광물학 9: 광상과 경제적 광물 9.2: 광석 광물 2.2 황화물과 황포염
출처 덱스터 퍼킨스 노스다코타 대학교 소스: EK 이페어케이 플러스
9.2.2: 황화물과 황포염
금속 광석 광상에는 다양한 황화물 및 관련 광석 광물이 포함되어 있습니다. 대부분은 매우 드뭅니다. 여기에 보이는 표에는 더 중요한 종이 나열되어 있습니다.
황철석(황화철)이 가장 일반적입니다. 다른 비교적 일반적인 황화물로는 칼코피라이트(황화철구리), 몰리브데나이트(황화몰리브덴), 스팔레라이트(황화아연), 갈레나(황화납) 및 진사(황화수은)가 있습니다.
테이블의 다른 것들은 덜 풍부하지만 때때로 특정 퇴적물에 집중되어 있습니다.
황화물 광물(예: 황철석)은 하나 또는 여러 개의 금속 원소를 포함하며 유일한 비금속 원소인 황을 포함합니다. 결합은 가변적입니다 :
일반적으로 공유 결합, 금속 또는 둘의 조합. 금속 결합도 일부 종에서 중요합니다.
황화물과 함께 분류되는 다른 매우 드문 광물(유사한 특성 때문에)에는 황 대신 셀레늄(셀레나이드), 텔루르(텔루라이드) 또는 비스무트(비스무트)가 포함되어 있습니다.
관련 광물 그룹인 설포솔트는 일부 금속 원자 대신 반금속 비소와 안티몬을 포함합니다.
많은 황화물이 유사한 원자 배열을 가지고 있기 때문에 이들 사이의 고체 용액이 일반적입니다. 설포솔트도 마찬가지입니다.
1차 황화물 광물은 황과 환원된 금속으로 구성됩니다. 산소가 풍부한 지하수나 지구 표면의 대기에 노출되면 쉽게 산화되거나
다른 방식으로 분해됩니다. 산화는 원래 미네랄의 색상이나 질감을 변화시킬 수 있습니다.
또한 새로운 미네랄을 생성할 수 있습니다. 따라서 철 함유 황화물은 산화철(자철광 또는 적철광), 수산화철(리모나이트 또는 괴타이트) 또는 탄산철(사이드라이트)로 변할 수 있습니다.
Galena(황화납)는 cerussite(탄산납)가 될 수 있습니다. 황화구리는 아주라이트 또는 공작석(둘 다 수화된 탄산구리)이 될 수 있습니다.
황화물 광물은 종종 일반적인 연관성에서 형성됩니다. 황철석, sphalerite 및 pyrrhotite는 종종 chalcopyrite, pyrite, bornite 또는 pyrrhotite와 마찬가지로 함께 발견됩니다.
일부 탄산염 호스트 퇴적물에서는 sphalerite와 galena가 함께 발생합니다.
삼각형 조성도를 사용하여 황화물 연관성을 묘사할 수 있습니다. Box 9-4(아래)는 Cu-Fe-S 광석 광물에 대한 자세한 설명을 제시하고 삼각형 다이어그램을 사용하여 고용체 조성을 표시하는 방법을 설명합니다.
황화물 및 황포염 광석 광물
(* = 일반적으로 금속)
다른 광물 그룹, 특히 규산염과 달리 색상은 특히 금속 광택이 있는 광물의 경우 황화물 광물을 식별하는 좋은 방법입니다(위 표에서 *로 표시).
그 이유는 전이 금속이 종종 색상을 제어하고 황화물의 색상은 종종 포함된 금속 때문이기 때문입니다. 따라서 색상이 도움이 됩니다.
그러나 황화물 광물은 특히 변색된 경우 외관에 많은 변화를 보입니다. 공간상 여기에 모든 다른 황화물의 사진을 포함할 수는 없지만 몇 가지 예는 다음과 같습니다.
가장 일반적인 금과 금빛 황화물은 황철광, 칼코피라이트 및 황철광입니다(아래 그림 참조). 구별하기가 매우 어려울 수 있습니다.
바보의 금(fool's gold)이라고도 불리는 황철석(pyrite)은 그림 9.31에서 볼 수 있습니다.
사진 속의 표본은 황철석의 전형적인 금속성 황금색을 띠고 있습니다.
그림 3.2와 3.42 (3 장)는 황금 황철광의 다른 견해를 보여줍니다.
황철석과 달리 Chalcopyrite는 구리를 함유하고 있으며 종종 황록색으로 쉽게 변색됩니다.
아래의 칼코피라이트의 사진(그림 9.33)은 변색으로 인한 여러 가지 색상을 보여줍니다.
그림 3.22 및 3.43 (3 장)도 변색 된 칼코피라이트를 보여줍니다. Chalcopyrite는 다른 두 광물보다 훨씬 부드러워 때때로 식별에 도움이 됩니다.
그림 9.32에서 볼 수 있는 황화석(Pyrrhotite)은 세 가지 중 유일하게 자성을 띠고 있으며, 때로는 다른 것들과 구별할 수 있다. 일부 황철광은 황철광보다 은색이 더 많아 식별에 도움이 됩니다.
그림 9.31: 페루 Huanzala의 황철석 결정
Figure 9.32: 러시아 동부의 황철광(Pyrrhotite)
그림 9.33: 변색된 칼코피라이트
많은 황화물은 회색을 띠며 때로는 금속 광택이 있습니다.
아래 사진은 갈레나(그림 9.34), 몰리브데나이트(그림 9.35) 및 스티브나이트(그림 9.36)의 예를 보여줍니다.
이 사진에 있는 샘플의 광택은 특별히 금속성이 없지만 이러한 광물의 많은 샘플은 금속입니다. 예를 들어, 그림 3.21 (3장)은 금속 스티브나이트의 멋진 예를 보여주고, 그림 3.40 (3장)은 금속 몰리브데나이트의 육각형 플레이크를 보여줍니다.
그림 9.34: 미주리주 조플린(Joplin)의 칼코피라이트(chalcopyrite)와 백운석(dolomite) 위에 놓인 갈레나(Galena) 큐브
그림 9.35: 스위스 알프스의 몰리브데나이트
그림 9.36: 중국 신황(新紅)의 스티브나이트(Stibnite)
아래 세 장의 사진은 구리 광물을 보여줍니다. 구리 광물은 종종 강한 색상이 특징입니다.
보르나이트는 눈에 띄지 않고 산화되지 않은 경우 식별하기 어려우며, 일반적으로 산화되고 변색되어 우리가 공작 광석이라고 부르는 것을 형성합니다(그림 9.37).
Covellite (그림 9.38)는 일반적으로 파란색, 일반적으로 금속색으로 식별됩니다.
여기에 아주라이트와 공작석의 사진을 포함시켰는데(그림 9.39), 다른 두 광물과의 색상 유사성 때문이다.
그러나 아주라이트와 공작석은 황화물 광물이 아닌 2차 탄산구리 수산화물입니다.
그림 3.47 (3장)은 아주라이트와 공작석을 포함하는 또 다른 표본을 보여준다.
그림 9.37: 보르나이트는 신선할 때 갈색에서 구리색으로 변색되지만 쉽게 변색됩니다.
그림 9.38: 몬태나주 뷰트(Butte)의 코벨라이트(Covellite)
그림 9.39: 애리조나주 비스비의 아주라이트(파란색)와 공작석(초록색)
Sphalerite(ZnS)는 다양한 모양을 가진 광물입니다. 아래 세 장의 사진은 예를 보여줍니다.
그림 9.40에서, 스팔레라이트는 어두운 색이며 금속에 가깝다. 그림 9.41에서, 두 개의 두드러진 방해석 결정이 특징적인 갈색 수지 외관을 가진 sphalerite를 동반합니다.
그림 9.42에서, 스팔레라이트는 거의 보석 같다. 회색 갈레나와 주황색 백운석도 사진에 있습니다. 다양한 모양으로 인해 sphalerite는 그림 9.41 및 그림 3.26 (3 장)에서와 같이 갈색이고 수지가 아닌 한 식별하기 어려울 수 있습니다.
예를 들어, 그림 3.45 및 3.46(3장)은 아래 보이는 샘플과 전혀 다르게 보이는 맑은 녹색과 노란색 스팔레라이트를 보여주었습니다.
sphalerite의 다양한 색상은 황화 아연에 미량의 철 및 기타 원소 때문입니다. 실험실에서 순수하게 제조된 황화아연은 흰색입니다.
