Chalkopiryt

Chalkopiryt
Galena-Chalkopyryt-49207.jpg
Chalkopiryt (złoty żółty, częściowo zabarwiony), galena (szary) i kwarc (bezbarwny) z kopalni Borieva, Madan Erzfeld, Bułgaria (wymiary: 7,4 cm × 6,4 cm × 4,1 cm)
Ogólne i klasyfikacja
inne nazwy
  • Żółty żwir
  • Kamyczki miedziane
  • kolor aureo pirytów
  • geelki
wzór chemiczny CuFeS 2
Klasa mineralna
(i ewentualnie wydział) 		Siarczki i sulfosole
Nr systemu do Strunza
i do Dana 		2.CB.10a ( 8 edycja : II / B.02)
02.09.01.01
Podobne minerały Piryt , markasyt , żwir magnetyczny , złoto
Dane krystalograficzne
Kryształowy system tetragonalny
klasa kryształów ; symbol tetragonalna skalnoedryczna; 4 2 m²
Grupa kosmiczna I 4 2 d (nr 122)Szablon: grupa pokoi / 122
Parametry sieci a  = 5,29  Å ; c  = 10,42 Å
Jednostki formuły Z  = 4
Bliźniacze częściej niż monokryształy, według {112} i {012} przenikających się lub cyklicznych bliźniaków
Właściwości fizyczne
Twardość Mohsa 3,5 do 4
Gęstość (g/cm 3 ) zmierzone: 4,1 do 4,3; obliczone: 4,283 ( VHN 100 = 187 do 203 podstaw lub 181 do 192 w pionie)
Łupliwość niewyraźny po {011} i {111}
Przerwa ; Wytrwałość muszelkowaty, nierówny; kruchy
kolor złoty do mosiężnego żółtego; po chwili zaczyna się kolorowo
Kolor linii zielonkawy czarny do czarnego
przezroczystość nieprzezroczysty
połysk Metaliczny połysk

Chalkopiryt , znany również jako piryt miedzi , żółte kamyki , pirytu Aureo colore lub geelkis jest bardzo częstym mineralnych z klasy mineralnych o „ siarczków i sulfosalts ” z chemiczny CuFeS 2 . Związek składa się zatem z jednej części każdej miedzi i żelaza oraz dwóch części siarki, a zatem z chemicznego punktu widzenia jest siarczkiem miedzi i żelaza.

Chalkopiryt krystalizuje w tetragonalnym układzie kryształów i tworzy głównie kryształy czworościenne, a także przenikające się lub cykliczne bliźniaki , ale także masywne lub gronopodobne agregaty mineralne od złota do mosiądzu. Pozostawia jednak na tablicy znakującej kolor zielonkawo-czarny do czarnego . Kryształy są w dowolnej formie nieprzezroczyste ( nieprzezroczyste ) i wykazują na powierzchniach metaliczny połysk .

Przy twardości w skali Mohsa od 3,5 do 4, chalkopiryt jest jednym z minerałów średnio twardych, który podobnie jak fluoryt odniesienia (twardość 4) można łatwo zarysować scyzorykiem . Minerał reaguje jednak krucho na obciążenia mechaniczne i pęka jak szkło w sposób podobny do muszli lub nierówno .

Etymologia i historia

Chalkopiryt został po raz pierwszy naukowo opisany przez Johanna Friedricha Henckela w 1725 roku i nazwany na cześć greckich słów chalkos oznaczających miedź i pyros oznaczających ogień.

Starszy termin z Georgius Agricola (miedzi), żwiru (również -kis , łac pirytu ) odnosi jako wspólny termin dla wszystkich trudno siarki, arsenu i antymonu metalu siarczków .

Klasyfikacja

Już w nieaktualnej 8. edycji klasyfikacji minerałów według Strunza chalkopiryt należał do klasy minerałów „siarczki i sulfosole” a tam do działu „siarczki o stosunku molowym metalu (M): siarka (S) = 1 : 1”, gdzie został sklasyfikowany jako Nazwa pochodzi od „serii chalkopirytu” z systemem nr. II / B.02 wraz z pozostałymi członkami utworzyli Gallit , Raguinit , Roquesit i Talnakhit (wcześniej Roquésit).

