البزموت: التكوين، الجيولوجيا والأنواع
Linas JuozenasShare
جيولوجيا البيزموث
التكوين، الجيولوجيا والأنواع
دليل موجه للقارئ عن أماكن تكوين البيزموث الأصلي، ولماذا يتبع الجرانيت المتطور والعروق الهيدروحرارية، وكيف تتغير عائلته المعدنية بالقرب من السطح، ولماذا عادةً ما تُنمو بلورات السلالم القوس قزحية الشهيرة من الفلز المكرر.
المحتويات
التكوين في لمحة
البيزموث عنصر متأخر في العديد من أنظمة الخامات. يتركز في الأجزاء النهائية والمتطورة من ماجما الجرانيت والسوائل الهيدروحرارية المرتبطة بها، ثم يستقر في الشقوق والعروق والجرسينات والسكارن والبيغماتيت ومجموعات المعادن متعددة المعادن.
جيولوجيا في جملة واحدة
يفضل البيزموث المرحلة الأخيرة من الأنظمة النارية والهيدروحرارية: السوائل المتأخرة، الجرانيت المتطور، الشقوق المفتوحة، ومجموعات المعادن الغنية بالكبريت والتيلوريوم والقصدير والتنغستن والفضة والرصاص والنحاس.
لماذا يذهب البيزموث إلى حيث يذهب
يتصرف البيزموث كعنصر يفضل السائل المركز النهائي بدلاً من المعادن المكونة للصخور المبكرة. لهذا السبب يظهر غالبًا مع عناصر الخامات المتأخرة بدلاً من كونه معدنًا شائعًا في المراحل المبكرة.
فلز ما بعد الانتقال
البيزموث عنصر من المجموعة 15. في العديد من المعادن يظهر كـ Bi(III)، ويمكن أن يظهر كفلز أصلي عندما تسمح الظروف الكيميائية بالاختزال.
ميل الكبريت والتيلوريوم
يرتبط البيزموث بسهولة مع الكبريت والتيلوريوم، مكونًا معادن مثل البيزموثينيت، Bi2S3، ومراحل Bi-Te-S في مجموعة التتراديمايت.
الجرانيت المجزأ
في الجرانيت المتطور والبيغماتيت، تتركز العناصر غير المتوافقة مثل Bi وSn وW وMo وLi وF في الذوبانات والسوائل النهائية.
صورة ذهنية مفيدة: عندما ينتهي الجرانيت من التبلور، يصبح السائل المتبقي مثل شراب معدني غني. يمكن للبيزموث والقصدير والتنغستن والعناصر ذات الصلة أن تنتقل في هذا السائل وتتبلور في الفراغات المفتوحة والشقوق ومناطق التماس التفاعلية.
نقطة انصهار البزموت المنخفضة، حوالي 271 درجة مئوية، مهمة أيضًا. في بعض أنظمة الخامات، يمكن للذوبان الغني بالبزموت الصغير أن يهاجر على طول حدود الحبيبات والشقوق الدقيقة قبل أن يتصلب على شكل بقع، أفلام، وبقع معدنية متأخرة.
البيئات الجيولوجية التي تستضيف البزموت
البزموت يفضل النهايات المتطورة للأنظمة النارية والعروق الهيدروحرارية المحيطة بها. غالبًا ما تشمل بيئته الجيولوجية القصدير، التنجستن، الموليبدينوم، الفضة، الرصاص، النحاس، التيلوريوم، والمعادن المحتوية على الزرنيخ.
قباب الجرانيت وأنظمة القصدير-التنجستن
قد تحمل قباب الجرانيت المتغيرة إلى جريزن الكوارتز-الموسكوفيت-التوباز الكاسيتيريت، الولفراميت، الفلوريت، الأرسينوبايرايت، البزموتينيت، التيلورايدات، والبزموت الأصلي في عروق وركام الكوارتز.
أنظمة هيدروحرارية متعددة المعادن
عروق كربونات-كوارتز مع الجالينا، السفاليريت، الكالكوبايرايت، البيريت، معادن الفضة، أرسينيدات الكوبالت-النيكل، والسلفات الحاملة للبزموت يمكن أن تحتوي على البزموت الأصلي المتأخر على الشقوق.
الاستبدال التماسي
حيث تتفاعل التداخلات الجرانيتية مع الصخور الكربونية، قد تستضيف السكارنات السكيليت، الولفراميت، الكبريتيدات، ومعادن البزموت الإضافية في تجمعات كلسية-سيليكاتية.
ثانوي لكنه كاشف
قد تحتوي البجمايتات الجرانيتية على بقع صغيرة من البزموت الأصلي، فوسفات أو تيلورايدات حاملة للبزموت، وبيسمايت أو بزموتيت ثانوي في جيوب متجوية.
الطبقات المؤكسدة
يمكن أن يحول التجوية بالقرب من السطح كبريتيدات البزموت إلى بيسمايت مصفر وبزموتيت شاحب، غالبًا مختلط مع الليمونيت، الجويثيت، وأكاسيد الحديد الأخرى.
سوائل متأخرة، شقوق مفتوحة
إذا كان الموقع يحتوي على جرانيت متطور، عروق كربونات-كوارتز متأخرة، ومجموعة من معادن القصدير، التنجستن، الفضة، الرصاص، النحاس، أو التيلوريوم، فإن البزموت يستحق النظر.
التتابع المعدني والتغير
التتابع المعدني هو ترتيب تكوّن المعادن. في أنظمة تحتوي على البزموت، غالبًا ما يتحول التتابع من التيلورايدات والسلفات عالية الحرارة إلى البزموتينيت، المعدن الأصلي المتأخر، وأخيرًا منتجات التأكسد السطحي.
دليل بصري: قد تكون الطبقات الترابية الصفراء-البنية على العروق الحاملة للبزموت بيسمايت. قد تشير القشور الخضراء الشاحبة، البيج، أو الفستقية في المناطق المؤكسدة إلى بزموتيت.
الأشكال والأنواع: طبيعية، ثانوية، ومزروعة مخبريًا
يمكن أن تصف كلمة "بزموت" العنصر الأصلي نفسه، أو عائلة معادن البزموت الأوسع، أو البلورات القوس قزحية المألوفة المزروعة من معدن Bi المكرر. هذه مرتبطة، لكنها ليست نفس القصة.
ظهورات معدنية دقيقة
قد يظهر البزموت الأصلي الطبيعي ككتل حبيبية أو صفيحية، رقائق رقيقة، بلورات معينية صغيرة، فقاعات، عروق صغيرة، أو أشكال متفرعة أحيانًا.
المعدن الطازج لونه فضي أبيض مع لمسة وردية خفيفة. قد تضيف طبقة رقيقة من التآكل ألوانًا ذهبية قشية أو تدرجات قزحية خفيفة، لكن الدرجات القوس قزحية الكبيرة والدرامية ليست عادة الشكل الطبيعي.
معادن الخام والميكروماونت
بزموتينيت، Bi2S3، هو معدن خام بزموت شائع وقد يظهر كإبر منشورية رمادية رصاصية أو كتل حبيبية.
تشمل مراحل Bi الأخرى الحاملة للإمبلكتيت، CuBiS2، أيكينيت، PbCuBiS3، ويتشينيت، Cu3BiS3، كوساليت، والكبريتيدات ذات الصلة.
بيسمايت وبزموتيت
بيسمايت، Bi2O3، يظهر عادةً كطبقات ترابية صفراء-بنية أو بوترويدية. بزموتيت، Bi2O2CO3، قد يشكل قشورًا أو عروقًا بلون أخضر شاحب مائل إلى البيج في مناطق الأكسدة.
بزموت حقيقي، هندسة مزروعة
عادةً ما تُصنع بلورات الهوبير القوس قزحية عن طريق إذابة البزموت المكرر وترك المعدن يتبلور بحيث تتقدم الحواف أسرع من مراكز الوجوه، مكونة بلورات هيكلية على شكل درجات سلم.
الألوان تأتي من أكسيد البزموت الرقيق الطبقة. التعبير الواضح هو: بلورة بزموت مزروعة مخبريًا أو بلورة بزموت هوبير مصنوعة يدويًا. المادة هي Bi العنصري؛ الشكل تم زراعته بواسطة البشر.
التجمعات المعدنية النموذجية
نادراً ما تسافر معادن البزموت بمفردها. غالبًا ما تكشف رفاقها عن الإعداد الجيولوجي قبل أن يصبح البزموت نفسه واضحًا.
رفاق القصدير والتنغستن
قد تصاحب مراحل البزموت في الجريزين والعروق ذات الصلة الكوارتز، الموسكوفيت، التوباز، الفلوريت، التورمالين، الكاسيتيريت، الولفراميت، الشيليت، والأرسينوبايريت.
الرفاق متعددو المعادن
الجالينا، السفاليريت، الكالكوبايريت، البيريت، التتراديميت-تينانتيت، الفضة الأصلية، أرسانيدات الكوبالت-النيكل، الكالسيت، والسيديريت شائعة في العديد من أنظمة العروق.
