Сфалерит

Сфалерит — сулфиден минерал со хемиска формула . Тоа е најважната цинкова руда. Сфалеритот се наоѓа во различни типови на наоѓалишта, но првенствено е во седиментни ексхалативни депозити, долина Мисисипи и вулканогени масивни сулфидни наоѓалишта. Се наоѓа во асоцијација со галенит, халкопирит, пирит (и други сулфиди), калцит, доломит, кварц, родохрозит и флуорит.
Германскиот геолог Ернст Фридрих Глокер го открил сфалеритот во 1847 година, именувајќи го врз основа на грчкиот збор ''сфалерос'', кој во превод значи „измамник“, поради тешкотијата за распознавање на минералот.
Покрај цинкот, сфалеритот е руда на кадмиум, галиум, германиум и индиум. Познато е дека рударите го нарекуваат сфалеритот како ''цинкова бленда'', ''блекџек'' и ''рубинова бленда''. Марматитот е непроѕирна црна сорта со висока содржина на железо.
1 Кристализација и структура
Сфалеритот кристализира во кристална структура со коцкест кристален систем, која е именувана според минералот. Оваа структура е член на шестоаголната кристална класа (просторна група ''F'' 3m). Во кристалната структура, и јоните на сулфур и цинк или железо ги зафаќаат точките на коцкестата решетка со центрирано лице, при што двете решетки се поместени едни од други така што цинкот и железото се тетраедарски координирани со јоните на сулфур и ''обратно''. Минерали слични на сфалеритот вклучуваат оние во групата сфалерити, кои се состојат од сфалерит, колорадоит, хавлеит, метацинабар, стилит и тиеманит. Структурата е тесно поврзана со структурата на дијамантот. Шестоаголниот полиморф на сфалеритот е вурцит, а тригоналниот полиморф е матраит. Вурцитот е полиморф на повисоки температури, стабилен на температури над . Решеткастата константа за цинк сулфид во кристалната структура на мешавината од цинк е 0,541 nm. Сфалеритот е пронајден како псевдоморф, земајќи ја кристалната структура на галенит, тетраедрит, барит и калцит. Сфалеритот може да има двојници според Шпинеловиот закон, каде што оската на е [111].
Хемиската формула на сфалеритот е ; содржината на железо генерално се зголемува со зголемување на температурата на формирање и може да достигне до 40%. Материјалот може да се смета за тернарно соединение помеѓу бинарните крајни точки ZnS и FeS со состав Zn<sub>x</sub>Fe<sub>(1-x)</sub>S, каде што x може да се движи од 1 (чист ZnS) до 0,6.
Сите природни сфалерити содржат концентрации на разни нечистотии, кои генерално го заменуваат цинкот во катјонската положба во решетката; најчестите катјонски примеси се кадмиум, жива и манган, но галиумот, германиумот и индиумот може да бидат присутни и во релативно високи концентрации (стотици до илјадници ppm). Кадмиумот може да замени до 1% од цинкот, а манганот генерално се наоѓа во сфалеритот со голема количина на железо. Сулфурот во анјонската положба може да се замени со селен и телуриум. Големото количество на овие нечистотии се контролира од условите под кои се формирал сфалеритот; температурата на формацијата, притисокот, достапноста на елементите и составот на течноста се важни контроли.
2 Својства
2.1 Физички својства
Сфалеритот поседува совршена додекаедарска цепливост, со шест рамнини на расцепување. Во чиста форма, тој е полупроводник, но преминува во спроводник како што се зголемува содржината на железо. Има тврдост од 3,5 до 4 според Мосовата скала за тврдост на минералите.
Може да се разликува од слични минерали по совршената додекаедарска цепливост, препознатливиот смолест сјај и црвеникаво-кафеавата нијанса на потемните сорти.
2.2 Оптички својства
Чистиот цинк сулфид е полупроводник со широк енергетски јаз, со енергетски јаз од околу 3,54 електронски волти, што го прави чистиот материјал проѕирен во видливиот спектар. Зголемената содржина на железо ќе го направи материјалот непроѕирен, додека разни нечистотии можат да му дадат на кристалот различни бои. Во тенок пресек, сфалеритот покажува многу висок позитивен релјеф и изгледа безбоен до бледо жолт или кафеав, без плеохроизам.
Показателот на прекршување на сфалеритот (мерено преку натриумова светлина, просечна бранова должина 589,3 nm) се движи од 2,37 кога е чист ZnS до 2,50 кога содржи 40% содржина на железо. Сфалеритот е изотропен под вкрстено поларизирана светлина, меѓутоа сфалеритот може да доживее дволомност ако се вкрсти со неговиот полиморф вурцит; двојното прекршување може да се зголеми од 0 (0% вурцит) до 0,022 (100% вурцит).
Во зависност од премесите, сфалеритот ќе флуоресцира под ултравиолетова светлина. Сфалеритот може да биде триболуминисцентен. Сфалеритот има карактеристична триболуминисценција од жолто-портокалова боја. Типично, примероците исечени на крајни плочи се идеални за прикажување на ова својство. Методот за распознавање базиран на оптичките својства на минералот и поддржан од алгоритми за вештачка интелигенција покажал добри резултати .
3 Сорти
Геми, безбоен до бледо зелен сфалерит од Франклин, Њу Џерси се високо флуоресцентни портокалови и/или сини под долгобранова ултравиолетова светлина и се познати како ''клејофан'', речиси чиста ZnS сорта. Клејофанот содржи помалку од 0,1% железо во кристалната структура на сфалеритот. Марматитот или христофитот е непроѕирна црна сорта на сфалерит, а неговата боја се должи на големите количини на железо, кои можат да достигнат до 25%; марматитот е именуван според рударскиот округ Мармато во Колумбија, а христофитот е именуван според рудникот Св. Кристоф во Брајтенбрун, Саксонија. И марматитот и клејофанот не се признати од Меѓународниот минералошки сојуз ија (IMA). Црвениот, портокаловиот или кафеаво-црвениот сфалерит се нарекува рубинова бленда или цинкова бленда, додека темно обоениот сфалерит се нарекува блек-џек.
4 Видови депозити
Сфалеритот е меѓу најчестите сулфидни минерали и се наоѓа низ целиот свет и во различни видови наоѓалишта. Причината за широката распространетост на сфалеритот е тоа што се појавува во многу видови наоѓалишта; се наоѓа во скарни, хидротермални наоѓалишта, седиментни слоеви, вулканогени масивни сулфидни наоѓалишта (VMS), наоѓалишта од типот на долината Мисисипи (MVT), гранит и јаглен. and coal.
4.1 Седиментен ексхалитивен
Приближно 50% од цинкот (од сфалерит) и оловото доаѓа од седиментни ексхалативни депозити (СЕДЕКС) наслаги, кои се стратифицирани Pb-Zn сулфиди кои се формираат на отворите на морското дно. Металите се таложат од хидротермални флуиди и се сместени во шкрилци, карбонати и органски богати со органски силтови камења во задлачни басени и пропаднати континентални раседи. Главните рудни минерали во СЕДЕКС наслагите се сфалерит, галенит, пирит, пиротит и марказит, со помали сулфосали како што се тетраедрит - фрејбергит и булангерит; содржината на цинк + олово обично се движи помеѓу 10 и 20%. Важни рудници на СЕДЕКС се Ред Дог во Алјаска, Саливан во Британска Колумбија, Маунт Иса и Брокен Хил во Австралија и Мехдијабад во Иран.
4.2 Тип на Мисисипската долина
Слично на СЕДЕКС, наоѓалиштата од типот Мисисипска долина (ТМД) се исто така наоѓалишта на Pb-Zn кои содржат сфалерит. Сепак, тие сочинуваат само 15-20% цинк и олово, се 25% помали во тонажа од наоѓалиштата на СЕДЕКС и имаат пониски нивоа од 5-10% Pb + Zn. ТМД наоѓалиштата се формираат со замена на карбонатни карпи-домаќини како што се долостон и варовник со рудни минерали; тие се наоѓаат на платформи и појаси за потиснување на предниот дел. Понатаму, тие се слоевити, типично фанерозојски по возраст и епигенетски (се формираат по литификацијата на карбонатите карпи-домаќини). Рудните минерали се исти како и наоѓалиштата на СЕДЕКС: сфалерит, галенит, пирит, пиротит и марказит, со мали сулфосали. Рудници што содржат наслаги од ТМД вклучуваат Поларис во канадскиот Арктик, реката Мисисипи во Соединетите Американски Држави, Пајн Поинт во Северозападните територии и Адмирал Беј во Австралија.
