Күкіртсутек магманың негізгі ұшпа компоненттерінің бірі болып табылады. Металдармен белсенді әрекеттесе отырып, көптеген қосылыстар түзеді. Күкіртсутектің туындылары жер қыртысында 200-ден астам минералдар – сульфидтермен ұсынылған, олар тау жыныстары түзілмейтіндіктен, әдетте белгілі бір тау жыныстарымен бірге жүреді, бағалы шикізат көзі болып табылады. Төменде сульфидтер мен оларға жақын қосылыстардың негізгі қасиеттерін қарастырамыз, сондай-ақ оларды қолдану салаларына назар аударамыз.
Құрамы мен құрылымының жалпы сипаттамасы
Периодтық жүйенің 40-тан астам элементтері (әдетте металдар) күкіртпен қосылыстар түзеді. Кейде мұндай қосылыстарда оның орнына мышьяк, сурьма, селен, висмут немесе теллур болады. Осыған сәйкес мұндай минералдар арсенидтер, антимонидтер, селенидтер, висмутидтер және теллуридтер деп аталады. Күкіртсутек туындыларымен бірге олардың барлығы қасиеттерінің ұқсастығына байланысты сульфидтер класына кіреді.
Осы кластағы минералдарға тән химиялық байланыс ковалентті,металл компоненті. Ең көп таралған құрылымдар: координация, арал (кластер), кейде қабатты немесе тізбекті.
Сульфидтердің физикалық қасиеттері
Іс жүзінде барлық сульфидтер жоғары үлес салмағымен сипатталады. Топтың әр түрлі мүшелері үшін Mohs шкаласы бойынша қаттылық мәні әр түрлі және 1 (молибденит) пен 6,5 (пирит) аралығында болуы мүмкін. Дегенмен, сульфидтердің көпшілігі өте жұмсақ.
Бірнеше ерекшеліктерді қоспағанда, клеофан мырыш қоспасының немесе сфалериттің бір түрі болып табылады, бұл сыныптың минералдары мөлдір емес, көбінесе қараңғы, кейде жарқын, бұл маңызды диагностикалық белгі (сонымен қатар жылтыр) ретінде қызмет етеді. Рефлексия орташадан жоғарыға дейін болуы мүмкін.
Сульфидтердің көпшілігі жартылай өткізгіш электр өткізгіштігі бар минералдар.
Дәстүрлі классификация
Негізгі физикалық қасиеттерінің ортақтығына қарамастан, сульфидтердің, әрине, сыртқы диагностикалық айырмашылықтары бар, соған сәйкес олар үш түрге бөлінеді.
- Пирит. Бұл металдық жылтырлығы және сары немесе сары реңктері бар түсі бар сульфидтер тобына жататын минералдардың жиынтық атауы. Пириттің ең танымал өкілі - FeS2 пирит, күкірт немесе темір колчеданы деп те аталады. Олар сондай-ақ халькопирит CuFeS2 (мыс колчеданы), арсенопирит FeAsS (мышьяк колчеданы, ака талгеймит немесе миспикел), пирротит Fe7S қамтиды. 8 (магниттік пирит, магнитопирит) жәнебасқалар.
- Жылтыр. Бұл металдық жылтырлығы мен түсі сұрдан қараға дейінгі сульфидтерге берілген атау. Мұндай минералдардың типтік мысалдары: галена PbS (қорғасын жылтыры), халькоцит Cu2S (мыс жылтырлығы), молибденит MoS2, антимонит Sb2S3 (сурьма жылтырлығы).
- Жалған. Бұл металл емес жылтырлығымен сипатталатын сульфидтер тобына жататын минералдардың атауы. Мұндай сульфидтердің типтік мысалдары - сфалерит ZnS (мырыш қоспасы) немесе кинабар HgS (сынап қоспасы). Сондай-ақ белгілі As4S4 - қызыл мышьяк қоспасы және As2S орпименті.3 - сары мышьяк қоспасы.
Химиялық сипаттамалардағы айырмашылықтар
Қазіргі заманғы классификация химиялық құрамның сипаттамаларына негізделген және келесі ішкі сыныптарды қамтиды:
- Қарапайым сульфидтер – металл ионының (катион) және күкірттің (анион) қосылыстары. Мұндай минералдардың мысалдарына галена, сфалерит және кинабар жатады. Олардың барлығы күкіртті сутегінің қарапайым туындылары.
- Қос сульфидтер бірнеше (екі немесе одан да көп) металл катиондарының күкірт анионымен байланысуымен ерекшеленеді. Бұл халькопирит, борнит («ал-түсті мыс кені») Cu5FeS4, станнин (қалайы пирит) Cu2FeSnS4 және басқа ұқсас қосылыстар.
- Дисульфидтер – катиондары S2 немесе AsS аниондық тобымен байланысқан қосылыстар. Оларға сульфидтер мен арсенидтер (сульфоарсенидтер) тобындағы минералдар, мысалы, пирит,ең көп таралған, немесе мышьяк колчеданының арсенопириті. Сондай-ақ осы қосалқы сыныпқа кобальтты CoAsS кіреді.
