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Articulo de referencia

Pentlandita

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Pentlandita en pirrotita , muestra de mineral de la cuenca de Sudbury (campo de visión 3,4 cm).

La pentlandita es un sulfuro de hierro y níquel con la fórmula química ( Fe , Ni ) ₉S₈ . Presenta una variación estrecha en la proporción de níquel a hierro (Ni:Fe), aunque generalmente se describe como 1:1. En algunos casos, esta proporción se ve alterada por la presencia de inclusiones de pirrotita . También contiene pequeñas cantidades de cobalto , normalmente en bajas proporciones respecto a su peso.

La pentlandita forma cristales isométricos , pero normalmente se encuentra en agregados granulares masivos . Es frágil, con una dureza de 3,5 a 4 y una densidad de 4,6 a 5,0, y no es magnética. Tiene un color bronce amarillento y un brillo metálico . [ 10 ]

La pentlandita se encuentra en abundancia en rocas ultramáficas , lo que la convierte en una de las fuentes más importantes de níquel extraído. [ 11 ] También se encuentra ocasionalmente en xenolitos del manto y en chimeneas hidrotermales de tipo "humo negro" . [ 12 ]

Etimología

Recibe su nombre del científico irlandés Joseph Barclay Pentland (1797-1873), quien fue el primero en observar este mineral en Sudbury, Ontario.

Mina Copper Cliff, Sudbury, Ontario (1913)

Identificación

Propiedades físicas y ópticas

En el campo, la pentlandita se confunde a menudo con otros minerales de sulfuro, ya que todos son de color amarillo latón y tienen un brillo metálico. Por esta razón, la mejor manera de distinguir la pentlandita es por su color más pálido, la falta de magnetismo y la raya de bronce marrón claro. [ 12 ] En contraste, la pirita , la pirrotita y la calcopirita mostrarán rayas mucho más oscuras: negro parduzco, [ 13 ] negro grisáceo, [ 14 ] negro verdoso [ 15 ] respectivamente. Cuando se observa mediante microscopía de luz reflejada, posee propiedades diagnósticas clave como la exfoliación octaédrica y su alteración a bravoíta, un mineral de sulfuro de color rosa a violeta parduzco que se presenta en cristales euhedrales a octaédricos. La pentlandita generalmente se desarrolla como inclusiones granulares dentro de otros minerales de sulfuro (principalmente pirrotita), a menudo tomando la forma de vetas delgadas o "llamas". Aunque la pentlandita es un mineral opaco, exhibe una fuerte reflectancia cremosa de luz . [ 16 ]

Microfotografía que muestra el crecimiento intercalado de pentlandita con forma de llama en luz polarizada plana (PPL) (a) y luz polarizada cruzada (XPL) (b) (aumento de 5x, FOV = 4 mm)

asociaciones minerales

La pentlandita se presenta junto con minerales sulfurados como la bravoíta, la calcopirita, la cubanita , la millerita , la pirrotita y la valleriita , así como con otros minerales como la cromita , la ilmenita , la magnetita y la esperrilita . Su composición química es similar a la de la mackinawita , la godlevskita y la horomanita. [ 17 ] [ 18 ]

La pentlandita es sinónimo de folgerita, horbachita, lillhammerita y nicopirita. [ 18 ]

grupo pentlandita

El grupo de la pentlandita es una subdivisión de minerales raros que comparten propiedades químicas y estructurales similares a la pentlandita, de ahí su nombre. Su fórmula química se puede escribir como XY 8 ( S , Se ) 8 en la que X suele ser reemplazado por plata , manganeso , cadmio y plomo , mientras que el cobre ocupa el lugar de Y. El hierro, el níquel y el cobalto pueden ocupar tanto la posición X como la Y. Estos minerales son: [ 19 ]

  • Argentopentlandita Ag(Fe,Ni) 8 S 8
  • Pentlandita de cobalto Co 9 S 8
  • Geffroyita (Ag,Cu,Fe) 9 (Se,S) 8
  • Shadlunita de manganeso (Mn,Pb)(Cu,Fe) 8 S 8
  • Shadlunita (Pb,Cd)(Fe,Cu) 8 S 8
  • Oberthürite Rh 3 Ni 32 S 32
  • Sugakiita Cu(Fe,Ni) 8 S 8

Paragénesis

La pentlandita es el sulfuro de níquel terrestre más común. Se forma típicamente durante el enfriamiento de una masa fundida de sulfuro. Estas masas fundidas de sulfuro, a su vez, se forman típicamente durante la evolución de una masa fundida de silicato. Debido a que el níquel es un elemento calcófilo , tiene preferencia por las fases de sulfuro (es decir, se distribuye en ellas). [ 20 ] En masas fundidas subsaturadas de sulfuro, el níquel sustituye a otros metales de transición en minerales ferromagnesianos , siendo el más común el olivino , así como en variedades niquelíferas de anfíbol , biotita , piroxeno y espinela . El níquel sustituye más fácilmente al Fe²⁺ y al Co²⁺ debido a su similitud en tamaño y carga. [ 21 ]

En los fundidos saturados de sulfuros, el níquel se comporta como un elemento calcófilo y se distribuye 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 los fundidos máficos y ultramáficos saturados de sulfuros. Se encuentran pequeñas cantidades de sulfuros de níquel en las peridotitas del manto . [ 20 ]

El comportamiento de las sales fundidas de sulfuro es complejo y se ve afectado por las proporciones de cobre, níquel, hierro y azufre. Típicamente, por encima de 1100  °C, solo existe una sal fundida de sulfuro. Al enfriarse a 1000  °C, se forma un sólido que contiene principalmente Fe y pequeñas cantidades de Ni y Cu. Esta fase se denomina solución sólida de monosulfuro (MSS) y es inestable a bajas temperaturas, descomponiéndose en mezclas de pentlandita y pirrotita , y (raramente) pirita . Solo al enfriarse por debajo de ~ 550 °C (1022 °F) (dependiendo de la composición) la MSS sufre exsolución . También puede formarse una fase separada, generalmente un líquido de sulfuro rico en cobre, que da lugar a calcopirita al enfriarse. [ 22 ]  

Estas fases suelen formar sulfuros masivos equigranulares afaníticos o presentarse como sulfuros diseminados en rocas compuestas principalmente de silicatos. Los sulfuros masivos magmáticos prístinos rara vez se conservan, ya que la mayoría de los depósitos de sulfuro niquelífero han sufrido metamorfismo.

El metamorfismo de grado igual o superior a la facies de esquistos verdes provoca que los sulfuros masivos sólidos se deformen de manera dúctil y se desplacen a cierta distancia dentro de la roca encajante y a lo largo de las estructuras. [ 23 ] Al cesar el metamorfismo, los sulfuros pueden heredar una textura foliada o cizallada , y típicamente desarrollan agregados brillantes, equigranulares a globulares de cristales de pentlandita porfiroblástica , conocidos coloquialmente como "escamas de pez". [ 24 ]

El metamorfismo también puede alterar la concentración de níquel y las relaciones Ni:Fe y Ni:S de los sulfuros. En este caso, la pentlandita puede ser reemplazada por millerita y, raramente, por heazlewoodita . El metamorfismo también puede estar asociado con el metasomatismo , y es particularmente común que el arsénico reaccione con sulfuros preexistentes, produciendo niquelina , gersdorffita y otros arseniuros de Ni-Co. [ 25 ]

Aparición

La pentlandita se encuentra en los márgenes inferiores de intrusiones estratificadas mineralizadas , siendo los mejores ejemplos el complejo ígneo de Bushveld en Sudáfrica , el complejo intrusivo de troctolita de Voisey's Bay en Canadá , el gabro de Duluth en Norteamérica y diversas localidades en todo el mundo. En estos lugares, la pentlandita se considera un importante mineral de níquel.

La pentlandita es también el mineral de mena dominante en los depósitos de níquel komatiítico de tipo Kambalda , cuyo mejor ejemplo se encuentra en el cratón de Yilgarn, en Australia Occidental . Existen depósitos similares en Nkomati, Namibia , en el cinturón de Thompson , Canadá, y algunos ejemplos en Brasil.

La pentlandita, pero principalmente la calcopirita y los elementos del grupo del platino (EGP) , también se obtienen del yacimiento supergigante de níquel de Norilsk , en la Rusia transiberiana.

La cuenca de Sudbury, en Ontario , Canadá, está asociada a un gran cráter de impacto de meteorito . El mineral de pentlandita, calcopirita y pirrotita que rodea la estructura de Sudbury se formó a partir de fundidos de sulfuro que se separaron de la capa fundida producida por el impacto.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Warr, LN (2021). "Símbolos minerales aprobados por IMA–CNMNC" . Mineralogical Magazine . 85 (3): 291– 320. Bibcode : 2021MinM...85..291W . doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 . 
  2. 1 2 Manual de Mineralogía
  3. 1 2 Mindat.org
  4. 1 2 Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, Manual de Mineralogía, 20.ª ed., Wiley, págs. 280-281 ISBN 0-471-80580-7
  5. 1 2 Mindat.org - Foro
  6. 1 2 Webmineral.com
  7. 1 2 "Pentlandit" (en alemán).
  8. ^ Schumann , Walter (1991). Mineralien aus aller Welt (en alemán) (2ª ed.). BLV. pag. 224.ISBN​   978-3-405-14003-8.
  9. ↑ Mineralienatlas
  10. ↑ "Pentlandita" . www.mindat.org . Consultado el 20 de febrero de 2023 .
  11. ^ Kerfoot, Derek GE (2005). "Níquel". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a17_157 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  12. 1 2 "Pentlandita" (PDF) . Manual de Mineralogía .
  13. ↑ "Pirita" (PDF) . Manual de Mineralogía .
  14. ↑ "Pirrotita" (PDF) . Manual de Mineralogía .
  15. ↑ "Calcopirita" (PDF) . Manual de Mineralogía .
  16. ↑ Spry, Paul G.; Gedlinske, Brian L. (1987-01-01). Skinner, Brian J. (ed.). Minerales no coloreados . doi : 10.5382/EGTables . ISBN 9781887483025.
  17. ↑ (Finlandia), Geologian tutkimuskeskus (1986), Mapa de evaluación de recursos minerales, norte de Fennoscandia : regiones y ubicaciones altamente favorables para depósitos minerales , Servicios geológicos de Finlandia, Noruega y Suecia, OCLC 18336974 , consultado el 13 de abril de 2023  
  18. 1 2 Pracejus, Bernhard (2008). Los minerales de mena bajo el microscopio : una guía óptica . Elsevier. ISBN  978-0-444-52863-6OCLC 637267707​​ 
  19. ↑ "Grupo Pentlandita" . www.mindat.org . Consultado el 20 de febrero de 2023 .
  20. 1 2 Mansur, Eduardo T.; Barnes, Sarah-Jane; Duran, Charley J. (2021-01-01). "Una visión general del contenido de elementos calcófilos de pirrotita, pentlandita, calcopirita y pirita de depósitos de sulfuros magmáticos de Ni-Cu-PGE" . Mineralium Deposita . 56 (1): 179– 204. Bibcode : 2021MinDe..56..179M . doi : 10.1007/s00126-020-01014-3 . ISSN 1432-1866 . S2CID 221674533 .  
  21. ^ Rajamani, V.; Naldrett, AJ (1 de febrero de 1978). "Partición de Fe, Co, Ni y Cu entre sulfuro líquido y fundidos basálticos y composición de los depósitos de sulfuro de Ni-Cu" . Geología Económica . 73 (1): 82– 93. Bibcode : 1978EcGeo..73...82R . doi : 10.2113/gsecongeo.73.1.82 . ISSN 1554-0774 . 
  22. ↑ Shewman, RW; Clark, LA (1970-02-01). "Relaciones de fase de la pentlandita en el sistema Fe–Ni–S y notas sobre la solución sólida de monosulfuro" . Revista Canadiense de Ciencias de la Tierra . 7 (1): 67– 85. Bibcode : 1970CaJES...7...67S . doi : 10.1139/e70-005 . ISSN 0008-4077 . 
  23. ↑ Frost, BR; Mavrogenes, JA; Tomkins, AG (2002-02-01). "Fusión parcial de depósitos de mineral de sulfuro durante el metamorfismo de grado medio y alto" . The Canadian Mineralogist . 40 (1): 1– 18. doi : 10.2113/gscanmin.40.1.1 . ISSN 0008-4476 . 
  24. ↑ McQueen, KG (1987-05-01). "Deformación y remobilización en algunos minerales de níquel de Australia Occidental" . Ore Geology Reviews . 2 (1): 269– 286. Bibcode : 1987OGRv....2..269M . doi : 10.1016/0169-1368(87)90032-1 . ISSN 0169-1368 . 
  25. ↑ Piña, R.; Gervilla, F.; Barnes, S.-J.; Ortega, L.; Lunar, R. (2015-03-01). "Inmiscibilidad líquida entre fundidos de arseniuro y sulfuro: evidencia de un estudio LA-ICP-MS en depósitos magmáticos en Serranía de Ronda (España)" . Mineralium Deposita . 50 (3): 265– 279. Bibcode : 2015MinDe..50..265P . doi : 10.1007/s00126-014-0534-3 . ISSN 1432-1866 . S2CID 140179760 .  

Lecturas adicionales

  • Harris, DC; Nickel, EH (1972). "Composiciones y asociaciones de pentlandita en algunos depósitos minerales" (PDF) . The Canadian Mineralogist . 11 : 861–878 .
  • Marston, RJ; Groves, DI; Hudson, DR; Ross, JR (1981). "Depósitos de sulfuro de níquel en Australia Occidental: una revisión". Geología Económica . 76 (6): 1330– 1363. Bibcode : 1981EcGeo..76.1330M . doi : 10.2113/gsecongeo.76.6.1330 .
  • Thornber, MR (1972) Pirrotita: la matriz de la mineralización de sulfuro de níquel. Conferencia de Newcastle, Instituto Australasiano de Minería y Metalurgia, mayo-junio de 1972, 51-58.
  • Thornber, MR (1975a). "Alteración supergénica de sulfuros, I. Un modelo químico basado en depósitos masivos de sulfuro de níquel en Kambalda, Australia Occidental". Chemical Geology . 15 (1): 1– 14. Bibcode : 1975ChGeo..15....1T . doi : 10.1016/0009-2541(75)90010-8 .
  • Thornber, MR (1975b). "Alteración supergénica de sulfuros, II. Un estudio químico de los depósitos de níquel de Kambalda". Chemical Geology . 15 (2): 117– 144. Bibcode : 1975ChGeo..15..117T . doi : 10.1016/0009-2541(75)90048-0 .
  • Thornber, MR; Nickel, EH (1976). "Alteración supergénica de sulfuros, III. La composición de los carbonatos asociados". Chemical Geology . 17 : 45–72 . Bibcode : 1976ChGeo..17...45T . doi : 10.1016/0009-2541(76)90021-8 .