Халькопирит - формула, свойства

Английское название минерала халькопирит - Chalcopyrite

Название халькопирита образовано от греч. халькос — медь, пирос — огонь.

Синонимы минерала: Медный колчедан, желтая медная руда, тованит (Милер-Брук, 1852), купропирит (Узри, 1920). Измененным халькопиритом является гомихлин (Брайт- хаунт, 1858). Барнгардтит (барнхардтит; Гент, 1855) — смесь халькопирита с другими минералами.

 

Содержание

• Химический состав
• Кристаллографическая характеристика
• Форма нахождения в природе
• Физические свойства
• Химические свойства
• Диагностические признаки
• Происхождение
• Месторождения
• Практическое применение
• Физические методы исследования
• Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)
• Купить

 

Формула халькопирита

CuFeS₂.

Химический состав

Минерал халькопирит состоит из Сu — 34,57 %, Fe — 30,54 %, S — 34,9 %. Данные химических анализов обычно очень близки к этим цифрам. В качестве примесей в ничтожных количествах иногда присутствуют Ag, Аu Tl, Se, Те.

 

Кристаллографическая характеристика халькопирита

Сингония тетрагональная; тетрагональноскаленоэдрический в. с. L₂4L₂2P.

 Две модификация: Тетрагональный и кубический— высокотемпературная. кубический X. не гомогенен, а состоит из тонких пластинчатых и решетчатых срастаний кубический и Тетрагональный модификация X. габитус: псевдотетраэдрический, реже дипирамидальный и скаленоэдрический.

Кристаллическая структура

Структура  халькопирита сходна со структурой сфалерита. Если считать Си и Fe эквивалентными, то решетка халькопирита будет точно отвечать решетке сфалерита. Тетрагональный характер решетки является результатом чередования Fe- и Cu-тетраэдров по закону четверной зеркально-поворотной оси; благодаря этому чередованию параметр по оси с по сравнению со сфалеритом оказывается удвоенным. Каждый атом S окружен четырьмя атомами металла (2Cu + 2Fe) по углам почти правильного тетраэдра; каждый атом металла окружен 4S. Расстояния Сu — S 2,32, Fe—S 2,20. Cu и Fe, по-видимому, не имеют фиксированных положений, и составу ячейки отвечает как Cu¹⁺Fe³⁺S₂, таки Cu²⁺Fe²⁺S₂.

Главные формы:

Кристаллы халькопирита большей частью псевдотетраэдрический или псевдооктаэдрический при равном развитии положительных и отрицательных тетрагональных тетраэдров; также дипирамидальный и скаленоэдрический. Наиболее развиты обычно грани р( 112) со штриховкой || ребрам (112): (101) и (112): (102) или матовые, реже встречаются р(112) — гладкие, блестящие.

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов. Кристаллы редки и встречаются только в друзовых пустотах.

Двойники минерала. Обычно  у халькопирита наблюдаются двойники {112}, {102}, {110},. Преимущественно развиты двойники по (112) с плоскостям срастания (112) или перпендикулярной к ней (двойники срастания и прорастания, пятерники, полисинтетические двойники); реже двойники по (102) и сложные двойники прорастания с двойниковой осью [001] и плоскостью срастания (110). Тонкие полисинтетические, часто изогнутые двойники возникают при динамических воздействиях.
Известны параллельные срастания со сфалеритом и тетраэдритом (в связи со сходством структур), а также почти параллельные срастания с пиритом, кобальтином и галенитом. Часто халькопирит нарастает на тетраэдрит, а иногда тетраэдрит его обволакивает.

Агрегаты халькопирита. Зернистые массы или отдельные зерна (вкрапленности), иногда кристаллы и их группы; сравнительно редки скрытокристаллические почковидные натечные агрегаты.

 

Физические свойства

Оптические

• Цвет латунно-желтый неповторимого, типичного именно для халькопирита оттенка., золотисто-желтый.
• Черта  у минерала черная с зеленоватым оттенком, местами металлически блестящая.
• Блеск  сильный металлический.
• Отлив - нередко пестрая побежалость
• Прозрачность Непрозрачен

Механические

• Твердость  3—4.
• Плотность  4,1—4,3 (вычисл. 4,283).
• Спайность  по (112) и (101) несовершенная.
• Излом раковистый до неровного.

 Довольно хрупок.

Химические свойства

 Халькопирит растворяется в HNO₃ с выделением S. В НСl  минерал не растворяется.
В полированных шлифах очень слабо травится HNO₃ и KCN. Структурные особенности агрегатов хорошо выявляются при травлении парами царской водки, парами концентрированной НСl + CrO_з, а также раствором KMnO₄+ КОН или HNO₃+ KCl₃. В закрытой трубке — возгон S.

Прочие свойства

Хороший проводник электричества. Удельное сопротивление значительно снижается по мере повышения температуры.

 Температура плавления минерала 1000°. Коэффициент линии расширения до 40°, в среднем 0,000017 (Ниггли). На дифференциальной кривой нагревания в атмосфере азота или углекислоты — острый эндотерм, пик с максимумом при 560° и два незначительных по величине эндотермических прогиба, связанных с переходом в другие модификации.
При высоких температурах образуется кубическая разновидность, изоструктурная со сфалеритом. При температуре выше 250° халькопирит удерживает в твердом растворе CuFe₂S₃ (кубанит), при понижении температуры последний обособляется.

Искусственное получение халькопирита.

