Пирротин – история, полезные свойства и описание камня

• Свойства
• Где купить
• Фотографии
• Статьи
• Месторождения

Пирротин это минерал, сульфид железа. IMA “унаследовала” и приводит в своём официальном перечне минералов пирротин Fe7S8 и троилит FeS как два минерала, хотя троилит встречается лишь в метеоритах или в восстановительных условиях совместно с алмазом, железом и т.д. Однако по современным представлениям IMA оба этих минерала являются политипоидами (то есть одним минералом) в диапазоне составов Fe1-xS, где х=[0; 0,125] и относятся к одному минеральному виду – пирротин. Синонимы: магнитный колчедан, магнитный пирит, пирротит.

Равновесный химический состав такого минерала является функцией температуры и давления. Соответственно в нормальных условиях ряд составов оказываются метастабильными. В пирротинах наблюдается избыточное содержание серы: вместо 35.4% оно достигает 39-40%.

Классической работой по пирротинам считается статья “Crystallography and stability of pyrrhotites” N. Morimoto et al., Economic Geology, 1975, v.70, N4, p.824-833.

Химический состав—содержание (в %): S— 36,4—40; Fe — 60—63,6; иногда отмечаются примеси меди, никеля, кобальта.

Для пирротина отмечено несколько политипов, большинство из которых устойчивы при температуре свыше 300-350 градусов Цельсия:

• Пирротин-4M (Fe7S8) – моноклинный, наиболее распространенный;
• Пирротин-11C (Fe10S11) – ромбический;
• Пирротин-11H (Fe10S11) – гексагональный;
• Пирротин-5C (Fe9S10) – моноклинный

Кристаллографические свойства приведены для пирротина-4M.

Отдельные члены твёрдого раствора обладают магнитной анизотропией: ферромагнетизмом в одном направлении и парамагнетизмом в перпендикулярном направлении.

В азотной и соляной кислотах разлагается с трудом, что резко отличает его от троилита.
Хорошим диагностическим признаком для пирротинов является их цвет и часто устанавливаемые магнитные свойства.

Происхождение

1. Магматическое в интрузивных породах основного состава (нориты, габбро, габбро-диабазы), именно в них образуется никелевый пирротин;
2. гидротермальное — в контактово-метасоматических месторождениях (скарновые руды), где пирротин представлен массивными плотными выделениями, ассоциирующими с магнетитом, халькопиритом, пиритом, сфалеритом (кристофитом) и др.;

также в гидротермальных рудных жилах, где иногда в друзовых пустотах встречаются хорошо образованные кристаллы пирротина.

Пирротин в сравнительно редких случаях является высокотемпературным минералом. Образование его, также как и пирита, зависит не столько от температуры, сколько от концентрации ионов серы в растворах: при высокой концентрации S2- железо выделяется в виде дисульфида FeS2, при пониженной в виде моносульфида – FeS. Пирротин распространен почти исключительно в эндогенных месторождениях и в различных генетических типах.

Изменения

На поздних стадиях гидротермального процесса при росте активности серы, пирротин замещается сначала метастабильным марказитом, а затем пиритом. При выветривании в зоне окисления он является наиболее легко разлагающимся сульфидом. Первоначально образуется сульфат закиси железа, который в присутствии кислорода переходит в сульфат окиси железа. Последний, кристаллизуясь, дает нерастворимые гидроокислы железа (лимонит) и свободную серную кислоту, переходящую в раствор.

Месторождения

Мердита (Албания); Вальдзасен в горах Фихтель, Боденмайс в Баварии (ФРГ); никель-пир-ротиновое месторождение мирового значения Садбери (Канада); Печенга и Мончегорск на Кольском п-ове, Норильск в Сибири (СССР). Скопления пирротина распространены в скарнах Брейтенбрунна, Шварценберга, Шмальцгрубе, в большинстве рудных жил в Рудных горах; широко распространен в многочисленных лампро-фировых жилах Лаузица, известен в Золанде на Шпрее, во многих диабазах Гарца и Тюрингенского Леса и др. (ГДР); Шлукнов и другие многочисленные местонахождения в габбровых комплексах Чешских Средних гор (ЧССР) и др.

