Теннантит

Название теннантит дано по имени английского химика С. Тенана, изучавшего состав минералов.

Английское название минерала Теннантит — Tennantite

Изоморфный ряд минералов с общей формулой A₁₂X₄S₁₃, где А — в основном Cu, реже — Ag, Zn, Fe или Hg; X — As и Sb, частично — Bi.

Крайние главные члены ряда: Теннантит Cu₁₂As₄S₁₃  Тетраэдрит    Cu₁₂Sb₄S₁₃.

В природе наиболее распространены промежуточные члены ряда — блеклые руды — Cu₁₂(Sb,As)₄S₁₃.

Синонимы: мышьяковая блеклая руда, частично медная блеклая руда, медная обманка (Брайтхаупт, 1823),юлианит (Вебский, 1871), β -энаргит или зеленый энаргит (Шнайдерхён, 1922)— вторичный по энаргиту.

 

Содержание

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

Формула

Cu₁₂As₄S₁₃

Химический состав

 Изоморфный ряд с крайними членами—тетраэдритом (теоретический состав: Cu — 45,77; Sb — 29,22; S — 25,01) и теннантитом (теоретический состав: Cu — 51,57; As — 20,26; S — 28,17). Cu изоморфно замещается Zn, Fe, Ag (до 1—2%), реже — Hg, также Ni, Со; As и Sb иногда замещаются Bi; S в незначительной части — Se (до 0,13% Se), также Те (в голдфилдите 17% Те). В образцах из Японии отмечено содержание Sn (до 3,21%); небольшое количество Sn содержится в некоторых блеклых рудах Урала. Наличие Pb (старые анализы) объясняется неоднородностью анализированного материала и не подтверждается современными данными. Известны блеклые руды, содержащие Ge (0,14%). Спектроскопически установлены также Cd, Ga, Те; в Hg-содержащем тетраэдрите из Рудабаньи (Венгрия) — In.

Разновидности

Ag-содержащий — аргентотеннантит — более редок, чем соответствующий сурьмяный минерал. Синоним.: фредрикит (фредрицит; Шёгрен, 1880).

Zn-содержащий — зандбергерит (частично) (Брайтхаупт, 1866) с 4—9% Zn. Синониим: медзянкит (miedziankite).

Ag-Zn-содержащий — биннит, кристаллы из Бинненталя (Швейцария). Синоним: купробиннит (Деклуазо, 1855).

Bi-содержащий — аннивит (Кенгот, 1855) с Bi, замещающим As и Sb. Синоним: висмутовая блеклая руда (Патерсон, 1870), рионит (Брауне, 1870).

Ye-содержащий — ферротеннантит из Японии с 10,90% Fe (Харада, 1936; по Дана, 1944).

 

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Кубическая  с. T³_d— I43m; а₀ колеблется в зависимости от состава: размер элементарной ячейки увеличивается от теннантита к тетраэдриту по мере замещения мышьяка сурьмой, а также при замещении меди серебром и ртутью.

Класс симметрии. Гексатетраэдрический.

 

Кристаллическая структура

 

Главные формы: a, d, o, n.

Структура сложная, сходная со структурой сфалерита при удвоенном ребре элементарного куба; ячейка блеклой руды состоит из восьми ячеек типа сфалерита. У половины тетраэдров CuS₄ сфалерито-подобной структуры отсутствует четвертая вершина, т. е. половина атомов Cu имеет четверную координацию, а половина — тройную. Четверные S в тетраэдрах собраны тройками вокруг катионов As или Sb.

Структура аналогична таковой содалита при замене атомов Na на атомы As и Sb, атомов О — на S, a (Si, Аl) — на Cu. Атомы Cu, находящиеся в координации 3, располагаются в полостях решетки совместно с избыточными атомами S, которые занимают центры полостей и окружены шестью Cu.

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов. Кристаллы большей частью тетраэдрического облика, значительно реже октаэдрического или кубического.

Часты двойники по по (111) довольно обычны — двойники прорастания, часто также повторные.

Образуют ориентированные срастания с взаимно параллельными осями со сфалеритом, галенитом, халькопиритом (по Мюге), со станнином (по Спенсеру).

При срастании с халькопиритом и сфалеритом грани положительных тетраэдров одного минерала параллельны граням отрицательных тетраэдров другого; в срастаниях со сфалеритом наблюдается также параллельная ориентировка одноименных граней.

Агрегаты. Сплошные массы, средне- и мелкозернистые до почти плотных; вкрапленные зерна в рудах и породах; кристаллы.

Физические свойства

Оптические

• Цвет стально-серый до железно-черного.
• Черта стально-серая до железно-черной, иногда — с вишнево-красным оттенком.
• Блеск металлический или полуметаллический, на несвежем изломе тусклый.
• Прозрачность. Непрозрачный

Механические

• Твердость 3—4 (теннантит тверже тетраэдрита).
• Плотность 4,4— 5,1-— более высокий у серебросодержащих и ртутьсодержащих разновидностей.
• Спайность отсутствует.
• Излом раковистый, неровный до занозистого.
• Довольно хрупки.