Мелкие кристаллики халькопирита в форме тетрагональных тетраэдров получены действием H₂S на слабо нагретую смесь 2CuO + Fe₂O_з, а также при обработке сероводородной водой смеси карбоната меди и Fe₂ (SO₄)₃ в закрытую трубку (по Дёльтеру), действием слабощелочного раствора CuCl₂ на кристаллы K.₂Fe₂S₄ (в отсутствие воздуха).
 

Диагностические признаки

Узнаётся по латунно-жёлтому цвету, зеленовато-чёрной черте, пёстрой побежалости, средней твёрдости (не царапает стекло).

В сплошных массах минерал похож на пирит, но обладает более желтым цветом и меньшей твердостью и отсутствием кубических кристаллов. В отличие от золота хрупок. От кубанита и миллерита отличается по форме кристаллов. Под микроскопом халькопирит настолько характерен, что его трудно спутать с другими минералами, однако в очень мелких зернах и при отсутствии возможности непосредственного сравнения с другими сульфидами может быть принят за кубанит, миллерит, пирит, золото. Кубанит более кремовый, более анизотропен; миллерит и пирит имеют и более высокую отражательную способность, первый более твердый и изотропен, второй :— сильно анизотропен и двуотражает; золото значительно ярче, обладает своеобразным блеском при скрещенных николях.

Спутники. Кварц, кальцит, сидерит, пирит, галенит, сфалерит, пирротин, пентландит, арсенопирит, магнетит, кобальтин, турмалин, энаргит, гюбнерит

Происхождение и нахождение

В природе халькопирит может образовываться в различных условиях. Встречается в различных магматогенных месторождениях скарнах в Cu-Ni, W-Mo-Sn, Pb-Zn и колчеданных месторождениях, гидротермальных зонах, известен также как минерал некоторых осадочных пород. 
Как спутник пирротина он часто встречается в магматогенных месторождениях медноникелевых сульфидных руд в основных изверженных породах в ассоциации с пентландитом, магнетитом, иногда кубанитом и др.
Наиболее широко развит в типичных гидротермальных жильных и метасоматических (в том числе и контактовометасоматических) месторождениях. Он обычно ассоциирует с пиритом, пирротином, сфалеритом, галенитом, блеклыми рудами и многими другими минералами. Из нерудных минералов в этих месторождениях встречаются кварц, кальцит, барит, различные по составу силикаты и др.

При экзогенных процессах халькопирит образуется очень редко среди осадочных пород в условиях сероводородного брожения при разложении органических остатков и притоке меденосных растворов. Наблюдались явления замещения им древесины и организмов (наряду с халькозином и марказитом), в месторождениях фосфоритов.

Кубический X. обнаружен только в сульфидных Cu-Ni м-нийх, связанных с ультраосновными и основными изверженная порода

В процессе выветривания халькопирит, разрушаясь химически, дает сульфаты меди и железа. Растворимый сульфат меди при взаимодействии с CO₂ или с карбонатами в присутствии кислорода и воды образует малахит и азурит; с гидрозолями SiO₂ — хризоколлу; при взаимодействии с различными кислотами, образующимися в зоне выветривания, — разнообразные соли: арсенаты, фосфаты, ванадаты, иногда хлориды и др. В условиях очень сухого климата в зоне окисления сохраняются также различные сульфаты меди, легко растворимые в просачивающихся поверхностных водах.

Псевдоморфозы по халькопириту, т. е. замещение его вторичными сульфидами меди — борнитом, халькозином и ковеллином, широко распространены в зонах вторичного сульфидного обогащения медных месторождений.

Халькопирит в качестве спутника в тех или иных количествах встречается почти во всех гидротермальных месторождениях самых различных сульфидных руд. В рудах многих месторождений он является существенной составной частью и имеет самостоятельное промышленное значение. На территории России и ближнего зарубежья мы имеем представителей всех генетических типов месторождений, в которых халькопирит является главным минералом меди. В очень редких случаях медный колчедан образуется в зоне вторичного сульфидного обогащения медных месторождений.

На Урале широко распространены так называемые колчеданные залежи, приуроченные к толщам большей частью метаморфизованных эффузивно-осадочных пород палеозойского возраста. Главным минералом (до 60–80 %) в рудах этих месторождений является пирит, с которым парагенетически связан халькопирит. К этому типу относится большая часть уральских месторождений. В некоторых залежах халькопирит тесно ассоциирует со сфалеритом.

Изменение халькопирита

 

Месторождения

 

Практическое применение

Самый распространенный сульфид меди и главный медный минерал большинства медных руд. Халькопиритсодержащие руды являются одним из главных источников меди. Промышленное содержание ее в та ких рудах обычно колеблется в пределах 2–2,5 %.
Получаемая на металлургических заводах медь употребляется как в чистом виде, так и в виде сплавов (латуни, бронзы, томпака и др.). Главным потребителем меди является электропромышленность. Значительное количество ее расходуется в машиностроении, судостроении, изготовлении аппаратуры для химической промышленности, жилищном строительстве и т. д.
 

Физические методы исследования

 

Старинные методы. Под паяльной трубкой  растрескиваясь, сплавляется в магнитный королек. На угле с содой дает королек Cu.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В полированных шлифах в отраженном свете желтый. Отражательная способность (в %): для зеленых лучей 41,5, для оранжевых — 40,5, для красных — 40. Двуотражение незаметно. Обладает слабой анизотропией с цветным эффектом. В зернистых агрегатах при скрещенных николях или путем структурного травления обычно обнаруживается полисинтетическое двойникование отдельных зерен.