그림 9.40: Sphalerite(검은색)와 석영(투명) 및 siderite(노란색)
그림 9.41 두 개의 큰 방해석 결정이 있는 수지성 갈색 스팔레라이트
그림 9.42: 페루산 galena (회색)가 있는 반투명 갈색 sphalerite
아래 사진은 가장 다채로운 황화물 세 가지인 진사(HgS), 리얼가(AsS) 및 오르피멘트(As2S3). 우리는 일반적으로 이러한 미네랄을 색상으로 식별합니다.
진사(그림 9.43)는 일반적으로 적분홍색을 띠지만, 이 색은 때때로 존재하는 다른 광물에 의해 희석된다.
Realgar(그림 9.44)는 밝은 주황색을 띤 빨간색을 띠고 있으며, orpiment(그림 9.45)는 노란색을 띤 두 가지 일반적인 광물(다른 하나는 황) 중 하나입니다.
orpiment에는 소량의 주황색 realgar가 포함되어 있습니다. 그들의 구성은 거의 동일합니다. 그림 3.39 (3장)에는 방해석이 있는 orpiment의 사진이 포함되어 있습니다.
그림 9.43: 캘리포니아 미라벨 스프링스(Mirabel Springs)의 진사
Figure 9.44: 페루의 Realgar (빨간색), galena (은회색), 그리고 minor orpiment (노란색)
Figure 9.45: 네바다로부터의 Orpiment
Cu-Fe 황화물 광물
그림 9.46 : Cu-Fe-S 시스템
6장에서 장석, 파이록센 및 기타 규산염 조성을 도표화한 것과 같은 방식으로 구리-황화철 광물의 조성을 도표화하기 위해 삼각형 다이어그램을 사용할 수 있습니다.
그림 9.46의 상단에 있는 작은 회색 삼각형 다이어그램은 Cu-Fe-S 시스템을 나타냅니다.
삼각형 중앙의 파란색 영역은 가장 중요한 광석 광물의 구성이 표시되는 곳입니다. 삼각형 아래의 사각형은 해당 파란색 영역의 확대입니다.
사변형은 7개의 광물을 보여줍니다.
다양한 구성을 가진 보르나이트와 황철광은 변화를 보여주는 막대로 나타납니다.
보르나이트의 다른 표본은 다른 양의 구리와 철을 함유 할 수 있으므로 보르 나이트는 수평 막대로 표시됩니다.
Pyrrhotite는 다양한 양의 철과 황을 함유하고 있으므로 삼각형의 철과 황 모서리를 가리키는 막대로 표시됩니다. 다른 광물은 성분이 크게 다르지 않으므로 점으로 나타납니다.
위상 규칙(4장과 8장에서 논의됨)은 공존할 수 있는 광물의 수가 일반적으로 단순한 화학 시스템의 경우 매우 적다는 것을 알려줍니다.
이 삼각형은 세 가지 화학 성분만 있는 간단한 시스템을 나타냅니다. 사각형의 타이 라인과 삼각형은 함께 발견될 수 있는 광물을 보여줍니다.
예를 들어, 암석이 숫자 3이 있는 위치를 표시하는 구성을 가지고 있다면 보르나이트, 칼코피라이트 및 황철광을 포함할 것입니다.
Cu-Fe 황화물 광물학은 많은 광물이 유사한 구성을 가지고 있기 때문에 복잡합니다.
사각형은 10개의 삼각형 필드(1에서 10까지 번호가 매겨짐)를 보여줍니다.
하늘색으로 표시된 것은 3개의 광물 필드이며, 그 안에 있는 모든 구성에는 3개의 황화물이 포함되어 있습니다. 더 진한 파란색 삼각형은 두 개의 광물만 연결합니다.
그들은 2 광물 필드입니다. 그 안에 플롯되는 조성물에는 두 개의 황화물만 포함됩니다. 특정 침전물에 존재하는 집합체는 Cu : Fe : S 비율에 따라 다릅니다.
예를 들어, Fe가 부족한 광상에서 황화물 집합체에는 코벨라이트, 디게나이트 또는 칼코사이트가 포함되지만 황철석 또는 황철석은 포함되지 않습니다.
이 상자(그림 9.46)에 있는 것과 같은 다이어그램은 복잡한 광물 관계를 단어 없이 설명하는 데 유용한 방법이며, 우리는 이를 사용하여 광상 광물학을 예측하고 해석합니다.