Химические свойства

Разлагаются НNO₃ с выделением S, сурьмяные разности выделяют S и Sb₂O₃. Нацело разлагаются в царской водке.
В полированных шлифах НNO₃ преимущественно действует на железистые разности, Ag- и Hg-содержащие травятся HNO₃, KCN, меньше — КОН. Смесь концентрированной КMnO₄+ концентрированной КОН + Н₂О₂ (6%) действует на сурьмяные и не действует на мышьяковые разности.

Искусственное получение

В запаянной трубке кристаллы получаются при красном калении при взаимодействии H₂S с AsCl₃ или SbCl₃ и с хлоридами Сu, Ag, Fe, а также при нагревании смеси Cu₂S + Sb₃S + H₂S. Образуются в системе Cu — Sb — As — S.

Диагностические признаки

Сопутствующие минералы. Халькопирит, галенит, сфалерит, пирит, энаргит, борнит и др.

Макроскопически характерны хрупкость, блеклый тон окраски на несвежем изломе, форма кристаллов. Под микроскопом в полированном шлифе отличается изотропностью, оливковым оттенком и красными внутренними рефлексами. От сходных в очень мелких зернах стефанита, полибазита, миаргирита и т. п. отличаются большей твердостью и изотропностью. Бурнонит обычно светлее, имеет более голубой оттенок, отличается анизотропностью.

Происхождение и нахождение

Блеклые руды довольно широко распространены, но редко образуют самостоятельные крупные скопления. Встречаются в гидротермальных месторождениях самого различного генезиса в весьма различных парагенетических ассоциациях. Нередко присутствуют в высокотемпературных месторождениях, значительно распространены в месторождениях умеренных температур; реже встречаются в эпитермальных месторождениях.

Состав не всегда указывается, что затрудняет сопоставление условий образования блеклых руд. Тетраэдрит в общем значительно более распространен, чем теннантит. Состав блеклой руды в известной мере отражает геохимический тип месторождения. На территории России в вольфрамовых, золоторудных и сурьмяно-ртутных месторождениях чаще наблюдается тетраэдрит, в колчеданных — теннантит. Серебросодержащие разности встречаются преимущественно в свинцово-цинковых месторождениях, обогащенные цинком — в медно-цинковых.

Чаще всего блеклые руды наблюдаются в среднетемпературпых медных и свинцово-цинковых месторождениях в тесном парагенезисе с халькопиритом или со сфалеритом и галенитом. Возрастные соотношения блеклых руд с указанными минералами различны, часто блеклые руды являются несколько более поздними; иногда в одном месторождении блеклые руды нескольких генераций имеют разный состав. Очень часты мельчайшие включения блеклой руды в галените. В золоторудных месторождениях блеклые руды нередко находятся в тесной ассоциации с халькопиритом и пиритом, а на Урале также и с айкинитом, бурнонитом и др. Реже блеклые руды наблюдаются в месторождениях олова и вольфрама в парагенезисе с арсенопиритом, вольфрамитом, касситеритом, станнином, пирротином, сфалеритом и другими минералами. В сурьмяно-ртутных месторождениях блеклые руды сопровождаются киноварью, антимонитом, реальгаром, буланжеритом и др. Отмечены также блеклые руды во флюоритовых жилах с баритом (Среди. Азия); барит, как жильный минерал, заключающий блеклые руды, вообще нередок.

Блеклые руды являются характерными минералами многих колчеданных месторождений, но обычно играют второстепенную роль в составе руд; характерна их ассоциация с халькопиритом. Теннантит (по Шнайдерхёну — зеленый энаргит) нередко замещает энаргит.

Изменение минерала

В соответствии с разным составом блеклых руд продукты их изменения очень разнообразны. В гипергенных условиях замещаются халькозином, ковеллином. Отмечались псевдоморфозы халькопирита, бурнонита и сфалерита по блеклой руде.
При выветривании блеклых руд образуются куприт, малахит, азурит, лимонит, вторичные минералы сурьмы (стибиконит, валентинит и др.) или мышьяка (различные арсенаты) и другие минералы. При изменении швацита возникает киноварь.

 

Практическое применение

Входят в состав медных руд как спутники халькопирита и других медных минералов. При переработке медных руд, содержащих теннантит, при крупном производстве как побочный продукт может получаться мышьяк.

 

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой очень легко плавятся, на угле дают серый королек, обычно реагирующий на Cu, и налет Sb₂O₃ или As₂O₃ (характерный чесночный запах). В закрытой трубке — темно-красный налет Sb₂O₃ или желтый до буро-красного налет As₂O₃; швацит в закрытой трубке с содой и углем дает капельки Hg.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В инфракрасных лучах изотропны. Прозрачность уменьшается по мере увеличения содержания Fe. Показатели преломления, теннантита и тетраэдрита от 3,128 до 2,914, в среднем 3,014, возможно, несколько увеличивается в соответствии с повышением содержания Sb.

В полированных шлифах в отраженном свете серовато-белые со слегка зеленоватым или буроватым оттенком, в зависимости от состава. Отражательная способность невысокая.
Изотропны. Характерны темные буровато-красные и красные внутренние рефлексы, более красные у теннантитов, более густые у тетрадритов.