Применение

Практическое значение пирротина не слишком существенное, хотя никелевый пирротин является важной рудой никеля. Как сырье для производства серной кислоты пирротиновые руды значительно уступают пиритовым.
Минерал пирротин добывается в качестве составной части руды. Например, на месторождениях рудного поля Садбери в Канаде он является одним из 4 главных рудообразующих минералов (всего там в состав руды входят 64 минерала). Минерал пирротин представляет промышленную ценность как источник никеля, кобальта, меди или платины, если он обогащён соответствующими примесями. Попутно пирротин может служить сырьём для производства серной кислоты, а также железного купороса и крокуса.

Железный купорос (FeSO4) применяется в производстве чернил, для консервирования дерева, для окраски шерсти в чёрный цвет. Из железного купороса, даже в домашних условиях, несложно изготовить крокус (Fe2O3). Крокус используют как абразив при полировке зеркал, стёкол.

На основе крокуса изготавливают пасты для финишной полировки золота, серебра, бронзы и прочих мягких металлов (для полировки стали крокус не рекомендуется – якобы он ухудшает её свойства). А еще крокус издавна используется как пигмент для изготовления женской косметики, включая губные помады и пудры. Применяется как катализатор в пиротехнике. Те, кто сами изготавливают пороховые ракеты, используют его в качестве компонента топлива.

Пирротин – формула, свойства, применение

Английское название минерала пирротин – Pyrrhotite

Синонимы пирротина: Магнитный колчедан (Вернер, 1789), магнитный пирит — магнетопирит (Глокер, 1839), дипирит (Редуин, 1867). По-видимому, пирротином является недостаточно охарактеризованный крёберит (Форбс, 1865). Печенковым колчеданом (печенковой железной рудой) в старых работах обозначали пирротин, марказит и пирит. Бистрёмит — название, предложенное для «моноклинного пирротина» (Гагарин и Куомо, 1949).

Происхождение названия

Название минерала происходит от «пиррос» — красноватый — по оттенку окраски.

Пирротин

Формула пирротина

Химический состав

Химическая Формула минерала — Fe _1-x S, с х от 0 до 0,2; чаще всего от Fe₆S₇ до Fe₁₁S₁₂. Теоретический состав из формулы FeS : Сера (S) 36,4—40%, соответственно железо (Fe) 63,6—60%. Иногда присутствуют примеси меди (Cu), никеля (Ni), кобальта (Со); при срастании с пентландитом (сульфид никеля и железа) содержание никеля может достигать 3%, в этом случае минерал называется никелевым пирротином, изредка могут встречаться Mn, Zn и др.

Кристаллографическая характеристика пирротина

Сингония гексагональная. Отношение осей. с/а= 1,654.

Сингония троилита и гексапирротина гексагональная; дигексагональнодипирамидальный в. с. L66L27PC. Для гексапирротинов отмечено несколько политипных разновидностей, большинство его модификаций устойчивы при температурах выше 300–350 °С. Пр. гр. P63/mmm (D46h). a0= 6,872; с0 = 11,444 (с увеличением х величина с возрастает).

Класс симметрии. Дигексагонально-бипирамидальный — 6/mmm.

Кристаллическая структура пирротина

Кристаллическая структура пирротинов характеризуется гексагональной плотноупакованной структурой типа никелина. Как показывают рентгенометрические исследования, избыток (против формулы FeS) серы не может быть объяснен тем, что добавочные крупные ионы S2– входят кудато в промежутки в кристаллической структуре пирротина, так как для этого в ней нет достаточных по размерам пустот. Можно предположить, что либо ионы S2– частично заменяют ионы железа, либо при постоянном числе анионов S2– некоторые места катионов Fe остаются незанятыми. К решению этого вопроса подошли путем сопоставления вычисленных удельных весов для обоих вариантов. Если построить две кривые:
Первая кривая показывает вычисленные значения удельных весов при предположении, что ионы S частично заменяют ионы Fe;

Вторая — для другого варианта, когда часть мест для ионов Fe остается незанятой.

Сравнивая эти данные, легко убедиться в том, что второе предположение оказывается правильным. В таком случае следует допустить, что для погашения общего отрицательного заряда анионов S2– часть ионов железа должна иметь не двухвалентный, а трехвалентный положительный заряд. Таким образом, намечается дефектный изоморфизм вычитания по схеме 2Fe3+?→ 3Fe2+.

Действительно, вакансии в позициях железа установлены в большинстве пирротинов, при этом в случае статистического их распределения мы имеем гексагональную высокосимметричную модификацию, а по мере спада температуры происходит постепенное упорядочение вакансий и, как следствие, снижение симметрии до моноклинной (пр. группа F2/d) и кратное увеличение параметров решетки. Для клинопирротина также характерны разновидности в связи с политипией.

В основном является гексагональным; в зависимости от соотношения Fe и S (от степени дефицита Fe) изменяются размеры элементарной ячейки; при х

0,113 становится моноклинным.
Природный пирротин из шведских и из норвежских месторождений частью оказался моноклинным, частью гексагональным, или представляет смеси обеих модификаций.

Главные формы: Кристаллы у пирротина обычно таблитчатые по (0001), реже — дипирамидальные, боченковидные или столбчатые с наиболее часто встречающимися гранями пинакоида <0001>, призмы <101–0>, дипирамид <101–1>, <202–1>и др.

Форма нахождения пирротина в природе

Пирротин

Облик кристаллов.
Кристаллы редки у мнинерала, большей частью мелкие, таблитчатые, столбчатые, пирамидальные.

Двойники. редки по (101–1).

Агрегаты. Обычно пирротин встречается в виде зернистых агрегатов, образующих сплошные массы, или в виде вкраплений зерен неправильной формы. Кристаллы встречаются довольно редко.

Физические свойства

• Цвет пирротина темный бронзово-желтый с бурой побежалостью.
• Черта серовато-черная.
• Блеск металлический, особенно в свежем изломе.
• Прозрачность Непрозрачен.

Механические

• Твердость 4

Минерал весьма хрупкий

• Плотность 4,58—4,70 (вычисл. для Fe_o,9S — 4,69).
• Спайность несовершенная по (1010). Ясная отдельность по (0001).
• Излом неровный до полураковистого.

Химические свойства

В минерал HNO₃ и НСl разлагается с трудом. Он растворяется в НСl с выпадением серы (S) и выделением сероводорода (H₂S).
В полированных шлифах при травлении пирротин из разных месторождений ведет себя по-разному, обычно от HNO_з слегка буреет.

Прочие свойства

Пиротин хороший проводник электричества. Магнитен. Магнитная восприимчивость и другие магнитные свойства изменяются в широком интервале в зависимости от состава минерала. Гексагональные пирротины, относительно бедные S, парамагнитны, пирротины состава от Fe ₁₆ S ₁₇ до Fe ₅ S ₆ , относимые к моноклинным, ферромагнитны; магнитная проницаемость непрерывно повышается по мере увеличения содержания S (моноклинной фазы), но в пределах гексагональной фазы варьирует незначительно. По Хилеру, наибольшее намагничивание отмечается по направлению оси [1120], что, видимо, связано с расположением атомов Fe в плоскости (0001).

На основе измерения магнитной восприимчивости пирротина из 24 месторождений при различной температуре Кискирасом выделены две группы образцов.

Искусственное получение пирротина

Пирротин получается при прямом соединении Fe и S, при нагревании пирита в атмосфере H₂S при 550—575°; при пропускании H₂S через суспензию свежеосажденного геля α-Fe₂Oз в кислой и щелочной средах. В присутствии H₂S равновесие пирит — пирротин зависит от температуры и парциального давления H и H₂S; при температуре ниже 350° образование пирротина возможно лишь при высоких парциальных давлениях Н и при очень низких давлениях H₂S, в связи с чем в гидротермальных месторождениях, образовавшихся при температуре ниже 350°, содержание пирротина незначительное .

