Esfalerita

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sphalerite é um mineral de sulfeto com a fórmula química (Zn, Fe) s . É o minério mais importante do zinco. O esfalerita é encontrado em vários tipos de depósitos, mas é principalmente em exalativo sedimentar, tipo de válvulas Mississippi e depósitos maciços de sulfeto vulcanogênicos. É encontrado em associação com galena, calcopirita, pirita (e outros sulfetos), calcita, dolomita, quartzo, rodocrose e fluorita.

O geólogo alemão Ernst Friedrich Glocker descobriu o esfalerita em 1847, nomeando -o com base na palavra grega sphaleros , significando "enganando", devido à dificuldade de identificar o mineral.

Além do zinco, a esfalerita é um minério de cádmio, gálio, germânio e índio. Sabe-se que os mineradores se referem ao Sphalerite como zinco Blende , Black-Jack e ruby blende . Marmatita é uma variedade preta opaca com alto teor de ferro.

hábito de cristal e estrutura

A estrutura de cristal de eshalerite

Esfalerita cristaliza na estrutura cristalina cúbica de zinclenda centrada na face, que nomeou o mineral. Essa estrutura é um membro da classe de cristal Hextetraedral (grupo espacial f 4 3m). Na estrutura cristalina, tanto o enxofre quanto os íons de zinco ou ferro ocupam os pontos de uma treliça cúbica centrada na face, com as duas treliças deslocadas uma da outra, de modo que o zinco e o ferro sejam tetraédulos coordenados para os íons enxofre e vice -versa . Os minerais semelhantes ao esfalerita incluem os do grupo de esfaleritas, consistindo em esfalerita, colarados, hawleyita, metacinnabar, steleteite e tiemannita. A estrutura está intimamente relacionada à estrutura do diamante. O polimorfo hexagonal de esfalerita é a wurtzita, e o polimorfo trigonal é matraita. A wurtzita é o polimorfo de temperatura mais alta, estável a temperaturas acima de 1.020 ° C (1.870 ° F). A constante de treliça para sulfeto de zinco na estrutura cristalina de zinco Blende é de 0,541 nm. O esfalerita foi encontrado como pseudomorfo, tomando a estrutura cristalina de Galena, tetraedrito, barita e calcita. O sfalerita pode ter gêmeos da lei de espinélio, onde o eixo gêmeo é [111].

A fórmula química do sfalerita é (zn, fe) s ; O teor de ferro geralmente aumenta com o aumento da temperatura de formação e pode atingir até 40%. O material pode ser considerado um composto ternário entre os pontos de extremidade binários ZNs e FES com composição Zn x fe (x-1) s, onde x pode variar de 1 (ZNS puro ) a 0,6.

Toda a esfalerita natural contém concentrações de várias impurezas, que geralmente substituem o zinco na posição de cátion na treliça; As impurezas de cátions mais comuns são cádmio, mercúrio e manganês, mas gálio, germânio e índio também podem estar presentes em concentrações relativamente altas (centenas a milhares de PPM). O cádmio pode substituir até 1% de zinco e o manganês geralmente é encontrado em esfalerita por altas abundâncias de ferro. O enxofre na posição do ânion pode ser substituído por selênio e telúrio. As abundâncias dessas impurezas são controladas pelas condições sob as quais a esfalerita se formou; Temperatura de formação, pressão, disponibilidade de elementos e composição do fluido são controles importantes.

Propriedades

Propriedades físicas

Esfalerita possui clivagem dodecaédrica perfeita, com seis planos de decote. De forma pura, é um semicondutor, mas transita para um condutor à medida que o teor de ferro aumenta. Tem uma dureza de 3,5 a 4 na escala MOHS de dureza mineral.

Pode ser distinguido de minerais semelhantes por sua clivagem perfeita, seu brilho resinoso distinto e a faixa marrom-avermelhada das variedades mais sombrias.

Propriedades ópticas

Sphalerite fluorescing sob luz ultravioleta (Sternberg Museum of Natural History, Kansas, US)

O sulfeto de zinco puro é um semicondutor de banda larga, com bandGAP de cerca de 3,54 volts de elétrons, o que torna o material puro transparente no espectro visível. O aumento do teor de ferro tornará o material opaco, enquanto várias impurezas podem dar ao cristal uma variedade de cores. Na seção fina, a esfalerita exibe alívio positivo muito alto e parece incolor a amarelo pálido ou marrom, sem pleocroísmo.

O índice de refração de esfalerita (medido através da luz de sódio, comprimento de onda média de 589,3 nm) varia de 2,37 quando é ZNS puro a 2,50 quando há 40% de teor de ferro. A esfalerita é isotrópica sob luz polarizada, porém a esfalerita pode experimentar a birrefringência se interromper seu polimorfo wurtzita; A birrefringência pode aumentar de 0 (0% de wurtzita) até 0,022 (100% de wurtzita).

Dependendo das impurezas, a esfalerita fluoresceá sob luz ultravioleta. Esfalerita pode ser triboluminescente. A esfalerita tem uma triboluminescência característica de amarelo-laranja. Normalmente, as amostras cortadas em laços finais são ideais para exibir esta propriedade.

Variedades

gemmy, esfalerita verde incolor a pálida de Franklin, Nova Jersey (ver Franklin Furnace), são altamente fluorescentes laranja e/ou azul sob a luz ultravioleta de ondas longas e são conhecidas como cleiofane , um zns quase puro variedade. O cleiofano contém menos de 0,1% de ferro na estrutura cristalina de esfalerita. Marmatita ou christofita é uma variedade preta opaca de esfalerita e sua coloração é devido às altas quantidades de ferro, que podem atingir até 25%; A marmatita recebeu o nome do distrito de mineração de Marmato, na Colômbia, e Christofita recebeu o nome da mina de São Christoph em Breitenbrunn, Saxônia. Marmatita e Cleiofane não são reconhecidos pela Associação Mineralógica Internacional (IMA). Esfalerito vermelho, laranja ou vermelho-acastanhado é denominado rubi ou zinco rubi, enquanto o esfalerito de cor escura é denominada jack preto.

Tipos de depósito

Esfalerita está entre os minerais de sulfeto mais comum e é encontrado em todo o mundo e em vários tipos de depósito. A razão para a ampla distribuição de esfalerita é que ele aparece em muitos tipos de depósitos; É encontrado em Skarns, depósitos hidrotérmicos, leitos sedimentares, depósitos de sulfeto maciço vulcanogênico (VMS), depósitos do tipo Mississippi-Valley (MVT), granito e carvão.

Sedimentário exhalitivo

Aproximadamente 50% de zinco (de esfalerita) e chumbo vem de depósitos exalativos sedimentares (SedEx), que são sulfetos estratiformes de Pb-Zn que se formam nas aberturas do fundo do mar. Os metais precipitam de fluidos hidrotérmicos e são hospedados por folhelhos, carbonatos e siltitos ricos em orgânicos em bacias do arco dos traseiros e brecha continental fracassada. Os principais minerais de minério nos depósitos de SedEx são esfalerita, galena, pirita, pirrotita e marcasita, com sulfosaltes menores, como tetraedrito-frecorgito e boulangerita; O grau de chumbo de zinco + geralmente varia entre 10 e 20%. As minas importantes do SedEx são Red Dog no Alasca, Mina Sullivan, na Colúmbia Britânica, Mount Isa e Broken Hill, na Austrália e Mehdiabad, no Irã.

Tipo Mississippi-Valley

Semelhante ao SedEx, os depósitos do tipo Mississippi-Valley (MVT) também são um depósito PB-ZN que contém esfalerita. No entanto, eles representam apenas 15 a 20% de zinco e chumbo, são 25% menores em tonelagem do que os depósitos do SedEx e têm graus mais baixos de 5 a 10% de Pb + Zn. Os depósitos de MVT se formam a partir da substituição de rochas hospedeiras de carbonato, como dolostone e calcário por minerais de minério; Eles estão localizados em plataformas e cintos de impulso de Foreland. Além disso, eles são estrataboutos, tipicamente fanerozóicos em idade e epigenética (forma após a litificação das rochas hospedeiras de carbonato). Os minerais de minério são os mesmos de depósitos do SedEx: esfalerita, galena, pirita, pirrotita e marcasita, com pequenos sulfosaltes. As minas que contêm depósitos de MVT incluem Polaris no Ártico canadense, o rio Mississippi nos Estados Unidos, Pine Point em Territórios do Noroeste e Baía do Almirante na Austrália.

Sulfide maciço vulcanogênico

Os depósitos de sulfeto maciço (VMS) vulcanogênicos podem ser ricos em Cu-Zn- ou Zn-Pb-Cu e representam 25% de Zn em reservas. Existem vários tipos de depósitos de VMs com uma variedade de contextos regionais e composições de rochas hospedeiras; Uma característica comum é que todos são hospedados por rochas vulcânicas submarinas. Eles se formam a partir de metais como cobre e zinco sendo transferidos por fluidos hidrotérmicos (água do mar modificada) que os lixiviaram de rochas vulcânicas na crosta oceânica; O fluido saturado de metal sobe através de fraturas e falhas na superfície, onde esfria e deposita os metais como um depósito de VMs. Os minerais de minério mais abundantes são pirita, calcopirita, esfalerita e pirrotita. As minas que contêm depósitos de VMS incluem Kidd Creek em Ontário, Urais na Rússia, Troodos em Chipre e Besshi no Japão.

Locais

Os principais produtores de esfalerita incluem os Estados Unidos, Rússia, México, Alemanha, Austrália, Canadá, China, Irlanda, Peru, Cazaquistão e Inglaterra.

Fontes de cristais de alta qualidade incluem:

LugarPais
Freiberg, Saxónia,
Neudorf, Harz Mountains		Alemanha
Quarry Lengenbach, Binntal, ValaisSuíça
Horní Slavkov e PříbramRepública Checa
RodnaRoménia
Madan, Província de Smolyan, Montanhas RhodopeBulgária
Aliva mine, Picos de Europa Mountains, Cantabria [Santander] ProvínciaEspanha
Alston Moor, CumbriaInglaterra
Dalnegorsk, Primorskiy KrayRússia
Watson Lake, Yukon TerritoryCanadá
Flin Flon, ManitobaCanadá
Tri-State distrito incluindo depósitos perto
Baxter Springs, Condado de Cherokee, Kansas;
Joplin, Jasper County, Missouri
e Picher, Ottawa County, Oklahoma		EUA
Elmwood mina, perto de Carthage, Smith County, TennesseeEUA
Mina de águia, distrito de Gilman, condado de Águia, ColoradoEUA
Santa Eulalia, ChihuahuaMéxico
Naica, ChihuahuaMéxico
Cananea, SonoraMéxico
Huaron.Peru
CasapalcaPeru
HuancavelicaPeru
- Sim.Suécia

Usos

minério de metal

Esfalerita é um minério importante de zinco; Cerca de 95% de todo o zinco primário é extraído do minério de esfalerita. No entanto, devido ao seu conteúdo variável de elementos de rastreamento, o sfalerita também é uma fonte importante de vários outros metais, como cádmio, gálio, germânio e índio, que substituem o zinco. O minério foi originalmente chamado Blende por mineradores (de alemão cegos ou enganando ) porque se assemelha a Galena, mas não gera chumbo.

Latão e bronze

O zinco em esfalerita é usado para produzir latão, uma liga de cobre com 3-45% de zinco. As composições principais de liga de elementos de objetos de latão fornecem evidências de que o esfalerita estava sendo usado para produzir bronze pelos islâmicos já que as idades medievais entre o século VII e XVI. A esfalerita também pode ter sido usada durante o processo de cimentação de latão no norte da China durante o século XII a XII (dinastia Jin). Além de latão, o zinco em esfalerita também pode ser usado para produzir certos tipos de bronze; O bronze é predominantemente cobre, ligado a outros metais como estanho, zinco, chumbo, níquel, ferro e arsênico.

Eshalerita facetada, conhecida pelo nome de Étoile des Asturies, uma das maiores existências. Na verdade vem da mina de Aliva, Cantábria (Espanha). Museu Cantonal de Geologia de Lausanne.

Outros

  • Yule Marble – sphalerite é encontrado como inclusões em mármore yule, que é usado como um material de construção para o Lincoln Memorial e Tomb do Desconhecido.
  • Ferro galvanizado – zinco de eshalerite é usado como um revestimento protetor para evitar corrosão e ferrugem; é usado em torres de transmissão de energia, pregos e automóveis.
  • Baterias.
  • Gemstone.
  • Sphalerite and barite from Cumberland Mine, Tennessee, US
    Sphalerite e barite de Cumberland Mine, Tennessee, EUA
  • Sphalerite on dolostone, from Millersville Quarry, Ohio, US
    Sphalerite em dolostone, de Millersville Quarry, Ohio, EUA
  • Tan crystal of calcite attached to a cluster of black sphalerite crystals
    Tan cristal de calcita anexado a um conjunto de cristais de eshalerite preto
  • Sharp, tetrahedral sphalerite crystals with minor associated chalcopyrite from the Idarado Mine, Telluride, Ouray District, Colorado, US
    Cristais afiados e tetraedrais com chalcopyrite associada menor da Mina de Idarado, Telluride, Ouray District, Colorado, EUA
  • Gem quality twinned cherry-red sphalerite crystal (1.8 cm) from Hunan Province, China
    Gem qualidade twinned cereja-vermelho cristal sphalerite (1.8 cm) da província de Hunan, China
  • Sphalerite crystals from Áliva, Camaleño, Cantabria (Spain)
    Cristais de Sphalerite de Áliva, Camaleño, Cantabria (Espanha)
  • Purple fluorite and sphalerite, from the Elmwood mine, Smith county, Tennessee, US
    Fluorito roxo e sphalerite, da mina de Elmwood, condado de Smith, Tennessee, EUA
  • Sphalerite crystal in geodized brachiopod
    Cristal esfalerita em braquiopod geodizado

Ver também

  • Lista de minerais

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Leitura adicional

  • Dana's Manual of Mineralogy ISBN 0-471-03288-3
  • Webster, R., Read, P. G. (Ed.) (2000). Gems: Suas fontes, descrições e identificação (5a ed.), p. 386. Butterworth-Heinemann, Grã-Bretanha. ISBN 0-7506-1674-1
  • A estrutura eshalerita
  • Possível relação de Sphalerite a origens da vida e precursores químicos em 'Sopa Imperial'
  • Minerals.net
  • Minerais de Franklin, NJ
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