Борнит

Материал из GeoWiki - открытой энциклопедии по наукам о Земле.

Борнит - минерал, Cu₅FeS₄ . Назван в честь немецкого минералога И. Борна. Син. - "колчедан пёстрый медный", "пурпур медный".
Сингония ромбическая (орторомбическая). Имеет две полиморфных модификации: высокотемпературная ( > 228°С) модификация - кубическиая (гексаоктаздрический вид симметрии), и низкотемпературная ( < 228°С) - ромбическая (ромбо-дипирамидальный вид симметрии).
Химический состав непостоянен. Теоретически, согласно химической формуле Cu₅FeS₄, он должен быть следующим: Cu - 63,3 %, Fe - 11,2 %, S - 25,5 %. Однако состав борнита колеблется в значительных пределах, так как этот минерал способен содержать в себе в виде твёрдых растворов халькопирит и халькозин. Из других химических примесей часто наблюдается Аg.

Кристаллическая структура борнита представляет собой усложнённую кубическую плотноупакованную структуру с заполнением тетраэдрических пустот. При понижении температуры проходит ряд полиморфных превращений через ромбоэдрическую к моноклинной модификации, при этом атомы металла упорядочиваются, а анионная упаковка искажается. Согласно рентгенометрическим данным, в кристаллической структуре борнита два сорта ионов меди занимают разные положения и химическая формула его, вероятно, имеет следующий вид: 2Сu₂S × СuFeS₄ = (Сu₄СuFеS₄), т.е. четыре иона меди одновалентны, а пятый ион и ион железа двухналентны.

Свойства:

Цвет на свежем изломе между бронзово-жёлтым и медно-красным, с характерной красноватой, фиолетовой или синей побежалостью. Блеск металлический. Твердость З. Хрупкий. Плотность 4,9 - 5,3. Спайность несовершенная по (110), излом раковистый. Растворим в HNO₃. Под п. тр. плавится в серый, магнитный шарик; с содой на угле дает королёк меди. Легко превращается в халькозин и ковеллин.

Формы нахождения

Кристаллы редки и чаще имеют несовершенные формы; как правило, блочные с грубыми криволинейными гранями, псевдо-кубического, псевдо-додекаэдрического и (редко) псевдо-октаэдрического облика. Обычные простые формы: {001}, {011}, {111}, {112}, {223} и {335}. Изредка отмечаются также грани: {001}, {011}, {111}, {112}, {223} и {335}. Образует сплошные массы, плотные зернистые агрегаты, желваки, пластинки, корки, тонкие прожилки, налёты. Характерны пластинчатые и решётчатые структуры распада твёрдых растворов с халькопиритом и халькозином.

Происхождение:

Встречающийся в природе борнит имеет как эндогенное, так и экзогенное происхождение. Как первичный минерал в изверженных магматических породах, в контактово-метаморфических и метасоматических м-ниях. Встречается в гипогенных месторождениях: изредка - в пегматитах и медных пневматолитовых жилах, чаще - в гидротермальных жилах. Борнит эндогенного происхождения встречается в некоторых гидротермальных месторождениях. В ряде случаев он содержит микроскопические, обычно пластинчатые включения халькопирита, являющиеся продуктом распада твёрдого раствора. В парагенезисе с ним, кроме халькопирита, встречаются: эндогенный халькозин, галенит, сфалерит, пирит.

Экзогенный борнит в небольших количествах характерен в зоне вторичного сульфидного обогащения. Как наиболее ранний вторичный сульфид, он образуется метасоматическим путём, главным образом за счёт халькопирита, в виде неправильных жилок, каемок или сплошных масс. Наблюдается во многих медносульфидных месторождениях, однако в значительных массах встречается редко. По сравнению с другими вторичными сульфидами меди является менее устойчивым, замещаясь более богатыми медью халькозином и ковеллином. При разложении в зоне окисления по борниту образуются кислородные соединения: малахит, азурит, реже куприт и др. Экзогенный борнит в значительных количествах встречается в зонах вторичного сульфидного обогащения почти во всех медносульфидных месторождениях, особенно если выветривание происходит в условиях умеренного климата. В осадочных породах - в виде цемента. Редкий аутигенный минерал.
Сопутствующие минералы: Кварц, кальцит, халькозин, халькопирит, галенит, пирит, энаргит, магнетит.

Месторождения:

Редко образует крупные скопления. На территории России эндогенный борнит в ассоциации с эндогенным халькозином встречался в ряде колчеданных залежей Южного Урала: им. III Интернационала, Дзержинское месторождение (Карабашская группа) и др. Широко распространен также в парагенезисе с халькопиритом в Удоканском месторождении (Забайкалье) и в Джезказганском меднорудном районе Центрального Казахстана (м-ния Саяк, Джезказган и др.), в так называемых медистых песчаниках. В незначительных количествах встречается на многих месторождениях Урала в верхних зонах вторичного сульфидного обогащения. Отмечен в медистых сланцах Мансфельда (Германия), Любин близ Легница, (Польша), Бьютт (шт. Монтана, США), Цумеб (Намибия).

