Сфалерит - Sphalerite

Сфалерит
Сфалерит - Крид, Минерал Каунти, Колорадо, США.jpg
Черные кристаллы сфалерита с незначительным содержанием халькопирита и кальцита
Общий
Категория Сульфидный минерал
Формула
(повторяющаяся единица)
(Zn, Fe) S
Классификация Струнца 2.CB.05a
Классификация Дана 02.08.02.01
Кристаллическая система Кубический
Кристалл класс Шестигранник ( 4 3 м)
Символ HM : ( 4 3 м)
Космическая группа Ж 4 3м (№ 216)
Ячейка а = 5,406 Å; Z = 4
Состав
Джмол (3D) Интерактивное изображение
Идентификация
Цвет От светлого до темно-коричневого, красно-коричневого, желтого, красного, зеленого, голубого, черного и бесцветного.
Хрустальная привычка Евэдральные кристаллы - это кристаллы правильной формы, имеющие хорошую внешнюю форму. Гранулированный - обычно встречается в матрице как кристаллы от ангидридных до субидиоморфных.
Twinning Простые контактные двойники или сложные пластинчатые формы, двойная ось [111]
Расщепление идеально
Перелом Неравномерный до раковинного
Твердость по шкале Мооса 3,5–4
Блеск Адамантин, смолистый, жирный
Полоса коричневато-белый, бледно-желтый
Прозрачность От прозрачного до полупрозрачного, непрозрачный при повышенном содержании железа
Удельный вес 3,9–4,2
Оптические свойства Изотропный
Показатель преломления п α = 2,369
Другие характеристики нерадиоактивные, немагнитные, флуоресцентные и триболюминесцентные.
использованная литература

Сфалерит является сульфидных минералов с химической формулой ( Zn , Fe ) S и руды из цинка . При высоком содержании железа сфалерит представляет собой непрозрачную черную разновидность, называемую марматитом . Немецкий геолог Эрнст Фридрих Глокер обнаружил сфалерит в 1847 году, назвав его на основе греческого слова sphaleros , что означает «обманывающий», из-за сложности идентификации минерала. Сфалерит встречается в ассоциации с галенитом , халькопиритом , пиритом (и другими сульфидами ), кальцитом , доломитом , кварцем , родохрозитом и флюоритом . Известно, что горняки называют сфалерит цинковой обманкой , блэк-джеком и рубиновой обманкой . Сфалерит встречается в различных типов месторождений, но это в первую очередь в осадочной exhalative , тип Миссисипи долины , и вулканогенных колчеданных месторождений. Он используется для цинка, латуни, бронзы, драгоценных камней, гальванизации, фармацевтики и косметики.

Внешний вид и структура кристалла

Сфалерит относится к классу гестетраэдрических кристаллов ( ) как часть кубической (изометрической) кристаллической системы . В кристаллической структуре атомы серы образуют многослойные слои, а цинк и железо заполняют промежутки между слоями и тетраэдрически координируются с атомами серы. Минералы, подобные сфалериту, включают минералы из группы сфалерита, состоящей из сфалерита, коларадоита , гавлеита , метациннабара , стиллеита и тиманнита . Структура тесно связана со структурой алмаза . Гексагональные полиморфный сфалерит является вюрцитом и тригональной полиморф matraite. Вюрцит является более высокотемпературным полиморфом, сфалерит станет вюрцитом при 1020 ° C. Постоянная решетки сульфида цинка в кристаллической структуре цинковой обманки составляет 0,541 нм . Сфалерит был обнаружен в виде псевдоморфозы , имеющей кристаллическую структуру галенита , тетраэдрита , барита и кальцита . Сфалерит может иметь двойники закона Шпинели, где двойная ось находится [111].

Химическая формула сфалерита (Zn, Fe) S ; содержание железа обычно увеличивается с повышением температуры пласта и может достигать 40%. Все природные сфалериты содержат различные примеси, которые обычно замещают цинк в катионном положении в решетке; наиболее распространенными катионными примесями являются кадмий , ртуть и марганец , но галлий , германий и индий также могут присутствовать в относительно высоких концентрациях (от сотен до тысяч частей на миллион). Кадмий может замещать до 1% цинка, а марганец обычно содержится в сфалерите с высоким содержанием железа. Сера в анионном положении может быть замещена селеном и теллуром . Содержание этих примесей определяется условиями образования сфалерита; Температура пласта, давление, доступность элементов и состав флюида являются важными факторами контроля.

Характеристики

Физические свойства

В шлифе сфалерит имеет очень высокий положительный рельеф и выглядит от бесцветного до бледно-желтого или коричневого без плеохроизма . Он имеет идеальный додекаэдрический спайность с шестью плоскостями спайности. Преломления сфалерита (как измерено с помощью света натрия , средняя длина волны 589,3 нм) в диапазоне от 2,37 , когда это чисто ZnS до 2,50 при 40% содержание железа. Сфалерит изотропен в кросс-поляризованном свете, однако сфалерит может испытывать двойное лучепреломление, если срастаться со своим полиморфным вюрцитом; двойное лучепреломление может увеличиться от 0 (0% вюрцита) до 0,022 (100% вюрцита).

Оптические свойства

В шлифе сфалерит имеет очень высокий положительный рельеф и выглядит от бесцветного до бледно-желтого или коричневого без плеохроизма . Он имеет идеальный додекаэдрический спайность с шестью плоскостями спайности. Преломления сфалерита (как измерено с помощью света натрия, средняя длина волны 589,3 нм) в диапазоне от 2,37 , когда это чисто ZnS до 2,50 при 40% содержание железа. Сфалерит изотропен в кросс-поляризованном свете, однако сфалерит может испытывать двойное лучепреломление, если срастаться со своим полиморфным вюрцитом; двойное лучепреломление может увеличиваться от 0 (0% вюрцита) до 0,022 (100% вюрцита).

Разновидности

Драгоценные камни от бесцветного до бледно-зеленого сфалерита из Франклина, штат Нью-Джерси (см. Франклинская печь ), имеют ярко-оранжевый и / или синий флуоресцентный цвет в длинноволновом ультрафиолетовом свете и известны как клеиофан , почти чистая разновидность ZnS. Клейофан содержит менее 0,1% железа в кристаллической структуре сфалерита. Марматит или христофит представляет собой непрозрачную разновидность сфалерита черного цвета, и его окраска обусловлена ​​высоким содержанием железа, которое может достигать 25%; марматит назван в честь горнодобывающего района Мармато в Колумбии, а кристофит назван в честь шахты Св. Кристофа в Брайтенбрунне , Саксония . И марматит, и клейофан не признаны Международной минералогической ассоциацией (IMA). Красный, оранжевый или коричневато-красный сфалерит называют рубиновой обманкой или рубиновым цинком, а сфалерит темного цвета называют блэк-джеком.

Типы вкладов

Сфалерит является одним из наиболее распространенных сульфидных минералов, он встречается во всем мире и в различных типах месторождений. Причина широкого распространения сфалерита в том, что он встречается во многих типах месторождений; он обнаружен в скарнах , гидротермальных отложениях , осадочных отложениях, вулканогенных месторождениях массивных сульфидов (VMS), месторождениях типа долины Миссисипи (MVT), граните и угле .

Осадочный эксгалятивный

Примерно 50% цинка (из сфалерита) и свинца поступает из осадочных отложениях (SEDEX), которые представляют собой слоистые сульфиды Pb-Zn, которые образуются в жерлах морского дна. Металлы осаждаются из гидротермальных флюидов и размещаются в сланцах, карбонатах и ​​богатых органическими веществами алевролитах в задуговых бассейнах и разрушенных континентальных рифтах. Основными рудными минералами на месторождениях SEDEX являются сфалерит, галенит, пирит, пирротин и марказит с небольшими сульфосолями, такими как тетраэдрит-фрейбергит и буланжерит; содержание Zn + Pb обычно составляет 10-20%. Важными рудниками SEDEX являются Red Dog на Аляске , Салливан в Британской Колумбии, Mount Isa и Broken Hill в Австралии и Mehdiabad в Иране .

Тип Миссисипи-Вэлли

Подобно SEDEX месторождения типа Миссисипи-Вэлли (MVT) также представляют собой месторождения Pb-Zn, которые содержат сфалерит. Однако на их долю приходится только 15–20% цинка и свинца, они на 25% меньше по тоннажу, чем месторождения SEDEX, и имеют более низкие содержания 5–10% Pb + Zn. Залежи MVT образуются в результате замещения вмещающих карбонатных пород, таких как долостон и известняк, рудными минералами; они расположены на платформах и в упорных поясах. Кроме того, они слоистые, типично фанерозойские по возрасту и эпигенетические (образуются после литификации вмещающих карбонатных пород). Рудные минералы те же, что и месторождения SEDEX: сфалерит, галенит, пирит, пирротин и марказит, с небольшими количествами сульфосолей. Рудники, содержащие месторождения MVT, включают Polaris в канадской Арктике, реку Миссисипи в Соединенных Штатах , Pine Point в Северо-Западных территориях и Admiral Bay в Австралии.