Диагностические признаки

Для пирротина весьма характерен темно-бронзовый цвет, в полированных шлифах — желтовато-бурый цвет с розоватым оттенком и сильная анизотропия. От сходного и часто ассоциирующегося с ним кубанита пирротин отличается большей твердостью. В случае отсутствия включений магнетита надежным признаком пирротина является его магнитность.

Происхождение и нахождение

1) Магматическое в интрузивных породах основного состава (нориты, габбро, габбро-диабазы), именно в них образуется никелевый пирротин;

2) гидротермальное — в контактово-метасоматических месторождениях (скаряовые руды), где пирротин представлен массивными плотными выделениями, ассоциирующими с магнетитом, халькопиритом, пиритом, сфалеритом (кристофитом) и др.; также в гидротермальных рудных жилах, где иногда в друзовых пустотах встречаются хорошо образованные кристаллы пирротина.

Пирротин в сравнительно редких случаях является высокотемпературным минералом. Образование его, так же как и пирита (Fe[S2]), зависит не столько от температуры, сколько от концентрации ионов серы в растворах: при высокой концентрации S2– железо выделяется в виде дисульфида (Fe[S2]), при пониженной — в виде моносульфида (FeS). Пирротин распространен почти исключительно в эндогенных месторождениях и в различных генетических типах.

1. Довольно широким распространением он пользуется в основных изверженных породах, главным образом в норитах, иногда в габбродиабазах. В них среди сульфидных скоплений он является главным минералом, встречаясь в тесной ассоциации с пентландитом и халькопиритом (месторождения медноникелевых сульфидных руд: Норильская группа, Печенга и Мончегорское на Кольском полуострове). За рубежом крупнейшим аналогом является Садбери (Канада).

2. В контактовометасоматическом типе месторождений иногда образует значительные скопления, главным образом у границы с известняками. В парагенезисе с ним в этих месторождениях встречаются халькопирит, пирит, магнетит, черный сфалерит, арсенопирит, иногда касситерит (SnO2), шеелит (Ca[WO4]), кальцит, кварц и др. Все они образуются в более позднюю стадию процесса скарнообразования. Из контактовометасоматических месторождений укажем на Башмаковское и Богословское — в группе Турьинских рудников (Сев. Урал).

3. В ряде типичных гидротермальных месторождений (например, Дальнегорское в Приморье) наблюдается в ассоциации со сфалеритом, галенитом, халькопиритом, касситеритом, арсенопиритом, железистыми хлоритами, карбонатами и др. Среди этих минералов пирротин принадлежит к числу наиболее поздних. В друзовых пустотах хорошо образованные кристаллы его обычно наблюдаются наросшими на кристаллах таких более ранних минералов, как сфалерит, кварц, кальцит и др.

4. Редкие находки своеобразных выделений пирротина были сделаны среди осадочных образований в ассоциации с сидеритом (Керченское месторождение железа, Украина), а также в фосфоритовых желваках.

На поздних стадиях гидротермального процесса, при росте активности серы, пирротин замещается сначала метастабильным марказитом, а затем пиритом. При выветривании в зоне окисления он является наиболее легко разлагающимся сульфидом. Первоначально образуется сульфат закиси железа, который в присутствии кислорода переходит в сульфат окиси железа. Последний, гидролизуясь, дает нерастворимые гидроокислы железа (лимонит) и свободную серную кислоту, переходящую в раствор.

Очень часто пирротин замещается пиритом и марказитом; при этом нередко по пирротину образуются псевдоморфозы этих минералов. В зоне окисления пирротин является наиболее легко разлагающимся сульфидом, часто превращается в окислы Fe.

Месторождения

Широко распространен в гипогенных месторождениях в ассоциации с другими сульфидами.
В сульфидных скоплениях среди основных изверженных пород (главным образом норитов, иногда габбро-диабазов) является главным минералом, находится в тесной ассоциации с пентландитом и халькопиритом; сопровождается также магнетитом, ильменитом, иногда пиритом и др. В месторождениях медно-никелевых руд типа Садбери совместно с пентландитом и халькопиритом образует как вкрапленные выделения, так и сплошные рудные тела.

