Список символов канадских минералогов для пород и рудообразующих минералов (30 декабря 2019 г.). https://www.mineraologicalassociation.ca/wordpress/wp-content/uploads/2020/01/symbols.pdf .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Спенсер, Леонард Джеймс (1911). . Британская энциклопедия (11-е изд.).