W spisie minerałów Lapis według Stefana Weißa, który ze względu na prywatnych kolekcjonerów i kolekcje instytucjonalne nadal opiera się na tym klasycznym systemie Karla Hugo Strunza , minerałowi nadano system i numer minerału. II / C.03-10 . W „systemie Lapis” odpowiada to działowi „Siarczki o stosunku molowym metalu: S, Se, Te ≈ 1:1”, gdzie chalkopiryt jest również nazywany od „grupy chalkopirytu” z innymi członkami Eskebornit , Gallit, Formy Laforêtit , Lenaite , Roquesite i Shenzhuangit (stan na 2018 r.).

Dziewiąte wydanie systematyki mineralnej Strunza , obowiązujące od 2001 r. i aktualizowane przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Mineralogiczne (IMA) do 2009 r., również klasyfikuje chalkopiryt do kategorii „Siarczki metali, M:S = 1:1 (i podobne )”. Jednak jest to dalej podzielone według dominujących metali w związku, tak że minerał można znaleźć zgodnie z jego składem w podsekcji „z cynkiem (Zn), żelazem (Fe), miedzią (Cu), srebrem ( Ag) itp.", gdzie wraz z eskebornitem, gallitem, laforetytem, ​​lenaitem i roquesytem "grupa chalkopirytowa" o układzie nr. 2.Formularze CB.10a .

Systematyka minerałów według Dany , stosowana głównie w świecie anglojęzycznym , przypisuje chalkopiryt do klasy „siarczków i soli siarczkowych”, a tam do kategorii „minerały siarczkowe”. Oto razem z eskebornitem, gallitem, roquesytem, ​​lenaitem i laforetytem w „grupie chalkopirytu (czterokątny: I 4 2 d )” o układzie nr. 02.09.01 w podrozdziale " Siarczki - w tym selenki i tellurki - o składzie A m B n X p , gdzie (m + n): p = 1:1 ". Szablon: grupa pokoi / 122

Chemia

Chalkopiryt ma teoretyczny skład 34,6% miedzi, 30,5% żelaza i 34,9% siarki i zwykle można go znaleźć w czystej postaci w naturze . Może jednak zawierać śladowe ilości złota , srebra i nadmiaru żelaza jako domieszki (zanieczyszczenia) .

Struktura krystaliczna

Chalkopiryt Czworokątnie krystalizuje w grupie przestrzennej I 4 2 d (grupa przestrzenna NO. 122) z kraty parametrów  = 5,29  Å i c  = 10,42 A, a także 4 jednostek wzoru na jednostkową komórkę .Szablon: grupa pokoi / 122

W strukturze krystalicznej żelazo jest czworościennie koordynowane przez cztery atomy siarki pod idealnym kątem czworościennym 109,47° . Miedź ma geometrię spłaszczonego czworościanu, kąty S-Cu-S wynoszą odpowiednio 108,68 ° i 111,06 °.

Z krystalograficznych analiz strukturalnych rentgenowskich nie można uzyskać jasnych informacji na temat stanów utlenienia żelaza lub miedzi. Zakłada się, że efektywny ładunek jonowy mieści się między Cu + Fe 3+ (S 2− ) 2 a Cu 2+ Fe 2+ (S 2− ) 2 .

Struktura krystaliczna chalkopirytu

  • patrząc równolegle do osi a

  • patrząc równolegle do osi b

  • patrząc równolegle do osi c

  • reprezentacja przestrzenna w standardowej orientacji krystalograficznej

Tabela kolorów: __ Cu     __ Fe     __ S

nieruchomości

Złocisty chalkopiryt na rodochrozycie ze Starnicy w Bułgarii

Minerał jest czasami mylony z sześciennym pirytem ze względu na jego złoty połysk i tworzenie czworościennych bliźniaków (przenikające się bliźniaki dwóch sfenoedrów; sphenoid = forma kryształu w kształcie klina) . Chalkopiryt ma jednak silniejszy żółtawy kolor i z czasem zabarwia się pod wpływem warunków atmosferycznych. Chalkopiryt jest również mylony ze złotem przez laików .