4.3 Вулканоген масивен сулфид
Вулканогените масивни сулфидни (ВМС) наоѓалишта можат да бидат богати со Cu-Zn- или Zn-Pb-Cu, и сочинуваат 25% од резервите на Zn. Постојат различни видови на ВМС наоѓалишта со различни регионални контексти и состави на карпи; заедничка карактеристика е што сите тие се сместени во подморски вулкански карпи. Тие се формираат од метали како што се бакар и цинк, кои се пренесуваат преку хидротермални флуиди (модифицирана морска вода) кои ги испуштаат од вулканските карпи во океанската кора; течноста заситена со метали се издига преку пукнатини и раседи на површината, каде што се лади и ги таложи металите како ВМС наоѓалиште. Најзастапени рудни минерали се пирит, халкопирит, сфалерит и пиротит. Рудници што содржат ВМС наоѓалишта вклучуваат Кид Крик во Онтарио, Урал во Русија, Троодос во Кипар и Беши во Јапонија.
4.4 Производители
Најголемите производители на сфалерит се САД, Русија, Мексико, Германија, Австралија, Канада, Кина, Ирска, Перу, Казахстан и Англија.
Извори на висококвалитетни кристали вклучуваат:
Место, Земја
Фрајберг, Саксонија ,Нојдорф, планини Харц, Германија
Каменоломот Ленгенбах, Бинтал, Вале, Швајцарија
Хорни Славков и Прибрам, Чешка Република
Родна, Романија
Мадан, Смолјанска област, Родопски Планини, Бугарија
Рудник Алива, планините Пикос де Европа, провинција Кантабрија [Сантандер], Шпанија
Алстон Мур, Камбрија, Англија
Далнегорск, Приморски крај, Русија
Езеро Вотсон, територијата Јукон, Канада
Флин Флон, Манитоба, Канада
Три-државен округ, вклучувајќи ги и депозитите во близина Бакстер Спрингс, округ Чероки, Канзас ;Џоплин, округ Џаспер, Мисури и Пичер, округ Отава, Оклахома, САД
Рудник Елмвуд, во близина на Картагина, округ Смит, Тенеси, САД
Рудник Игл, округ Гилман, округ Игл, Колорадо, САД
Санта Еулалија, Чивава, Мексико
Наика, Чивава, Мексико
Кананеја, Сонора, Мексико
Хуарон, Перу
Касапалка, Перу
Уанкавелика, Перу
Зинкгруван, Шведска
5 Употреба
5.1 Метална руда
Сфалеритот е важна руда на цинк; околу 95% од целиот основен цинк се извлекува од сфалеритната руда.Сепак, поради неговата променлива содржина на елементи во трагови, сфалеритот е исто така важен извор на неколку други метали како што се кадмиум, галиум, германиум, и индиум кои го заменуваат цинкот. Рудата првично била наречена ''бленда'' од рударите (од германски ''слеп'' или ''измамник'') бидејќи наликува на гагаленит, но не дава олово.
5.2 Месинг и бронза
Цинкот во сфалеритот се употребува за производство на месинг, легура на бакар со 3–45% цинк. Главните состави на легури на месингани предмети даваат докази дека сфалеритот се употребувал за производство на месинг од страна на исламските народи уште во средниот век помеѓу 7-ми и 16-ти век од н.е. Сфалеритот можеби се употребувал и за време на процесот на цементирање на месинг во Северна Кина во текот на 12 и 13 век од н.е. (династија Џин). Освен месингот, цинкот во сфалеритот може да се употребува и за производство на одредени видови бронза; бронзата е доминантно бакар кој е легиран со други метали како што се калај, цинк, олово, никел, железо и арсен.
5.3 Друго
* Јул мермер – сфалеритот се наоѓа како инклузија во јул мермер, кој се користи како градежен материјал за Линколновиот споменик и Гробницата на непознатиот.* Поцинкувано железо – цинкот од сфалерит се користи како заштитен слој за спречување на корозија и 'рѓосување; се користи на столбови за пренос на електрична енергија, шајки и автомобили. * Батерии.* Скапоцен камен. - Фацетираниот сфалерит има релативно ниска тврдост од 3,5-4 на Мосовата скала и затоа се користи помалку во накитот.
6 Галерија