Pentlandita
La pentlandita es un sulfuro de hierro y níquel con la fórmula química (Fe,Ni)9S8. La pentlandita tiene un rango de variación estrecho en las proporciones de níquel a hierro (Ni:Fe), pero generalmente se describe como 1:1. En algunos casos, esta proporción está sesgada por la presencia de inclusiones de pirrotita. También contiene cobalto menor, generalmente en niveles bajos como fracción de peso.
La pentlandita forma cristales isométricos, pero normalmente se encuentra en agregados granulares masivos. Es quebradizo con una dureza de 3,5 a 4 y una gravedad específica de 4,6 a 5,0 y no es magnético. Tiene un color bronce amarillento y un brillo metálico.
La pentlandita se encuentra en abundancia dentro de las rocas ultramáficas, lo que la convierte en una de las fuentes más importantes de níquel extraído. Ocasionalmente también ocurre dentro de los xenolitos del manto y del "fumador negro" respiraderos hidrotermales.
Etimología
Lleva el nombre del científico irlandés Joseph Barclay Pentland (1797–1873), quien observó por primera vez el mineral en Sudbury, Ontario.
Identificación
Físico y amp; Propiedades ópticas
En el campo, la pentlandita a menudo se confunde con otros minerales de sulfuro, ya que todos son de color amarillento cobrizo y tienen un brillo metálico. Por esta razón, la mejor manera de discernir la pentlandita es por su color más pálido, falta de magnetismo y vetas de bronce marrón claro. Por el contrario, la pirita, la pirrotita y la calcopirita mostrarán rayas mucho más oscuras: negro parduzco, negro grisáceo, negro verdoso, respectivamente. Cuando se observa mediante microscopía de mineral de luz reflejada, posee propiedades de diagnóstico clave, como la división octaédrica y su alteración a bravoita, un mineral de sulfuro de color rosado a violeta pardusco que se presenta en cristales euhédricos a octaédricos. La pentlandita generalmente se desarrolla como inclusiones granulares dentro de otros minerales de sulfuro (principalmente pirrotita), a menudo tomando la forma de venas delgadas o "llamas". Aunque la pentlandita es un mineral opaco, exhibe una fuerte reflectancia cremosa ligera.
Asociaciones de minerales
La pentlandita se encuentra junto con minerales de sulfuro como la bravoita, la calcopirita, la cubanita, la millerita, la pirrotita, la vallerita, así como con otros minerales como la cromita, la ilmenita, la magnetita y la esperrilita.
Grupo Pentlandita
El grupo de las pentlanditas es una subdivisión de minerales raros que comparten propiedades químicas y estructurales similares a las de las pentlanditas, de ahí su nombre. Su fórmula química se puede escribir como XY8(S, Se)8 en la que X suele sustituirse por plata, manganeso, cadmio y plomo, mientras que el cobre ocupa el lugar de Y. El hierro, el níquel y el cobalto tienen la capacidad de ocupar las posiciones X o Y. Estos minerales son:
- Argentopentlandite Ag(Fe,Ni)8S8
- Cobalt pentlandite Co9S8
- Geffroyite (Ag,Cu,Fe)9(Se,S)8
- Manganese-shadlunite (Mn,Pb)(Cu,Fe)8S8
- Shadlunite (Pb,Cd)(Fe,Cu)8S8
Paragénesis
La pentlandita es el sulfuro de níquel terrestre más común. Por lo general, se forma durante el enfriamiento de una fusión de sulfuro. Estos fundidos de sulfuro, a su vez, se forman típicamente durante la evolución de un fundido de silicato. Debido a que el níquel es un elemento calcófilo, tiene preferencia por (es decir, se 'divide en') fases de sulfuro. En los fundidos subsaturados de sulfuro, el níquel sustituye a otros metales de transición dentro de los minerales ferromagnesianos, siendo el más común el olivino, así como las variedades niquelíferas de anfíbol, biotita, piroxeno y espinela. El níquel sustituye más fácilmente a Fe2+ y Co2+ debido a su similitud en tamaño y carga.
En fundidos saturados de sulfuro, el níquel se comporta como un elemento calcófilo y se reparte fuertemente en la fase de sulfuro. Debido a que la mayor parte del níquel se comporta como un elemento compatible en los procesos de diferenciación ígnea, la formación de sulfuros que contienen níquel se restringe esencialmente a fundidos máficos y ultramáficos saturados de sulfuro. Se encuentran cantidades menores de sulfuros de níquel en las peridotitas del manto.
El comportamiento de los fundidos de sulfuro es complejo y se ve afectado por las proporciones de cobre, níquel, hierro y azufre. Por lo general, por encima de 1100°C, solo existe una fusión de sulfuro. Al enfriarse a 1000 °C, se forma un sólido que contiene principalmente Fe y cantidades menores de Ni y Cu. Esta fase se denomina solución sólida de monosulfuro (MSS) y es inestable a bajas temperaturas y se descompone en mezclas de pentlandita y pirrotita y (raramente) pirita. Solo al enfriarse por encima de los ~550 °C (1022 °F) (dependiendo de la composición) el MSS sufre una disolución. También se puede formar una fase separada, generalmente un líquido de sulfuro rico en cobre, que da lugar a la calcopirita al enfriarse.
Estas fases normalmente forman sulfuros masivos equigranulares afaníticos, o están presentes como sulfuros diseminados dentro de rocas compuestas principalmente de silicatos. Los sulfuros masivos magmáticos prístinos rara vez se conservan ya que la mayoría de los depósitos de sulfuros niquelíferos se han metamorfoseado.
El metamorfismo en un grado igual o mayor que la facies de esquisto verde hará que los sulfuros masivos sólidos se deformen de manera dúctil y viajen cierta distancia dentro de la roca del país y a lo largo de las estructuras. Una vez que cesa el metamorfismo, los sulfuros pueden heredar una textura foliada o cortada y, por lo general, desarrollan agregados brillantes, equigranulares a globulares de cristales de pentlandita porfiroblástica conocidos coloquialmente como "escamas de pescado".
El metamorfismo también puede alterar la concentración de níquel y la relación Ni:Fe y Ni:S de los sulfuros (ver tenor de sulfuros). En este caso, la pentlandita puede ser reemplazada por millerita y, rara vez, por heazlewoodita. El metamorfismo también puede estar asociado con metasomatismo, y es particularmente común que el arsénico reaccione con sulfuros preexistentes, produciendo niquelina, gersdorfita y otros arseniuros de Ni-Co.
Ocurrencia
La pentlandita se encuentra dentro de los márgenes inferiores de las intrusiones estratificadas mineralizadas, siendo los mejores ejemplos el complejo ígneo Bushveld, Sudáfrica, el complejo intrusivo de troctolita de Voisey's Bay en Canadá, el gabro de Duluth, en América del Norte, y varios otras localidades del mundo. En estos lugares, la pentlandita se considera un importante mineral de níquel.
La pentlandita también es el mineral mineral dominante que se encuentra en los depósitos de mineral de níquel komatiítico de tipo Kambalda, cuyo principal ejemplo se puede encontrar en el cratón Yilgarn de Australia Occidental. Existen depósitos similares en Nkomati, Namibia, en el cinturón de Thompson, Canadá, y algunos ejemplos de Brasil.
La pentlandita, pero principalmente la calcopirita y los PGE, también se obtienen del depósito supergigante de níquel Norilsk, en la Rusia transiberiana.
La cuenca de Sudbury en Ontario, Canadá, está asociada con un gran cráter de impacto de meteorito. El mineral de pentlandita-calcopirita-pirrotita alrededor de la Estructura Sudbury se formó a partir de fusiones de sulfuro que se segregaron de la capa de fusión producida por el impacto.
Imágenes
Espécimen de Pentlandita de la Cuenca de Sudbury en Ontario, Canadá
Espécimen de Pentlandita de Kambalda, Western Australia
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