Po umieszczeniu na węglu przed rurką lutowniczą chalkopiryt łatwo topi się w szaro-czarną, magnetyczną kulkę. Nie reaguje z kwasem solnym (HCl), ale rozpuszcza się w kwasie azotowym (HNO 3 ) z oddzieleniem siarki.

Chalkopiryt zmienia się z 550 ° C w sześcienny krystalizujący β-chalkopiryt.

Edukacja i lokalizacje

Typowa parageneza chalkopirytu, galeny i sfalerytu z „kopalni Huaron”, prowincja Daniel Alcides Carrión , region Pasco , Peru (wymiary: 4,3 cm × 3,2 cm × 1,8 cm)
Chalkopiryt z kopalni Georga w Westerwaldzie, zmatowiały w jasnych kolorach - eksponowany w Muzeum Mineralogicznym Uniwersytetu w Bonn
Kryształ chalkopirytu (żółty) z segregacją bornitu (brązowy) w barycie (obraz z mikroskopu rudy, szerokość obrazu 0,74 mm)
Chalkopiryt na barycie z kopalni barytu w Dreislar

Chalkopiryt tworzy się w złożach hydrotermalnych , zwłaszcza porfirowych złożach miedzi i warstwowych złożach Cu (Co-Ag) , ale także w mniejszym stopniu w złożach ortomagmatycznych . Niewielkie ilości pirytów miedziowych znajdują się w skałach magmowych, zwłaszcza w skałach maficznych . Zwykle występuje w paragenezie z bornitem i pirytem , z którymi bywa mylony ze względu na zbliżone barwy lub barwy temperowania, ale także z wieloma innymi siarczkami miedzi lub innych metali, takimi jak sfaleryt , galena i tetraedryt oraz ogólnie z barytem , kalcytem , dolomit i kwarc . W tunelach , zwłaszcza w magmowych złożach hydrotermalnych , chalkopiryt może tworzyć masywne agregaty, ale często także dobrze uformowane kryształy . Minerał zamienia się w brunatny kamień żelazny , rudę cegły , miedziany pecher i inne sole miedzi, takie jak malachit , azuryt i chalkantyt w wyniku wietrzenia .

Jako bardzo powszechna formacja mineralna, chalkopiryt został już sprawdzony w wielu miejscach na całym świecie, z ponad 25 000 znanych miejsc (stan na 2015 r.).

Kopalnia Nikolai w pobliżu Dalnegorska w Rosji, gdzie odkryto kryształy o wielkości do 40 cm, jest szczególnie znana z niezwykłych znalezisk chalkopirytu . Kryształy i stopnie o wielkości do 12 cm pojawiły się w japońskich kopalniach Arakawa koło Kyōwa (dziś Daisen ) i Osarizawa koło Kazuno w prefekturze Akita na Honsiu .

Inne lokalizacje znajdują się w Afganistanie , Egipcie , Albanii , Argentynie , Armenii , Azerbejdżanie , Australii , Belgii , Boliwii , Brazylii , Bułgarii , Chile , Chinach , Niemczech , Ekwadorze , Finlandii , Francji , Grecji , Grenlandii , Indiach , Indonezji , Iranie , Irlandii , Włochy , Japonia , Kambodża , Kanada , Kazachstan , Kolumbia , Demokratyczna Republika Konga , Korea Północna i Południowa , Kuba , Madagaskar , Maroko , Meksyk , Birma , Namibia , Nowa Zelandia , Norwegia , Austria , Papua Nowa Gwinea , Peru , Filipiny , Polska , Portugalia , Rumunia , Rosja , Zambia , Szwecja , Szwajcaria , Zimbabwe , Słowacja , Hiszpania , RPA , Czechy , Turcja , Ukraina , Węgry , Wielka Brytania (Wielka Brytania), Stany Zjednoczone Ameryki (USA), Wietnam i Cypr .

Chalkopiryt jest również ważnym elementem w obecnych odpowiedników wulkanicznych ogromnych złóż siarczkowych (VMS) w Mid-Atlantic , Centralny Indian i East Pacific grzbiety . Chalkopiryt występuje w bardzo małych ilościach w bazaltach na Księżycu .

posługiwać się

surowiec

Chalkopiryt jest najważniejszym ekonomicznie minerałem rudy miedzi ; nie tyle ze względu na zawartość miedzi (około 34 % masy), ale ze względu na jej szerokie zastosowanie.

Różne substancje z grupy chalkopirytów, do której należy również sam chalkopiryt, mogą być stosowane jako materiał aktywny w ogniwach słonecznych . Dotychczas (od 2009 r.) dominowały mieszaniny chalkopirytów miedzi, indu, galu, selenu i siarki Cu (In, Ga) (Se, S) 2 . Te ogniwa słoneczne są często przypisywane do ogólnego ogólnego terminu ogniwo słoneczne CIGS , niezależnie od ich dokładnego składu .

Kamień szlachetny

Sowa chalkopirytowa na kwarcowej podstawie

Ze względu na niską twardość chalkopiryt nie nadaje się do komercyjnego wykorzystania jako kamień jubilerski , gdyż łatwo ulega uszkodzeniu (zarysowania, ścieranie). Kolekcjonerom jednak od czasu do czasu oferowana jest w postaci zawieszek kaboszonowych lub bębnów i pochlebców .

Chalkopiryt może być również używany do wyrobu rękodzieła, podobnie jak steatyt .

Zobacz też

literatura

  • Hans Jürgen Rösler : Podręcznik mineralogii . 4. wydanie poprawione i rozszerzone. Niemieckie wydawnictwo dla przemysłu podstawowego (VEB), Lipsk 1987, ISBN 3-342-00288-3 , s. 313-315 .
  • Helmut Schrätze , Karl-Ludwig Weiner : Mineralogia. Podręcznik na bieżąco . de Gruytera, Berlin; Nowy Jork 1981, ISBN 3-11-006823-0 , s. 155-164 .
  • Friedrich Klockmann : Podręcznik mineralogii Klockmanna . Wyd.: Paul Ramdohr , Hugo Strunz . 16. edycja. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8 , s. 429-432 (pierwsze wydanie: 1891).
  • Reiner Klenk, Thilo Glatzel, Alexander Grimm, C.-H. Fischer, Michael Kirsch, Iver Lauermann, Jörg Reichardt, Heike Steigert, Thomas P. Niesen, Sven Visbeck: Interfejs w chalkopirytowych ogniwach słonecznych – nowe podejście . W: G. Stadermann (red.): Fotowoltaika - nowe horyzonty . wrzesień 2003, s. 94-95 ( fvee.de [PDF; 3.9 MB ; udostępniono 19 lipca 2021]).

linki internetowe

Commons : Chalcopyrite (angielski: Chalcopyrite )  - kolekcja obrazów, filmów i plików audio

Indywidualne dowody

  1. ↑ a b c Hugo Strunz , Ernest H. Nickel : Tablice mineralogiczne Strunza. System klasyfikacji minerałów chemiczno-strukturalnych . Wydanie IX. E. Schweizerbart'sche Verlagbuchhandlung (Nägele i Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X , s.  77 (angielski).
  2. ↑ a b c Chalkopiryt . W: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (red.): Handbook of Mineralogy, Mineralogy Society of America . 2001 (angielski, handbookofmineralogy.org [PDF; 65  kB ; dostęp 11 października 2019 r.]).
  3. ^ Niemiecki słownik Jacoba Grimma i Wilhelma Grimma - Gelbkies. W: woerterbuchnetz.de. Akademia Nauk Berlin-Brandenburgia, dostęp 11 października 2019 r .
  4. ↑ Helmut Schrätze , Karl-Ludwig Weiner : Mineralogie. Podręcznik na bieżąco . de Gruytera, Berlin; Nowy Jork 1981, ISBN 3-11-006823-0 , s.  164 ( ograniczony podgląd w wyszukiwarce Google Book).
  5. ^ Georgius Agricola: De Natura Fossilium . Wyd.: Fritz Krafft. Marix Verlag GmbH, Wiesbaden 2006, ISBN 3-86539-052-8 , s. 381 .
  6. ↑ Stefan Weiß: Duży katalog minerałów Lapis. Wszystkie minerały od A do Z i ich właściwości. Stan 03/2018 . Wydanie siódme, całkowicie zmienione i uzupełnione. Weise, Monachium 2018, ISBN 978-3-921656-83-9 .
  7. ↑ Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA / CNMNC Lista Minerałów 2009. (PDF 1703 kB) W: cnmnc.main.jp. IMA / CNMNC, styczeń 2009, dostęp 8 października 2019 .
  8. ↑ a b c Friedrich Klockmann : Podręcznik mineralogii Klockmanna . Wyd.: Paul Ramdohr , Hugo Strunz . 16. edycja. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8 , s.  430 (pierwsze wydanie: 1891).
  9. ↑ Hans Jürgen Rösler : Podręcznik mineralogii . 4. wydanie poprawione i rozszerzone. Niemieckie wydawnictwo dla przemysłu podstawowego (VEB), Lipsk 1987, ISBN 3-342-00288-3 , s.  313 .
  10. ^ Sydney R. Hall, James M. Stewart: Udoskonalenie struktury krystalicznej chalkopirytu, CuFeS 2 . W: Acta Crystallographica . B29, 1973, s. 579 , doi : 10.1107 / S0567740873002943 (angielski).
  11. ↑ Nicholas T. Arndt, Lluís Fontboté, Jeffrey W. Hedenquist, Stephen E. Kesler, John FH Thompson, Dan G. Wood: Tworzenie zasobów mineralnych . W: Perspektywy geochemiczne . taśma 6 , nie. 1 kwietnia 2017, rozdz. 2 , s. 18–51 , doi : 10.7185 / geochempersp.6.1 (angielski, geochemicalperspectives.org [PDF; 29,7 MB ; udostępniono 19 lipca 2021]).
  12. ↑ Helmut Schrätze , Karl-Ludwig Weiner : Mineralogie. Podręcznik na bieżąco . de Gruytera, Berlin; Nowy Jork 1981, ISBN 3-11-006823-0 , s.  159 ff .
  13. ↑ Miejscowości dla chalkopirytu. W: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, dostęp 11 października 2019 r .
  14. ↑ Zapisy w sektorze mineralnym. W: Mineralienatlas Lexikon. Stefan Schorn i in., Dostęp 11 października 2019 r .
  15. ↑ Kopalnia Arakawa, Kyohwa, prefektura Akita, region Tohoku, wyspa Honsiu, Japonia. W: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, dostęp 11 października 2019 r .
  16. ↑ Petr Korbel, Milan Novák: Encyklopedia minerałów (=  Dörfler Natur ). Wydanie Dörfler w Nebel-Verlag, Eggolsheim 2002, ISBN 978-3-89555-076-8 , s. 27 (jako  miedziane kamyki ) (Uwaga: Kopalnia „Arawaka”, która jest podana jako stanowisko japońskie, jest prawdopodobnie błędną pisownią, patrz opis miejsca „Kopalnia Arakawa” w pobliżu Mindat).
  17. ↑ a b Lista lokalizacji chalkopirytu w Mineralienatlas i Mindat , dostęp 11 października 2019
  18. ↑ Grant H. Heiken, David T. Vaniman, Bevan M. Francuski: Lunar Sourcebook: A User's Guide to the Moon . Cambridge University Press , Cambridge, Anglia 1991, ISBN 0-521-33444-6 , rozdz. 5 (Minerały księżycowe), s. 151 (angielski, lpi.usra.edu [PDF; 64,2 MB ; udostępniono 19 lipca 2021]).
  19. ↑ David Barthelmy: Dane mineralne chalkopirytu. W: webmineral.com. Źródło 11 października 2019 .
  20. ↑ Carsten Deibel, Vladimir Dyakonov: Cienkowarstwowe ogniwa słoneczne na bazie chalkopirytu. Uniwersytet w Oldenburgu , zarchiwizowane od oryginału w dniu 12 lutego 2013 r .; udostępniono 11 października 2019 r .
  21. ↑ Walter Schumann: Kamienie szlachetne i kamienie szlachetne. Wszystkie rodzaje i odmiany. 1900 unikatowych egzemplarzy . 16. wydanie poprawione. BLV Verlag, Monachium 2014, ISBN 978-3-8354-1171-5 , s. 222 .