В России главные месторождения пирротина этого типа: Норильское (Красноярский край), Монче-тундра (Мурманская обл.). Крупнейшим месторождением является Садбери (Канада), а также месторождения массива Бушвелд (Южная Африка), ряд месторождений Норвегии и др. Ранний пирротин медно-никелевых месторождений, образующих рудную вкрапленность, содержит больший избыток серы, чем более поздний пирротин секущих сульфидных прожилков.

Значительные скопления пирротина встречаются также в, месторождениях контактово-метасоматического типа (контакты с известняками). В парагенезисе с пирротином наблюдаются халькопирит, пирит, магнетит, сфалерит, арсенопирит, иногда касситерит, шеелит, кальцит, эпидот, кварц и др., образующиеся, как и пирротин, в более поздние этапы по сравнению с силикатными минералами скарнов. К контактово-метасоматическим месторождениям со скоплениями пирротина относятся Бапшаковское и Богословское месторождения в группе Турьинских рудников (Свердловская обл.) и месторождение Тетюхе (Приморский край).

Пирротин часто наблюдается также в типичных гидротермальных месторождениях (свинцово-цинковых, сульфидно-касситеритовых, золоторудных и др.), в ассоциации со сфалеритом, галенитом, халькопиритом, арсенопиритом, железистыми хлоритами, карбонатами и др. К числу гидротермальных свинцово-цинковых и других месторождений, руды которых содержат значительное количество пирротина, относятся Садонское (Северная Осетия, Россия) и другие месторождения Северного Кавказа, медно-пирротиновые Белоканское. (Азербайджан )и Девдоракское месторождения (Грузузия), где пирротин находится в тесной ассоциации с халькопиритом, месторождение Коммунар (Кемеровская обл.) — крупные выделения совместно с кварцем и золотом и многие другие месторождения России и других стран. Изредка пирротин наблюдается в пегматитах, как, например, в пегматите Хундхолмен у Тюс-фьорда (Норвегия). Известны редкие находки пирротина среди вулканических продуктов в фумаролах Везувия.

Практическое применение

Значительные скопления пирротина используются для получения серной кислоты; никелевый пирротин является важной рудой никеля.

Залежи сплошных пирротиновых руд, не содержащих других металлических полезных ископаемых, имеют ограниченное промышленное значение. Как сырье для сернокислотного производства
эти руды значительно уступают пиритовым. Содержание в них серы обычно не превышает 30–32 %, тогда как в пиритовых оно достигает 45–50 %.

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой пирротин сплавляется в черную магнитную массу. В открытой трубке он выделяет SO ₂

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В полированных шлифах пирротин в отраженном свете. коричневато-розоватый. Отражательная способность (в %) для зеленых лучей 37, для оранжевых — 37, для красных — 36; по Фолинсби, измеренная при помощи фотоэлемента — 39,9. Двуотражение в воздухе слабое, при наблюдении с иммерсией сильнее. Сильно анизотропен.
Под микроскопом в отраженном свете в пирротине иногда наблюдаются многочисленные искривленные двойниковые пластинки, обусловленные динамическими напряжениями.

Пирротин: свойства, описание

Свойства

Форма выделения

Происхождение

Применение

Классификация

• Минералы
  • класс Сульфиды
    • Пирротин

Гарантируем 100% натуральность камней

Все камни проверяются штатными специалистами-геологами на натуральность и соответствие названий. Вы можете быть уверены, что покупаете именно то, что вам нужно.

При необходимости мы можем заказать геммологическую экспертизу и сертификат соответствия.

Сертификат предоставляет независимая экспертиза Научного геммологического центра при Минералогическом музее им. А.Е. Ферсмана Российской академии наук.

Экспертизу проводят сотрудники Российской академии наук, аккредитованные специалисты в области геологии, геммологии, минералогии и палеонтологии.

Стоимость изготовления одного индивидуального сертификата — 950 руб. Срок изготовления сертификата — 10 дней с момента поступления предоплаты.

Посмотрите пример сертификата

Сертификат M-631198 Российской академии наук

Оценка статьи:

(пока оценок нет)

Загрузка...

Сохранить себе в: