title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Группа борнита

Группа борнита

В группу борнита мы условно объединяем три железо-медных сульфида: борнит (представитель минералов состава A3X2), халькопирит и станнин (представители минералов состава АХ), близких по свойствам (табл. 51) и условиям образования, и довольно редкий минерал германит. В природных условиях эти минералы, особенно борнит и халькопирит, при температуре выше 475° С образуют ограниченные твердые растворы. Последние распадаются с понижением температуры, образуя пластинчатые выделения халькопирита в борните.
Борнит — Cu+5-nCu2+1/2nFe3+S4, получил название по имени австрийского минералога И. Борна (1742—1791 гг.). Синоним — пестрая медная руда.


Анализы обычно показывают присутствие Ag.
Сингония. Известны три полиморфные модификации борнита: тетрагональная, устойчивая при обычной температуре (а0 = 10,94, с0 = 21,88, c0/a0 = 2,00), тригональная метастабильная при обычной температуре (а0 = 10,94) и кубическая, образующаяся при температуре > 228° С (а0 = 5,50). Отношение «порядок — беспорядок» в структуре борнита рассмотрено ранее.
Кристаллическая структура тетрагональной и тригональной модификаций выводится из высокотемпературной модификации, основу которой составляют 8 тетраэдров из атомов серы вокруг Fe3+, размещающихся в вершинах и центрах граней элементарного куба (рис. 115, а), а также в центре четырех из восьми октантов того же куба. Атомы серы, находящиеся в вершинах Fe-тетраэдров, образуют плотнейшую кубическую упаковку. На ребрах тетраэдров посередине между каждой парой атомов S2- в двойной координации размещаются атомы Cu+ (рис. 115, б). В таком положений из 48 вакантных мест медью занято только 40. В связи с этим часть Cu+ в борните окислена до Cu2+, что определяет дефектность его структуры.

Aгpегаты и габитус. Борнит встречается в виде сплошных масс и вкрапленников. Кристаллы его исключительно редки и имеют кубический, додекаэдрический или октаэдрический габитус.
Физические свойства. Цвет на свежем изломе темный, медно-красный. На воздухе борнит сразу же покрывается пестрой (в основном синей) побежалостью. Цвет черты серовато-черный. Блеск полуметаллический. Борнит непрозрачный. Спайность практически отсутствует. Излом мелкораковистый, неровный. Хрупкий. Характеризуется электропроводностью. Под микроскопом в свежем состоянии имеет розово-коричневый цвет.
Диагностические признаки. Легко узнается по цвету, по пестрой синей побежалости и низкой твердости. Растворяется в HNO3 с выделением всплывающей серы. П. п. т. на угле в восстановительном пламени плавится в хрупкий магнитный королек. В закрытой трубке образует слабый возгон серы, в открытой — дает серный дым.
Отличие от сходных минералов. Борнит похож на халькопирит, когда последний имеет пеструю побежалось на поверхности, на никелин (NiAs), самородную медь и очень редкий минерал германит (Cu3Fe, GeS4). Отличия: 1) халькопирит имеет зелено-черную черту; 2) для никелина характерны медно-красный цвет без побежалости, твердость — 5 и буро-черная черта; 3) медь ковкая, с крючковатым изломом и медно-красной блестящей чертой; 4) германит имеет черную черту, встречается редко.
Искусственное получение. В лабораторных условиях борнит образуется путем сплавления Cu и Fe с избытком S под слоем поваренной соли, а также при действии H2S на смесь Cu2O, CuO4 и Fe2O3 при температуре 100—200° С. Находят его также в шлаках заводской плавки.
Образование и месторождения. Борнит возникает главным образом в связи с экзогенными процессами, образуя зону вторичного обогащения сульфидных месторождений. Он выделяется одним из первых среди вторичных сульфидов (главным образом, за счет халькопирита) по такой реакции:

Значительные месторождения борнита известны в США (Бьютт, Бисби) и Чили (Браден). Кристаллы встречены в месторождениях Бристоль (Коннектикут, США), Редрут (Корнуэлл, Англия) и Бьютт (Монтана, США). B России крупные месторождения борнита находятся в Казахстане (Джезказган, Успенское), на Урале (им. III Интернационала, Дзержинское). Здесь вместе с экзогенным встречается и эндогенный борнит. Экзогенный борнит присутствует почти во всех медно-сульфидных месторождениях. Значительно меньше развит эндогенный борнит, встречающийся в гидротермальных месторождениях вместе с халькопиритом, эндогенным халькозином, сфалеритом, пиритом и другими минералами.
Разрушение и псевдоморфозы. По сравнению с другими сульфидами меди борнит является наименее устойчивым и замещается более богатыми медью, халькозином и ковеллином.
Практическое значение. Борнит — важная медная руда.
Халькопирит — CuFeS2. Название халькопирита указывает на его сходство с пиритом. Первая часть названия происходит от греч. слова халькос— медь. Синоним — медный колчедан. В качестве примесей содержит Ag, Au, Tl.
Сингония тетрагональная. Вид симметрии тетрагонально-скаленоэдрический — D2d = 42m(L242L22P). В последнее время установлена также кубическая модификация, получившая название талнахит (от месторождения Талнах).
Структурная ячейка содержит Cu4Fe4S8. Пространственная группа — D2d13 — J42d; c0 = 5,25, c0 = 10,32; a0 : c0 = 1 : 1,966.
Кристаллическая структура характеризуется простой тетрагональной, близкой к кубической, решеткой (рис. 116). Элементарная ячейка состоит как бы из удвоенной ячейки типа сфалерита, в которой атомы цинка замещены атомами меди и железа. Каждый из атомов меди и железа окружен четырьмя атомами серы.

Агрегаты и габитус. Чаще всего халькопирит образует зернистые, сплошные или вкрапленные агрегаты. В виде кристаллов встречается редко. Как правило, они имеют тетраэдрический габитус с преобладающим развитием тетраэдров {112} и {112}. Грани основного тетраэдра обычно матовые, окисленные и покрыты штриховкой, а отрицательного — гладкие. Халькопирит образует двойники прорастания по (112), (012), иногда по (110) (рис. 117), а также закономерные сростки со сфалеритом, блеклой рудой и галенитом.

Физические свойства. Цвет халькопирита латунно-желтый, часто с радужной побежалостью. Черта зеленовато-черная. Блеск металлический. Непрозрачный. Спайность несовершенная по (011). Излом неровный. Хрупкий. Электропроводность слабая. Под микроскопом часто наблюдаются пластинчатые и полисинтетические двойники.
Диагностические признаки. Диагностическими признаками халькопирита являются характерная форма кристаллов, цвет и небольшая твердость. Главные линии на рентгенограммах: 3,03; 1,855; 1,586. Растворяется в HNO3. П. п. т. на угле сплавляется в магнитный королек, с содой образует королек меди. В закрытой трубке растрескивается и дает возгон серы.
Отличие от сходных минералов. Халькопирит похож на самородное золото, пирит, марказит, пирротин и миллерит, Отличия: 1) самородное золото имеет сильный блеск, ковкость, не растворяется в кислотах; 2) пирит и марказит имеют более яркий цвет и большую твердость, 3) пирротин темнее халькопирита, часто магнитный; 4) миллерит образует игольчато-волосистые кристаллы.
Искусственное получение. Халькопирит получается сплавлением пирита с сульфидом меди и при нагревании окислов меди и железа в атмосфере H2S.
Образование и месторождения. Месторождения халькопирита представлены магматическим, гидротермальным и осадочным типами. В магматических месторождениях халькопирит содержится в медно-никелевых сульфидных рудах в основных изверженных породах. Это так называемые месторождения типа Седбери (по названию одного из крупнейших месторождений медно-никелевых руд в Канаде). К ним относятся месторождения Бушвельдского комплекса в Южной Африке. В месторождениях этого типа халькопирит встречается вместе с пирротином, пентландитом, магнетитом, а также с арсенидами кобальта и никеля и минералами платины и палладия. Наибольшее количество месторождений халькопирита образовалось гидротермальным путем. Среди них выделяют несколько формаций: 1) контактово-метасоматическую (Турьинские рудники на Урале, где халькопирит встречается в ассоциации с пиритом, пирротином, сфалеритом и тетраэдритом); 2) медно-турмалиновую (месторождение Браден, Чили); 2) формацию вкрапленных медных руд, где халькопирит находится в ассоциации с пиритом (месторождения Коунрад в Казахстане, Алмалык в Узбекистане, Бингем в США, Чукикамата в Чили); 4) колчеданные месторождения, в которых халькопирит рассеян в массе пиритовых тел (уральские месторождения). Осадочными являются месторождения медистых песчаников, где халькопирит вместе с борнитом цементирует зерна песчаника. К месторождениям этого типа относятся Джезказган, а также месторождения Катанги и Южной Родезии в Африке. Одиночные кристаллы халькопирита встречены в месторождении Сент-Мари-о-Мин (Франция), в Корнуэлле (Англия) и в руднике Френч-Крик (Пенсильвания, США).
Разрушение и псевдоморфозы. На земной поверхности халькопирит неустойчив и переходит в различные кислородные соединения по такой схеме:

Наблюдались псевдоморфозы халькопирита по халькозину и кальциту.
Практическое значение. Халькопирит — важная медная руда. Минимальное промышленное содержание меди в некоторых месторождениях принимается равным 0,5%.
Станнин — Cu2FeSnS4. Название станнина происходит от латинского слова станнум — олово. Синоним — оловянный колчедан. Обычно с примесями Zn, Sb, Cd, Pb и Ag.
Сингония тетрагональная, вид симметрии гетрагонально-скалено-эдрический — D2d—2m(L242L22P).
Структурная ячейка содержит Cu4Fe2Sn2S8. Пространственная группа —D2d11 — 142m; a0 = 5,47, c0 = 10,747; а0 : c0 = 1 : 1,964. Структура станнина аналогична структуре халькопирита.
Агрегаты и габитус. Обычно станнин наблюдается в виде неправильных зерен и зернистых масс. Кристаллы станнина встречаются очень редко и имеют кубический или тетраэдрический внешний вид. Отмечены ориентированные нарастания двойниковых кристаллов станнина на тетраэдрит.
Физические свойства. Цвет станнина стально-серый с оливково-зеленым оттенком. Черта черная. Непрозрачный. Спайность несовершенная по (110) и (001). Излом неровный. Хрупкий. Твердость — 3—4. Плотность — 4,3—4,5. Хороший проводник электричества. Под микроскопом часто видны пластинчатые и полисинтетические двойники. Анизотропный. Отражательная способность — 24%.
Диагностические признаки. Характерным признаком станнина является оливково-зеленый оттенок окраски. Главные линии на рентгенограммах: 3,12; 1,911; 1,634. Растворяется в HNO3 с выделением серы и SnO2 П. п. т. на угле сплавляется в королек. В закрытой трубке растрескивается и дает слабый возгон.
Отличие от сходных минералов. От похожих на него блеклых руд станнин отличается характерным оливково-зеленым оттенком.
Образование и месторождения. Станнин — редкий минерал и встречается в гидротермальных оловянных месторождениях с касситеритом и вольфрамитом (касситеритово-кварцевая формация) и с касситеритом, сфалеритом, халькопиритом, пирротином и галенитом (касситеритово-сульфидная формация). В месторождениях последней формации станнин нередко встречается в сфалерите как продукт распада твердого раствора. В самом же станнине установлено присутствие халькопирита и сфалерита (также, как продуктов распада твердых растворов). Иногда отмечается замещение станнина касситеритом (SnO2), что, очевидно, является результатом частичного эндогенного окисления. В незначительных количествах станнин встречен в оловянных месторождениях Потоси и Opypo (Боливия), Цихан (Тасмания), Циновец в Рудных горах. В России он известен в месторождениях Восточного Забайкалья (Хапчеранга и Букука). В месторождении Унсия (Боливия) найдены группы многочисленных сдвойникованных кристаллов, каждый из которых имел до 2,5 см в диаметре.
Разрушение. На земной поверхности станнин неустойчив и легко разлагается с образованием бурых железняков и касситерита (так называемое деревянистое олово).
Практическое значение. Вместе с касситеритом станнин используется как оловянная руда.
Германит — Cu3(Fe, Ge)S4. Назван по содержанию германия.
Химический состав: Cu — 39,44 — 45,40%, Ge — 6,20— 10,19%, S — 31,27 — 31,44%. Обычно содержит примеси Fe (до 8,39%), Ga (до 1,99%) и As (до 5%).
Сингония кубическая, вид симметрии гексатетраэдрический Td—4m(3L2424L36P). В структурном отношении не изучен, а0 = 10,585.
Агрегаты и габитус. Встречается в микроскопических зернах и зернистых агрегатах. Кристаллы не известны.
Физические свойства. Цвет серый с темно-красным оттенком. Черта темно-серая до черной. Блеск металлический. Непрозрачен. Твердость — 4. Плотность — 4,46—4,59. Под микроскопом в отраженном свете коричнево-розовый с фиолетовым оттенком. Отражательная способность невысокая — 21%. Изотропен. Наблюдаются ориентированные срастания с пиритом.
Диагностические признаки: тесные взаимные прорастания стеннантитом (Cu10+Cu2+2)12[AsS3]4S. Главные линии на рентгенограммах: 3,028; 1,861; 1,081. Растворяется в HNO3 П. п.т. растрескивается и с трудом плавится.
Отличие от сходных минералов. От похожих энаргита и люцонита (Cu3(Sb, As)S4) отличается изотропностью. От борнита — более светлой окраской.
Образование и месторождения. В значительных количествах встречен только в гидротермальном месторождении Тсумеб (Юго-Западная Африка) в тесной ассоциации с галенитом, теннантитом и сфалеритом. Встречен в некоторых месторождениях Армении и Казахстана в ассоциации с энаргитом и теннантитом.
Практическое значение. Наряду с цинковыми концентратами в месторождении Тсумеб является источником для получения германия.

title-icon Подобные новости