---

Борнит (англ. BORNITE) - Cu₅FeS₄

Типичные примеси	Ag,Ge,Bi,In,Pb
Молекулярный вес	501.84
Происхождение названия	По имени австрийского минералога И. фон Борна (I. von Born, 1742-1791).
IMA статус	утверждён 1962
Год открытия	1725

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание)	2/B.02-30
Dana (7-ое издание)	2.5.2.1
Dana (8-ое издание)	2.5.2.1
Hey's CIM Ref.	3.1.23

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Цвет минерала	медно-красный с поверхности переходящий в радужно розовый на поверхности.
Цвет черты	серо-чёрный
Прозрачность	непрозрачный
Блеск	металлический
Спайность	весьма несовершенная слабая по {111}.
Твердость (шкала Мооса)	3
Микротвердость	VHN100=92 kg/mm2
Излом	неровный
Отдельность	в нескольких направлениях.
Прочность	хрупкий
Плотность (измеренная)	5.06 - 5.09 g/cm3
Плотность (расчетная)	5.09 g/cm3
Радиоактивность (GRapi)	0

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Тип	анизотропный
Оптическая анизотропия	слабая
Цвет в отраженном свете	медно-красный.
Плеохроизм	слабый
Внутренние рефлексы	Пурпурно-радужные.

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Точечная группа	mmm (2/m 2/m 2/m) - Ромбо-дипирамидальный
Пространственная группа	Pbca (P21/b 21/c 21/a)
Сингония	Ромбическая (орторомбическая)
Параметры ячейки	a = 10.95Å, b = 21.862Å, c = 10.95Å
Отношение	a:b:c = 0.501 : 1 : 0.501
Число формульных единиц (Z)	16
Объем элементарной ячейки	V 2621.31 ų
Двойникование	По {111}, обычны двойники прорастания.

Перевод на другие языки

баскский — Bornita каталонский — Bornita чешский — Bornit голландский — Borniet французский — Cuivre Panaché немецкий — Bornit; Buntkupferkies; Chalcomiklit; Erubescit; Kupferlasurerz; Kupferlazuerz; Kupfer-Lazul; Kupferlazurerz; Poikilit итальянский — Bornite японский — 斑銅鉱 литовский — Bornitas

польский — Bornit португальский — Bornita русский — Борнит словацкий — Bornit испанский — Bornita; Chalcomiklita; Cobre Panaceo; Erubescita; Pecho de Palorma; Poikilita шведский — Brokig kopparmalm украинский — Борніт английский — Bornite

Ссылки

• www.mindat.org
• www.webmineral.com
• ATHENA Mineralogy
• www.mineralienatlas.de

Список литературы

• О монстрозитетах самородной меди и кристаллах борнита и петалита с Кавказа. \\ Зап. ВМО, 1895\96, т. 34, II, 55.
• Сатпаева М.К. Типоморфные особенности борнита из медных руд Джезказгана. \\ Тр. Ин-та геол. наук АН КазССР, 1978, 39, с. 83-87.
• Palache, Charles, Harry Berman & Clifford Frondel (1944), The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana Yale University 1837-1892, Volume I: Elements, Sulfides, Sulfosalts, Oxides. John Wiley and Sons, Inc., New York. 7th edition, revised and enlarged, 834pp.: 195-197.
• Acta Crystallographica: 17: 351-360.
• Cuthbert, M.E. (1962) Formation of bornite at atmospheric temperature and pressure. Economic Geology: 57: 38-41.
• Koto, K. and Morimoto, N. (1975) Superstructure investigation of bornite, Cu5FeS4, by the modified partial Patterson function. Acta Crystallographica: B31: 2268-2273.
• American Mineralogist (1978): 63: 1-16.
• Jagadeesh, M.S., Nagarathna, H.M., Montano, P.A., and Seehra, M.S. (1981) Magnetic and Mössbauer studies of phase transitions and mixed valences in bornite (Cu4.5Fe1.2S4.7). Phys. Rev.: B23: 2350-2356.
• Buckley, A.N. and Woods, R. (1983) An X-ray photoelectron spectroscopic investigation of the tarnishing of bornite. Australian Journal of Chemistry: 36: 1793-1804.
• Robie, R.A., Wiggins, L.B., Barton, P.B., Jr., and Hemingway, B.S. (1985) Low-temperature heat capacity and entropy of chalcopyrite (CuFeS2): estimates of the standard molar enthalpy and Gibbs free energy of formation of chalcopyrite and bornite (Cu5FeS4). Journal of Chemical Thermodynamics: 17: 481-488.
• Vaughan, D.J., Tossell, J.A., and Stanley, C.J. (1987) The surface properties of bornite. Mineralogical Magazine: 51: 285-293.
• Gaines, Richard V., H. Catherine, W. Skinner, Eugene E. Foord, Brian Mason, Abraham Rosenzweig (1997), Dana's New Mineralogy : The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, 8th. edition: 52.
• Harmer, S.L., Pratt, A.R., Nesbitt, H.W., and Fleet, M.E. (2005) Reconstruction of fracture surfaces on bornite. Canadian Mineralogist: 43: 1619-1630.