- Күрделі сульфидтер немесе сульфотұздар. Бұл тиомарсен H3AsS сияқты тиоқышқылдардың тұздары болып табылатын сульфидтер, арсенидтер және құрамы мен қасиеттері бойынша оларға жақын қосылыстар тобынан минералдардың атауы. 3, тиобисмут H3BiS3 немесе тиоантимон H3SbS 3. Сонымен, сульфотұздардың (тиосаттар) қосалқы класына лилианит минералы Pb3Bi2S6 немесе деп аталатын Fahlore Cu3(Sb, As)S3.
Морфологиялық ерекшеліктері
Сульфидтер мен дисульфидтер үлкен кристалдар түзе алады: текше (гален), призмалық (антимонит), тетраэдр (сфалерит) түрінде және басқа конфигурациялар. Олар сондай-ақ тығыз, түйіршікті кристалды агрегаттар немесе фенокристалдар түзеді. Қабатты құрылымы бар сульфидтердің орпимент немесе молибденит сияқты тегістелген таблица тәрізді немесе жапырақты кристалдары болады.
Сульфидтердің бөлінуі әртүрлі болуы мүмкін. Ол пиритте өте жетілмеген және халькопиритте жетілмегенден бір (орпимент) немесе бірнеше (сфалерит, галена) бағытта өте жетілгенге дейін өзгереді. Әр түрлі минералдар үшін сыну түрі де бірдей емес.
Сульфидті минералдардың генезисі
Сульфидтердің көпшілігі гидротермиялық ерітінділерден кристалдану арқылы түзіледі. Кейде бұл топтың минералдары магматикалық боладынемесе скарндық (метасоматикалық) шығу тегі, сонымен қатар экзогендік процестер кезінде – қайталама байыту аймақтарында қалпына келтіру жағдайында, кейбір жағдайларда пирит немесе сфалерит сияқты шөгінді жыныстарда түзілуі мүмкін.
Жер үсті жағдайында кинабардан, лауритті (рутений сульфиді) және сперрилиттен (платина арсенидінен) басқа барлық сульфидтер өте тұрақсыз және тотығуға ұшырайды, бұл сульфаттардың түзілуіне әкеледі. Сульфидтердің өзгеру процестерінің нәтижесі оксидтер, галогенидтер, карбонаттар сияқты минералдардың түрлері болып табылады. Сонымен қатар, олардың ыдырауына байланысты табиғи металдар – күміс немесе мыс түзілуі мүмкін.
Болу ерекшеліктері
Сульфидтер - басқа минералдармен қатынасына қарай әртүрлі табиғаттағы кен жинақтарын түзетін минералдар. Егер олардан сульфидтер басым болса, массивтік немесе үздіксіз сульфидті кендер туралы айту әдеттегідей. Әйтпесе, кендер диссеминирленген немесе тамырлы деп аталады.
Көбінесе сульфидтер бірге шөгіп, полиметалл кендерінің шөгінділерін құрайды. Бұл, мысалы, мыс-мырыш-қорғасын сульфидті кендер. Сонымен қатар, бір металдың әртүрлі сульфидтері көбінесе оның күрделі шөгінділерін құрайды. Мысалы, халькопирит, куприт, борнит бірге кездесетін құрамында мыс бар минералдар.
Көбінесе сульфидті кен орындарының кен денелері тамыр түрінде болады. Бірақ лентикулярлы, қорлық, резервуарлы түрлері де кездеседі.
Сульфидтерді қолдану
Сульфидті рудалар көзі ретінде өте маңыздысирек, бағалы және түсті металдар. Сульфидтерден мыс, күміс, мырыш, қорғасын, молибден алынады. Сондай кендерден висмут, кобальт, никель, сондай-ақ сынап, кадмий, рений және басқа да сирек элементтер алынады.
Бұдан басқа кейбір сульфидтер бояу өндірісінде (кинварь, орпимент) және химия өнеркәсібінде (пирит, марказит, пирротит – күкірт қышқылын алу үшін) қолданылады. Молибденит кен ретінде пайдаланудан басқа, арнайы құрғақ ыстыққа төзімді майлаушы ретінде пайдаланылады.
Сульфидтер электрофизикалық қасиеттеріне байланысты қызығушылық тудыратын минералдар болып табылады. Дегенмен, жартылай өткізгіш, электро-оптикалық, инфрақызыл-оптикалық технологияның қажеттіліктері үшін табиғи қосылыстар емес, олардың монокристалдар түріндегі жасанды түрде өсірілген аналогтары пайдаланылады.
Сульфидтер қолданатын тағы бір сала – самарий-неодим әдісін қолданып кейбір кен жыныстарының радиоизотоптық геохронологиялық датасын анықтау. Мұндай зерттеулерде халькопирит, пентландит және құрамында сирек жер элементтері бар басқа минералдар – неодим және самарий қолданылады.
Бұл мысалдар сульфидтердің қолдану аясының өте кең екенін көрсетеді. Олар әртүрлі технологияларда шикізат ретінде де, тәуелсіз материалдар ретінде де маңызды рөл атқарады.
