Chalkopyrit je minerál a ruda měď. Jeho chemické složení je CuFeS2, což znamená, že obsahuje měď (Cu), železo (Fe) a síra (S). Chalkopyrit je jednou z nejdůležitějších měděných rud a je široce rozšířen v různých geologických prostředích. Často se vyskytuje ve spojení s jinými sulfidy minerály.
Barva: Chalkopyrit má typicky mosazně žlutou až zlatožlutou barvu, i když se může zbarvit do různých odstínů modré, fialové nebo zelené v důsledku oxidace svého povrchu.
Krystalická struktura: Chalkopyrit krystalizuje v tetragonálním systému a vytváří výrazné krystaly čtyřstěnného tvaru. Tyto krystaly mají často kovový lesk.
Tvrdost: Má tvrdost přibližně 3.5 až 4 na Mohsova stupnice, díky čemuž je ve srovnání s některými jinými minerály poměrně měkký.
Proužek: Při poškrábání na pruhované desce zanechává chalkopyrit zelenočerný pruh.
Výstřih: Chalkopyrit vykazuje špatné štěpení, což znamená, že se neláme podél dobře definovaných rovin jako některé jiné minerály.
Magnetismus: Chalkopyrit je slabě magnetický a díky obsahu železa může vykazovat určité magnetické vlastnosti.
Asociace: Chalkopyrit se běžně vyskytuje ve spojení s jinými minerály jako např pyrit (blázni zlato), sfalerit (a zinek Ruda), Galena (a vést ruda) a různé minerály mědi.
Ekonomický význam: Chalkopyrit je základním zdrojem mědi. Měď je cenný kov používaný v různých průmyslových odvětvích, včetně elektroniky, stavebnictví a instalatérství. Těžba mědi z chalkopyritu zahrnuje složité metalurgické procesy.
Výskyt: Chalkopyrit lze nalézt v různých geologických prostředích, včetně porfyrové mědi vklady, hydrotermální žíly, sedimentární horniny, a skarn vklady. Může se vyskytovat v široké škále prostředí a je běžným minerálem v mnoha částech světa.
Zakalit: V průběhu času může chalkopyrit vytvořit na svém povrchu matný nebo duhový povlak v důsledku vystavení vzduchu a vlhkosti. Tato skvrna je často označována jako „paví ruda“ kvůli svému barevnému a duhovému vzhledu.
Chalkopyrit je významný ekonomický a vědecký zájem kvůli jeho obsahu mědi a jeho roli v pochopení procesů tvorby rud. Je také oblíbeným nerostným exemplářem mezi sběrateli pro svůj nápadný vzhled, kdy vykazuje barevné skvrny.
Obsah
Chemické složení a krystalická struktura
Chalkopyrit má chemické složení CuFeS2, což naznačuje, že se skládá z atomů mědi (Cu), železa (Fe) a síry (S). Je to sulfidový minerál, přičemž měď a železo jsou hlavními kationty a síra jako anion.
Krystalová struktura: Chalkopyrit má jedinečnou krystalovou strukturu, která patří do tetragonálního systému. Má složitou strukturu sestávající z atomů mědi a železa vázaných s atomy síry v krystalové mřížce. Krystalovou strukturu chalkopyritu lze popsat následovně:
- Jednotková buňka: Základní buňka chalkopyritu je kvádrový tvar se čtyřmi stranami nestejné délky a čtyřmi pravými úhly.
- Koordinační geometrie: Každý atom mědi v chalkopyritu je koordinován šesti atomy síry v oktaedrickém uspořádání, zatímco každý atom železa je koordinován čtyřmi atomy síry v tetraedrickém uspořádání. Atomy síry jsou uspořádány těsně sbaleným způsobem.
- Sírová podmřížka: Atomy síry v chalkopyritu tvoří těsně uzavřenou podmřížku s atomy mědi a železa, které zaujímají intersticiální místa mezi atomy síry.
- Krystalová symetrie: Chalkopyrit má tetragonální symetrii s prostorovou grupou I-42d nebo I-42m, v závislosti na teplotních a tlakových podmínkách.
Krystalová struktura chalkopyritu mu dává jedinečné fyzikální a chemické vlastnosti, včetně kovového lesku, neprůhledného vzhledu a charakteristické mosazně žluté barvy. Chalkopyrit je známý pro svou dobrou elektrickou vodivost, což z něj činí důležitý minerál pro extrakci mědi a různé průmyslové aplikace.
Fyzikální vlastnosti chalkopyritu
| Barva | Mosazně žlutá, může mít iridescentně purpurový nádech. |
| Proužek | Zelenočerná |
| Lesk | Kovový |
| Diafanita | Neprůhledný |
| Tvrdost Mohs | 3.5 |
| Specifická gravitace | 4.1 - 4.3 |
| Diagnostické vlastnosti | Barva, nazelenalý pruh, měkčí než pyrit, křehký. |
| Krystalový systém | Převážně disfénoidní a podobá se čtyřstěnu, běžně masivnímu a někdy botryoidnímu. |
| Houževnatost | Křehký |
| Zlomenina | Nepravidelné/Nerovnoměrné |
| Hustota | 4.1 – 4.3 g/cm3 (měřeno) 4.18 g/cm3 (vypočteno) |
Optické vlastnosti chalkopyritu
| Anizotropismus | Slabý |
| Výstřih | Špatné na {011} a {111} |
| Barva / Pleochroismus | Mosazně žlutá, může být zašlá a duhová |
| Optická extinkce | |
| Twinning | Dvojité na {112} a {012}, penetrační nebo cyklické. |
Geologie a mineralogie
Geologie chalkopyritu: chalkopyrit se běžně vyskytuje v různých geologických prostředích a jeho výskyt je často spojován s bohatými na měď rudní ložiska. Chalkopyrit se může tvořit prostřednictvím různých geologických procesů, včetně:
- Magmatické procesy: Chalkopyrit může krystalizovat z magmatu během tvorby vyvřelé skály, zejména ve spojení s intruzemi bohatými na měď. Jak magma chladne a tuhne, chalkopyrit se může vysrážet z magmatu a hromadit se v žilách nebo se šířit po hornině.
- Hydrotermální procesy: Chalkopyrit se může tvořit také hydrotermálními procesy, kde prosakují horké tekutiny bohaté na kovy. skály a ukládat chalkopyrit podél zlomenin, závadynebo jiné konstrukční prvky. Hydrotermální ložiska chalkopyritů jsou často spojována s vulkanickou nebo geotermální činností.
- Metamorfní procesy: Chalkopyrit se může tvořit také během metamorfózy, což je proces přeměny horniny v důsledku vysokých teplotních a tlakových podmínek. Chalkopyrit se může vyskytovat jako primární minerál v metamorfovaných sedimentárních horninách nebo jako výsledek metasomatického nahrazení již existujících minerálů.
Výskyt a distribuce
Chalkopyrit je přirozeně se vyskytující minerál, který je v přírodě široce rozšířen. Jedná se o minerál sulfidu měďnatého s chemickým vzorcem CuFeS2. Chalkopyrit se často nachází v rudních ložiscích spojených s jinými měděnými minerály, stejně jako s jinými sulfidovými minerály.
Výskyt: Chalkopyrit se běžně vyskytuje v různých geologických prostředích, včetně:
- Usazeniny žil: Chalkopyrit se může vyskytovat v žilách, což jsou úzké mineralizované pukliny v horninách. Tyto žíly se mohou tvořit v různých typech hornin, včetně vyvřelých, metamorfovaných a sedimentárních hornin.
- Porfyrská ložiska: Chalkopyrit je často spojován s ložisky porfyrové mědi, což jsou velká ložiska rud nízké kvality, která se typicky vyskytují ve spojení s rušivými vyvřelinami. Porfyrová ložiska jsou celosvětově významným zdrojem mědi.
- Vulkanogenní masivní sulfid (VMS) vklady: Chalkopyrit se také může vyskytovat v vklady VMS, které vznikají vysrážením sulfidických minerálů z horkých tekutin bohatých na kovy spojených se sopečnou činností.
- Sedimentární ložiska: Chalkopyrit lze nalézt v sedimentárních ložiscích, včetně ložisek mědi hostovaných v sedimentech, kde jsou minerály mědi uloženy v sedimentárních horninách, často ve spojení s vrstvami bohatými na organické látky.
Distribuce: Chalkopyrit se vyskytuje v mnoha zemích po celém světě. Některé z hlavních zemí produkujících chalkopyrit zahrnují:
- Chile: Chile je jedním z největších světových producentů chalkopyritu s významnými nalezišti v Andách.
- Peru: Peru je dalším významným producentem chalkopyritu s ložisky v Andách.
- Spojené státy americké: Ložiska chalkopyritu se nacházejí také v několika státech USA, včetně Arizony, Montany a Nové Mexiko.
- Kanada: Kanada má významná ložiska chalkopyritu, zejména v Britské Kolumbii a Ontariu.
- Austrálie: Chalkopyrit se nachází v různých částech Austrálie, včetně Queenslandu, Nového Jižního Walesu a Jižní Austrálie.
- Čína: Čína má také významná ložiska chalkopyritu, přičemž výroba se soustředí hlavně v oblastech, jako je Vnitřní Mongolsko, Sin-ťiang a Tibet.
- Ostatní země: Chalkopyrit se také nachází v mnoha dalších zemích, včetně Mexika, Ruska, Zambie a Kazachstánu, mezi ostatními.
Celkově je chalkopyrit v přírodě velmi rozšířený a je důležitým zdrojem mědi, která se používá v různých průmyslových aplikacích.
Mineralogické charakteristiky a metody identifikace
Mineralogická charakteristika a metody identifikace chalkopyritu:
- Barva: Chalkopyrit má typicky mosazně žlutou barvu, i když se může také jevit jako matný nebo duhový povrch kvůli zvětrávání. Barva se může lišit v závislosti na nečistotách a povětrnostních podmínkách.
- Lesk: Chalkopyrit má kovový lesk, připomínající lesk leštěné mosazi nebo zlata. Reflexní, lesklý povrch je charakteristickým znakem chalkopyritu.
- Crystal zvyk: Chalkopyrit se běžně vyskytuje jako dobře tvarované krystaly s tetragonálním tvarem, často ve formě čtyřstěnů nebo pyritoedrů. Lze jej také nalézt jako masivní, zrnité nebo rozptýlené agregáty.
- Tvrdost: Chalkopyrit má tvrdost 3.5 až 4 na Mohsově stupnici, což naznačuje, že je poměrně měkký a tvrdšími minerály jej lze snadno poškrábat.
- Proužek: Proužek chalkopyritu je obvykle zelenočerný až černý, což se liší od jeho mosazně žluté barvy. Tento pruh lze pozorovat otíráním minerálu o neglazovaný porcelánový talíř a zkoumáním zbylé barvy.
- Štěpení a zlomenina: Chalkopyrit má špatnou štěpnost podél {001} roviny, což znamená, že se neláme podél dobře definovaných rovin. Místo toho vykazuje lasturovitý nebo nerovný lom, což znamená, že se láme se zakřiveným povrchem podobným mušli.
- Specifická gravitace: Specifická hmotnost chalkopyritu se obvykle pohybuje od 4.1 do 4.3, což je poměrně vysoká hodnota a může pomoci při odlišení od jiných minerálů s podobným vzhledem.
- Chemické testy: Chalkopyrit je minerál obsahující měď a jeho obsah mědi lze potvrdit pomocí různých chemických testů, jako je použití testu plamenem mědi nebo chemických reakcí s kyselinou, které mohou způsobit charakteristickou zelenomodrou barvu nebo šumění.
- Rentgenová difrakce (XRD): XRD je běžná metoda používaná k identifikaci chalkopyritu, protože může poskytnout informace o krystalové struktuře a minerálním složení vzorku. Chalkopyrit má unikátní tetragonální krystalovou strukturu, kterou lze detekovat XRD analýzou.
- Mikroskopické vyšetření: Mikroskopické vyšetření pomocí polarizačního mikroskopu může odhalit mineralogické vlastnosti chalkopyritu, jako je jeho krystalová morfologie, optické vlastnostia asociace s jinými minerály.
Celkově lze k přesné identifikaci chalkopyritu použít kombinaci různých mineralogických charakteristik a identifikačních metod, jako je barva, lesk, habitus krystalu, tvrdost, pruh, štěpnost a lom, specifická hmotnost, chemické testy, XRD a mikroskopické vyšetření.
Oblasti použití a použití
Chalkopyrit má několik průmyslových využití díky obsahu mědi a dalším vlastnostem. Některé z hlavních průmyslových použití chalkopyritu zahrnují:
- Výroba mědi: Chalkopyrit je nejdůležitějším zdrojem měděná rudaa používá se především k těžbě mědi. Obvykle se zpracovává drcením, mletím a flotací, aby se oddělily minerály mědi od minerálů hlušiny. Extrahovaná měď pak může být použita v různých aplikacích, včetně elektrického vedení, instalatérství, elektroniky a stavebních materiálů.
- Výroba slitin kovů: Chalkopyrit se někdy používá jako zdroj mědi při výrobě kovových slitin. Měď je legována s jinými kovy, jako je zinek, nikl, a cínk vytvoření slitin s požadovanými vlastnostmi, jako je zlepšená pevnost, odolnost proti korozi a tepelná odolnost. Tyto slitiny se používají v různých průmyslových odvětvích, včetně automobilového průmyslu, letectví a elektroniky.
- Výroba kyseliny sírové: Chalkopyrit obsahuje síru a může být použit jako zdroj síry pro výrobu kyseliny sírové, což je široce používaná chemikálie v různých průmyslových procesech. Kyselina sírová se používá při výrobě hnojiv, barviv, detergentů a dalších chemikálií a také v těžebním průmyslu k vyluhování kovů z rud.
- Drahokam a šperky: Ačkoli chalkopyrit není běžný drahokam, někdy je broušen a leštěn pro použití ve špercích a ozdobných předmětech. Kovový lesk chalkopyritu a výrazná mosazně žlutá barva z něj činí atraktivní drahokam pro sběratele nebo pro použití v jedinečných designech šperků.
- Výzkumné a vědecké účely: Chalkopyrit se také používá ve výzkumu a vědeckých studiích, zejména v oblastech mineralogie, geochemie a věda o materiálech. Jeho jedinečná krystalická struktura, vlastnosti a chování za různých podmínek z něj činí cenný minerál pro studium různých geologických a chemických procesů.
Celkově je chalkopyrit důležitým průmyslovým minerálem díky svému obsahu mědi a dalším vlastnostem a nachází různé aplikace v průmyslových odvětvích od metalurgie po chemikálie, drahé kameny a vědecký výzkum.
Shrnutí klíčových bodů
- Chalkopyrit je minerál, který je nejdůležitějším zdrojem měděné rudy.
- Má mosazně žlutou barvu, kovový lesk a typicky se vyskytuje jako dobře tvarované krystaly čtyřúhelníkového tvaru.
- Chalkopyrit má tvrdost 3.5 až 4 na Mohsově stupnici, pruh, který je zelenočerný až černý, a specifickou hmotnost v rozmezí 4.1 až 4.3.
- Chalkopyrit se používá především pro výrobu mědi, protože obsahuje měď jako hlavní složku a zpracovává se k získávání mědi pro různé průmyslové aplikace, včetně elektrických rozvodů, instalatérství, elektroniky a stavebních materiálů.
- Chalkopyrit se také používá jako zdroj síry pro výrobu kyseliny sírové, při výrobě kovových slitin, jako drahé kameny a šperky, v metafyzických a léčebných praktikách a ve výzkumu a vědeckých studiích.
- Identifikační metody pro chalkopyrit zahrnují barvu, lesk, habitus krystalu, tvrdost, pruh, štěpení a lom, specifickou hmotnost, chemické testy, rentgenovou difrakci (XRD) a mikroskopické vyšetření.
Reference
- Mindat.org. (2019). Bornite: Minerální informace, data a lokality.. [online] Dostupné na: https://www.mindat.org/min-727.html [Přístup 4. 2019. XNUMX].
- Handbookofmineralogy.org. (2019). Příručka mineralogie. [online] Dostupné na: http://www.handbookofmineralogy.org [Přístup 4. března 2019].
