Борнит формула свойства

Группа

Английское название минерала Борнит - Bornite

Синонимы: Пестрая медная руда, синяя медная руда, пурпурная медная руда, бурая медная руда, фиолетовая медная руда, павлинья руда, пестрый медный колчедан (Вернер, 1796), филлипсит (Бедан, 1832), пойкилит (Брайтхаупт, 1849), пойкилопирит (Глокер, 1839), эрубесцит (Дана, 1850), халькомиклит (Бломстранд, 1870).

Происхождение названия

Назван по имени австрийского минералога И. Борна (Хайдингер, 1845).

Борнит с халькопиритом. Урал Гайское месторождение
Борнит с халькопиритом. Урал Гайское месторождение

Содержание

 

Формула борнита

Cu5FeS4

Химический состав

Химический теоретический состав из формулы Cu5FeS4: Cu —63,33; Fe—11,12; S—25,55. Наблюдаются существенные колебания состава: Cu—от 52до 65%, Fe — от 8 до 18%, S — от 20 до 27%; колебания содержания Cu обычно обусловлены механическими включениями других минералов, чаще всего халькопирита, халькозина и ковеллина, устанавливаемых в полированных шлифах под микроскопом. Вне зависимости от этого, состав борнита изменяется в значительных пределах, так как борнит может содержать в себе в виде твердого раствора халькопирит и халькозин. В качестве примесей борнит часто содержит Ag. Спектроскопически устанавливаются примеси: Ag, Bi, In, а также Ga, Pb, Sb, As. В некоторых борнитах обнаружен Се, возможно, благодаря наличию включений реньерита.

 

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Тетрагональная. Отношение осей, а/с — 2,000.

Установлены две природные низкотемпературные модификации, наблюдавшиеся совместно (Донэй и др.).

  1. Ромбическая сингония, псевдокубическая;
  2. Кубическая

Кроме того, известны искусственные, кубические модификации: низкотемпературная и высокотемпературная.

Класс симметрии. Тетрагонально-скаленоэдрический — 42т.

Кристаллическая структура

В структурном отношении модификации различаются степенью упорядоченности решетки. Кубическая модификация имеет неупорядоченную структуру, ромбическая — упорядоченную. Структура близка к структуре шпинели с плотнейшей упаковкой из атомов S, с атомами Fe в тетраэдрах и несколько неопределенным расположением атомов Cu2.

Главные формы:

Наблюдавшиеся формы (в кубической установке): а(100), с7(110), о(111), (1(322), н(211), а(533).

Форма нахождения борнита в природе

 

Облик кристаллов. Кристаллы кубического, додекаэдрического, реже октаэдрического облика

Часты двойники по о(111).

Агрегаты. Сплошные массы или зерна неправильной формы; кристаллы очень редки.

Физические свойства борнита

Оптические

  • Цвет. Медно-красный, бронзово-желтый с красноватым оттенком, фиолетовый е синей побежалостью. На свежем изломе темный медно-красный; на несвежем изломе обычна яркая пестрая побежалость.
  • Черта серовато-черная.
  • Блеск  полуметаллический
  • Прозрачность Непрозрачен.

Механические

Борнит зерна в породе. Средняя Азия. Чорух-Дайрон.
Борнит зерна в породе. Средняя Азия. Чорух-Дайрон.
  • Твердость 3.  Хрупок.
  • Плотность 4,9—5,3
  • Спайность по (111) выражена очень слабо.
  • Излом мелко-раковистый.

 

Химические свойства

Растворяется в HNO3 с выделением S.
В полированных шлифах от HNO3 вскипает. Легко травится KCN, иногда FeCl3. НСl, КОН, H2SO4 не действуют. Структура выявляется при действии раствора J в КJ

Прочие свойства

Парамагнитен. При 170° начинается переход ромбической (псевдокубической) модификации в кубическую с поглощением тепла; при 220° переход является полным. При быстром охлаждении сохраняется кубическая решетка. При 260° начинается диссоциация с последующим окислением (выделение тепла). При высоких температурах образует твердые растворы с халькопиритом (по Григорьеву — халькоборнит), которые распадаются при понижении температуры с образованием разнообразных срастаний обоих минералов. Распад, по данным Филимоновой, происходит при температуре 270°, по Шварцу — при 475°. Григорьев и Сугаки отмечают, что температура распада варьирует в зависимости от состава.

Искусственное получение минерала

Получается сплавлением в вакууме смеси, состав которой соответствует формуле минерала с некоторым избытком S2. Дёльтер (1925) получил борнит пропусканием H2S над умеренно нагретыми (до 100—200°) в трубке окислами железа и меди. Образуется в результате диффузии в твердой фазе между халькопиритом и ковеллином, а также между халькозином и пиритом.

Диагностические признаки

Сходные минералы. Ковеллин, если борнит окислен и имеет интенсивную побежалость.