Вулканогенный массивный сульфид

Месторождения вулканогенных массивных сульфидов (VMS) могут быть Cu-Zn- или Zn-Pb-Cu богатыми, и на их долю приходится 25% Zn в запасах. Существуют различные типы залежей VMS с различными региональными контекстами и составами вмещающих пород; общей характеристикой является то, что все они расположены в подводных вулканических породах. Они образуются из металлов, таких как медь и цинк, переносимых гидротермальными жидкостями (модифицированная морская вода), которые выщелачивают их из вулканических пород в океанической коре; Насыщенная металлами жидкость поднимается через трещины и разломы на поверхность, где она охлаждает и откладывает металлы в виде отложений VMS. Наиболее распространенными рудными минералами являются пирит, халькопирит, сфалерит и пирротин. Рудники, содержащие месторождения VMS, включают Кидд Крик в Онтарио, Урал в России , Троодос на Кипре и Бесши в Японии .

Населенные пункты

Крупнейшие производители сфалерита включают США, Россию, Мексику , Германию , Австралию, Канаду , Китай , Ирландию , Перу , Казахстан и Англию .

Источники кристаллов высокого качества включают:

Место Страна
Фрайберг , Саксония ,
Нойдорф , Горы Гарц
Германия
Lengenbach карьер , Binntal , Вале Швейцария
Горни Славков и Пршибрам Чехия
Родна Румыния
Мадан, Смолянская область , Родопы Болгария
Шахта Алива, горы Пикос-де-Эуропа , провинция Кантабрия [Сантандер] Испания
Олстон Мур , Камбрия Англия
Дальнегорск, Приморский край Россия
Озеро Уотсон , территория Юкон Канада
Флин Флон , Манитоба Канада
Район трех штатов, включая месторождения возле
Бакстер-Спрингс , графство Чероки, Канзас ;
Джоплин , округ Джаспер, штат Миссури
и Пичер , округ Оттава, штат Оклахома
Соединенные Штаты Америки
Рудник Элмвуд , недалеко от Карфагена , округ Смит, штат Теннесси Соединенные Штаты Америки
Орел мой, Гилман район , Игл Каунти, штат Колорадо Соединенные Штаты Америки
Санта-Эулалия, Чихуахуа Мексика
Найка , Чихуахуа Мексика
Кананеа , Сонора Мексика
Huaron Перу
Casapalca Перу
Huancavelica Перу
Зинкгруван Швеция

Использует

Металл

Сфалерит - важная руда цинка; Около 95% всего первичного цинка извлекается из сфалеритовой руды. Однако из-за переменного содержания микроэлементов сфалерит также является важным источником нескольких других металлов, таких как кадмий, галлий, германий и индий, которые заменяют цинк.

Латунь и бронза

Цинк в сфалерите используется для производства латуни , сплава меди с 3–45% цинка. Составы основных элементов сплава латунных предметов свидетельствуют о том, что сфалерит использовался исламом для производства латуни еще в средние века между 7-м и 16-м веками нашей эры. Сфалерит, возможно, также использовался в процессе цементирования латуни в Северном Китае в XII – XIII веках нашей эры ( династия Цзинь ). Подобно латуни, цинк в сфалерите также может использоваться для производства некоторых типов бронзы; бронза - это преимущественно медь, которая легирована другими металлами, такими как олово, цинк, свинец, никель, железо и мышьяк.

Другой

  • Йольский мрамор - сфалерит встречается в виде вторжений в юльский мрамор, который используется в качестве строительного материала для Мемориала Линкольна и Могилы Неизвестного .
  • Оцинкованное железо - цинк из сфалерита используется в качестве защитного покрытия для предотвращения коррозии и ржавчины; он используется на опорах электропередач, гвоздях и автомобилях.
  • Фармацевтические препараты и косметика - цинк важен для здоровья человека (а также животных и растений) и используется в организме для роста, вкуса, запаха, лечения и иммунной системой; дефицит цинка может вызвать множество побочных эффектов. Добытый цинк из сфалерита можно использовать для производства цинковых добавок, для обогащения пищевых продуктов и агрономической биообогащения . Кроме того, цинк используется в таких продуктах, как косметика, мыло и особенно солнцезащитный крем, потому что он полезен для блокировки ультрафиолетового излучения от солнца.
  • Аккумуляторы
  • Драгоценный камень

Галерея

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки