カルコパイライト

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カルコパイライト
カルコパイライト-199453.jpg
全般的
カテゴリー硫化鉱物
フォーミュラ
(繰り返し単位)
CuFeS 2
IMAシンボルCcp [1]
ストルンツ分類2.CB.10a
クリスタルシステム正方晶
クリスタルクラススケールノヘドラル(4 2m)
HMシンボル:(4 2m)
空間群I 4 2d
単位格子a =5.289Å、
c =10.423Å; Z = 4
身元
フォーミュラ質量183.54 g / mol
真ちゅう製の黄色、虹色の紫がかった変色がある場合があります。
晶癖主にくさび形体であり、四面体に似ており、一般的には塊状で、時にはブドウ状です。
双晶浸透双子
卵割{011}で不明瞭
骨折不規則から不均一
粘り強さもろい
モース 硬度3.5
光沢メタリック
ストリーク緑がかった黒
透視性不透明
比重4.1 – 4.3
光学特性不透明
溶解性HNO3に可溶
その他の特徴加熱時に磁気
参考文献[2] [3] [4] [5] [6]

黄銅鉱/ ˌkælkəˈpaɪˌraɪt -koʊ- / [ 7 ] [ 8 ] KAL - - PY - ryte-⁠koh-硫化 鉄鉱 あり豊富な銅鉱石鉱物。化学式CuFeS2正方晶系で結晶化します。真鍮から黄金色でモース硬度は3.5から4です。その筋は、緑がかった黒として診断されます。

黄銅鉱は、空気にさらされると、さまざまな酸化物、水酸化物、硫酸塩に変色します。関連する銅鉱物には、硫化物斑銅鉱(Cu 5 FeS 4)、輝銅鉱(Cu 2 S)、銅藍(CuS)、方輝銅鉱 Cu 9 S 5)が含まれます。マラカイトアズライトなどの炭酸塩、および赤銅鉱(Cu 2 O)などの酸化物はめったにありません。自然銅に関連して見つかることはめったにありませんカルコパイライトは電気の伝導体です。

語源

黄銅鉱という名前は、銅を意味するギリシャ語のchalkosと、打撃を意味するpyritesに由来しています。[9]歴史的に「黄色い銅」と呼ばれることもありました。[10]

識別

黄銅鉱は、黄鉄鉱と混同されることがよくあります。これらの3つの鉱物はすべて、黄色がかった色と金属光沢を持っているためです。これらの鉱物を区別するのに役立ついくつかの重要な鉱物特性は、硬度とストリークです。黄銅鉱は黄鉄鉱よりもはるかに柔らかく、ナイフで引っ掻くことができますが、黄鉄鉱はナイフで引っ掻くことはできません。[11]しかし、黄銅鉱は金よりも硬く、純粋な場合、によって傷がつく可能性があります。[12]カルコパイライトには、緑色の斑点が入った独特の黒い縞があります。パイライトには黒い縞があり、金には黄色の縞があります。[13]

化学

黄銅鉱の顕微鏡写真

天然黄銅鉱には、他の硫化鉱物との固溶体系列はありません。閃亜鉛鉱と同じ結晶構造を持つ黄銅鉱にもかかわらず、ZnのCuへの置換は限られています。

Ag、Au、Cd、Co、Ni、Pb、Sn、およびZnなどの少量の元素を測定でき(100万分の1レベル)、CuおよびFeの代わりになる可能性があります。セレン、Bi、Te、およびAsは、少量の硫黄の代わりになる場合があります。[14]黄銅鉱は酸化されて、マラカイト、アズライト、および赤銅鉱を形成する可能性があります。[15]

共生

大きな縞模様の黄鉄鉱立方体の下にある真鍮黄色の黄銅鉱結晶

黄銅鉱は、さまざまな鉱石形成プロセス を介して多くの鉱石含有環境に存在します。

黄銅鉱は、熱水循環中に銅が堆積することによって形成される火山性塊状硫化鉱鉱床および堆積性呼気堆積物に存在します。黄銅鉱は、流体輸送を介してこの環境に集中します。

斑岩銅鉱床は、マグマの上昇と結晶化の間に花崗岩ストック内に銅が集中することによって形成されます。この環境での黄銅鉱は、マグマ系内での濃縮によって生成されます。

黄銅鉱は、硫化物で飽和した超苦鉄質溶岩中の非混和性の硫化物液体から形成された、カンバルダ型コマチアイトニッケル鉱床の副鉱物です。この環境では、黄銅鉱は、非混和性のケイ酸塩液体から銅を剥ぎ取る硫化物液体によって形成されます。

青銅器時代以来、黄銅鉱は銅の最も重要な鉱石でした。[16]

発生

黄銅鉱は、他の鉱物と比較してその構造に最も多くの銅を含んでいませんが、多くの地域で見つけることができるため、最も重要な銅鉱石です。黄銅鉱鉱石は、オンタリオ州ティミンズのような巨大な塊から、ブロークンヒルアメリカのコーディレラアンデス斑岩銅鉱床のように花崗岩からジオリティックの侵入物に関連する不規則な鉱脈播種まで、さまざまな種類の鉱石で発生します。カナダでこれまでに発見されたほぼ純粋な黄銅鉱の最大の鉱床 コッパーフィールズ鉱山高級銅を抽出したテマガミグリーンストーンベルトの南端にありました。[17]

カルコパイライトのユニットセル銅はピンク、鉄は青、硫黄は黄色で示されています。

黄銅鉱は、南オーストラリア州の超巨星オリンピックダムCu-Au-U鉱床に存在します。

黄銅鉱は、黄鉄鉱団塊に関連する石炭層や、炭酸塩堆積岩の拡散としても見られることがあります。

構造

カルコパイライトは正方晶系のメンバーです。結晶学的には、黄銅鉱の構造は閃亜鉛鉱型ZnS(閃亜鉛鉱)の構造と密接に関連しています。ユニットセルは2倍の大きさで、隣接するセルのZn2 +イオン代わりにCu +イオンとFe3 +イオンが交互になっていることを反映しています。黄鉄鉱構造とは対照的に、黄銅鉱は、ジスルフィド対ではなく、単一のS2-硫化物アニオンを持っています。もう1つの違いは、鉄カチオンが黄鉄鉱のように反磁性の低スピンFe(II)ではないことです。

結晶構造では、各金属イオンは4つの硫黄アニオンに四面体的に配位しています。各硫黄アニオンは、2つの銅原子と2つの鉄原子に結合しています。

銅の抽出

次の反応[要出典]に示すように、黄銅鉱とケイの混合物の屋外焙煎から銅金属を抽出することができます

2 CuFeS
2
(s)+ 5 O
2
(g)+ 2 SiO
2
(s)⇌2Cu(l)+ 4 SO
2
(g)+ 2 FeSiO
3
(l)

部分的に焙煎するとCuが生成されますが
2
S
FeO

も参照してください

参考文献

  1. ^ ウォー、LN(2021)。「IMA–CNMNC承認の鉱物記号」鉱物誌85(3):291–320。Bibcode2021MinM ... 85..291W土井10.1180 /mgm.2021.43S2CID235729616 _
  2. ^ Klein、Cornelis and Cornelius S. Hurlbut、Jr.、 Manual of Mineralogy、 Wiley、20th ed。、1985、pp。277– 278 ISBN 0-471-80580-7 
  3. ^ パラシュ、C.、H。バーマン、およびC.フロンデル(1944)デーナ鉱物学体系、(第7版)、v。I、219–224
  4. ^ Mindat.orgのChalcopyrite
  5. ^ Webmineral.comのChalcopyriteデータ
  6. ^ 鉱物学ハンドブックの黄銅鉱
  7. ^ 「黄銅鉱」Oxford DictionariesUK英語辞書オックスフォード大学出版局nd 2016年1月21日取得
  8. ^ 「黄銅鉱」メリアム・ウェブスター辞書2016年1月21日取得
  9. ^ 「カルコパイライト」www.esci.umn.eduミネラル。ミネソタ大学2019年12月20日取得
  10. ^ 博物館、アメリカ合衆国国立(1885)。Bulletin合衆国政府印刷局。
  11. ^ 「モース硬度試験」www.oakton.edu 2019年12月20日取得
  12. ^ 「硬さ」。地球の鉱物learnbps.bismarckschools.org 2019年12月20日取得
  13. ^ 「愚か者の金と本物の金–違いを見分ける方法」geology.com 2019年12月20日取得
  14. ^ あえて、サラAS; バーンズ、サラ-ジェーン; プリチャード、ヘーゼルM。; フィッシャー、ピーターC.(2011)。「カナダ、サドベリーのマクリーディイースト鉱床からの硫化鉱物中の好塩性および白金族元素(PGE)濃度、および黄鉄鉱中のPGEの起源」。ミネラルデポジタ46(4):381–407。Bibcode2011MinDe..46..381D土井10.1007 / s00126-011-0336-9S2CID129382712_ 
  15. ^ 「カルコパイライト」www.esci.umn.eduミネラル。ミネソタ大学2019年12月20日取得
  16. ^ 「カルコパイライト」地質学科ミネソタ大学2021年2月18日取得
  17. ^ バーンズ、マイケル(2008)。無料のゴールド以上オンタリオ州レンフリュー:ジェネラルストアパブリッシングハウス。p。31. ISBN 978-1-897113-90-52015年8月2日取得