Легко узнается по цвету, пестрой побежалости и низкой твердости. По окраске в свежем изломе похож на никелин, пирротин, а также на очень редко встречающийся германит. По ярко синей побежалости может быть принят за ковеллин, но резко отличается от последнего по окраске в свежем изломе. Под микроскопом в отраженном свете, в отличие от пирротина, обладает меньшей твердостью, более низкой отражающей способностью и более густой окраской, от никелина отличается меньшей твердостью, значительно меньшей отражательной. способностью и слабой анизотропией, от германита—более темной окраской и анизотропностью.

Спутники. Халькопирит, халькозин, сфалерит, пирит, галенит, магнетит, титаномагнетит, энаргит, малахит, азурит, реже куприт, молибденит и золото.

 

Происхождение и нахождение

Образуется «пегматитовым», пневматолитово-гидротермальным путем вместе с халькозином и энаргитом, вторичный в зонах вторичного сульфидно­го обогащения с малахитом, азуритом, реже купритом.

Широко распространенный минерал, встречающийся во многих медных месторождениях. Имеет различное происхождение. Как гипогенный минерал возникает в широком интервале температур. При гипергенных процессах образуется в зоне вторичного сульфидного обогащения. Известны выделения гипергенного борнита в осадочных породах иногда в виде псевдоморфоз по органическим остаткам.

Изменение минерала.

По сравнению с другими вторичными сульфидами меди борнит менее устойчив и в ранние стадии гипергенного изменения руд замещается более богатыми медью халькозином и ковеллином. В зоне окисления за счет борнита образуются малахит, азурит, куприт, лимонит и другие минералы.

Месторождения


Гипогенный борнит образует вкрапленность в основных изверженных породах в ассоциации с халькопиритом, титаномагнетитом, например, в Волковском месторождении в Свердловской обл., в р-ке Энгельс (шт. Калифорния, США).
В гидротермальных месторождениях  обычно встречается в ассоциации с различными медными и другими сульфидами, чаще всего с халькопиритом, пиритом, сфалеритом, блеклой рудой, галенитом, энаргитом, халькозином, иногда также с молибденитом и золотом. Довольно часто он наблюдается в месторождениях типа колчеданных залежей: Лёвиха, им. III Интернационала, Ворошиловское (Свердловская обл.) и др., на Урале, Алавердское (Армения), Кедабек (Азербайджан) и др. в Закавказье, Красен (Болгария) и др. Распространен в жильных медных и свинцово-цинковых месторождениях — Кафан (Армения) и ряд других в Закавказье, Успенское (Казахстан), Бьютт (шт. Монтана, США), Тсумеб (Юго-Зап. Африка) и др. Содержится в месторождениях типа медистых песчаников и сланцев-—Джезказган (Казахстан), Мансфельд (Германия). В Тувинской авт. обл. встречается в золото-медно-молибденовых рудах.
В зоне вторичного сульфидного обогащения борнит как наиболее ранний вторичный сульфид меди развивается главным образом за счет халькопирита, реже — за счет сфалерита, пирита и других минералов, входящих в состав первичных руд; такой борнит наблюдается почти во всех медных сульфидных месторождениях, но сколько-нибудь значительных скоплений обычно не дает, образует неправильные жилки, каемки или неправильные выделения.

Практическое применение

Один из важнейших минералов медных руд. Иногда используется как мед­ная руда. Поскольку борнит содержит гораздо больше меди, чем халькопирит (медный колчедан), вкраплен­ные борнитовые руды при больших запасах могут даже использоваться для промышленной разработки.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

 

Главные линии на рентгенограммах: 

 

Старинные методы. Под паяльной трубкой ведет себя подобно халькопирит, сплавляется в магнитный шарик, на угле с содой дает королек меди.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В полированных шлифах в отраженном свете в свежем состоянии розовато-коричневый, на воздухе очень быстро становится более темным, с фиолетовым оттенком. Отражательная способность (в %): для зеленых лучей 18,5, для оранжевых — 19, для красных — 21. Измерения с фотоэлементом дают для оранжевых и красных лучей соответственно 26,3 и 27,4. Двуотражение у слабоанизотройных разностей едва заметно с иммерсией. Изотропен, иногда очень слабо анизотропен (только в свежеотполированном шлифе).
Характерны пластинчатые, решетчатые и другие структуры срастания с халькопиритом как результат распада при охлаждении твердых растворов халькопирита в борните. Часто в борните обнаруживаются закономерно ориентированные включения халькопирита, расположенные параллельно (100), реже параллельно (111) и (332). Очень характерны графические срастания борнита с халькозином. Нередко также отмечаются мельчайшие включения, которые могут принадлежать реньериту, виттихениту и ближе не определенному минералу («оранжборниту» по Орселю и Плаза); последний несколько светлее борнита, заметно двуотражает, сильно анизотропен, не травится HNO3 и характеризуется наличием двойниковых пластинок.

Галлерея