عائلة البزموت
البزموت الأصلي، البزموتينيت، الإيمبلكتيت، معادن سلسلة الأيكينيت، الويتشينيت، الكوساليت، التتراديميت، التيلوروبزموتيت، والمالدونيت النادرة، الذهب2يمكن أن يكون Bi جزءًا من تجمعات غنية بالبزموت.
ملاحظة الميكروماونت: يمكن أن تستضيف العروق متعددة المعادن تجمعات كبريتيد البزموت المعقدة والصغيرة. غالبًا ما يكشف العدسة اليدوية أو المجهر عن أكثر مما توحي به العين المجردة.
الإعداد → مصفوفة المظهر
استخدم هذا الجدول لربط الإعداد الجيولوجي بما من المحتمل أن يبدو عليه البزموت في الصخر.
| الإعداد الجيولوجي | ظهور البزموت النموذجي | دلائل بصرية | ملاحظات القارئ |
|---|---|---|---|
| قباب جريزن، Sn-W | فقاعات أو عروق صغيرة من Bi الأصلي، بزموتينيت، وتيلورايدات Bi. | نسيج جريزن غني بالكوارتز مع موسكوفيت، فلوريت، توباز، كاسيتيريت، أو ولفراميت. | ابحث عن بقع لامعة وردية-فضية على طول عروق الكوارتز المتأخرة والشقوق. |
| عروق هيدروحرارية متعددة المعادن | بزموتينيت، كبريتيدات Bi، وبزموت أصلي متأخر. | عروق كوارتز-كربونات مع جالينا، سفاليريت، كالكوبايرايت، بيريت، أو معادن فضة. | العديد من الظهورات الطبيعية صغيرة لكنها تشخيصية، خاصة تحت التكبير. |
| سكارنات ومناطق اتصال | بزموت أصلي ثانوي وبزموتينيت مع تجمعات W-Sn. | مصفوفة كلسية-سيليكات، السكيليت حيثما وجد، وشقوق دقيقة غنية بالكبريتيدات. | قد يظهر البزموت في مراحل متأخرة وبشكل دقيق؛ يمكن للضوء فوق البنفسجي أن يساعد في تحديد السكيليت في المواد المرتبطة. |
| بيجماتيتات جرانيتية | بزموت أصلي ثانوي وبزموتيت أو بزمايت ثانوي في جيوب متآكلة. | كوارتز، فلسبار، ميكا، وقشور شاحبة أو صفراء غير عادية. | يمكن للتجاويف المتآكلة أن تحافظ على معادن Bi الثانوية الحساسة. |
| جوسانات سوبرجينية | بزمايت وبزموتيت تحل محل كبريتيدات البزموت. | قشور صفراء-بنية، خضراء شاحبة، بيج، وغنية بأكسيد الحديد. | قد تكون هذه المواد هشة؛ تعامل معها وهي جافة وبعناية. |
ملاحظات المواقع التمثيلية
تظهر معادن البزموت في العديد من المناطق حيث توجد الجرانيتات المتطورة، أنظمة Sn-W، السكارنات، البيجماتيت، والعروق متعددة المعادن. الملاحظات أدناه تمثل أمثلة وليست شاملة.
إيرزجبيرغ ومنطقة ويتشن
تشمل المناطق الكلاسيكية شنيبرغ، أنابيرغ، ومنطقة ويتشن في الغابة السوداء. ترتبط منطقة ويتشن بشكل خاص بكبريتيدات Bi مثل ويتشينيت، بالإضافة إلى Bi الأصلي في عروق معدنية Ag-Co-Ni.
كورنوال
تشتهر أنظمة الجرانيت المعالجة في كورنوال وعروق Sn-W بالمعادن مثل الكاسيتيريت، الولفراميت، البزموتينيت، والبزموت الأصلي محليًا في عروق غنية بالكوارتز.
بوليفيا وبيرو
يمكن لأحزمة القصدير-الفضة الأنديزية أن تستضيف بزموتينيت غني مع الكاسيتيريت ومعادن الفضة. قد يحدث البزموت الأصلي محليًا في مراحل العروق المتأخرة.
الصين، كندا، والولايات المتحدة
يمكن لمناطق القصدير-التنغستن الصينية أن تنتج البزموتينيت، التيلورايدات، والبزموت الأصلي الثانوي. تستضيف كندا والولايات المتحدة معادن Bi متناثرة في عروق متعددة المعادن، سكارنات W-Sn، والبيجماتيت.
النمط الميداني: يمكن أن يظهر البزموت في أي مكان حيث كانت هناك سوائل متطورة متأخرة مرتبطة بالجرانيت، مع الوقت والكيمياء والشقوق المفتوحة للعمل معها.
ملاحظات التعريف والوصف الميداني
التمييز الأهم هو بين البزموت الطبيعي الأصلي والبزموت المصنوع في المختبر. كلاهما يحتوي على نفس العنصر، لكن قصتهما الجيولوجية وشكلهما المرئي مختلفان.
معدن خفيف في المصفوفة
ابحث عن بقع معدنية فضية بيضاء إلى وردية خفيفة، رقائق، صفائح، أو بلورات صغيرة في عروق الكوارتز، الكالسيت، أو الكبريتيدات. قد يكون التغير اللوني ذهبي قشري أو خفيف التلون.
درجات معمارية
درجات هندسية جريئة، وجوه مجوفة، وألوان أكسيد قوس قزحية قوية هي نموذجية للبزموت المزروع من بزموت مصفى مصهور. هذا بزموت حقيقي، لكن الشكل البلوري مزروع بواسطة الإنسان.
قشور وطبقات ترابية
يظهر البزماتيت عادة بلون أصفر بني وأوكر؛ قد يكون البزموتيت أخضر شاحب أو بيج أو بلون الفستق. كلاهما يمكن أن يكون هشًا في المناطق المؤكسدة.
صياغة واضحة: استخدم "البزموت الأصلي" للحالات الطبيعية و"بلورة بزموت مزروعة في المختبر" للبلورات القفزية المزروعة من المعدن المصهور. هذا التمييز يحترم كلًا من الجيولوجيا والفن.
الأسئلة الشائعة: تكوين البزموت، الجيولوجيا، والأنواع
هل البلورات القفزية القوس قزحية طبيعية؟
المادة هي بزموت عنصري حقيقي، لكن الشكل القفزي الدرامي عادة ما يكون من صنع الإنسان. نادرًا ما يشكل البزموت الأصلي الطبيعي بلورات كبيرة ونظيفة وهندسية على شكل درجات.
أين يجب أن يبحث الشخص عن البزموت الأصلي في الميدان؟
تشمل المواقع المحتملة عروق الكوارتز-الكربونات المتأخرة بالقرب من الجرانيت المتطور، قباب الجرانيت المجرّزة، سكارنات Sn-W، البجمايت، وعروق متعددة المعادن من الفضة والرصاص والزنك. في تلك المواقع، تحقق من بقع لامعة صغيرة على طول الشقوق.
كيف تتغير كبريتيدات البزموت على السطح؟
يمكن أن تتأكسد إلى بزماتيت، Bi2O3، وبزموتيت، Bi2O2CO3، غالبًا مع أكاسيد الحديد. توقع طبقات صفراء بنية ترابية، وقشور خضراء شاحبة، ومواد مؤكسدة دقيقة.
هل البزموت المزروع في المختبر "مزيف"؟
إنه ليس بزموتًا مزيفًا. إنه بزموت عنصري نَمَى في شكل بلوري بواسطة الإنسان. أفضل وصف هو "بلورة بزموت مزروعة في المختبر"، والذي يروي القصة كاملة دون التقليل من المادة أو المبالغة في أصلها الطبيعي.
لماذا يرتبط البزموت غالبًا بالقصدير والتنغستن؟
يمكن أن تتركز عناصر البزموت والقصدير والتنغستن والموليبدينوم والليثيوم والفلورين والعناصر ذات الصلة في أنظمة الجرانيت المتطورة وسوائلها الهيدرثرمالية المتأخرة. هذا الإعداد الجيوكيميائي المشترك يفسر العديد من الترافقات المعدنية المتكررة.
البزموت عنصر كالكوفيل متأخر المرحلة يستقر في أنظمة الجريزن، البجمايت، السكارن، والعروق متعددة المعادن. في الطبيعة يظهر عادة كمعادن أصلية متواضعة وعائلة من الكبريتيدات، التيلورايدات، السلفوسالتات، الأكاسيد، والكربونات. بالقرب من السطح، تتحلل معادن البزموت إلى بزماتيت وبزموتيت. البلورات القفزية ذات الألوان القوس قزحية التي يحبها الناس في العروض الحديثة تُزرع من البزموت الحقيقي وتلونها طبقة رقيقة من الأكسيد. القصة الكاملة أغنى عندما تُروى كلا الجانبين: الجيولوجيا الطبيعية والهندسة التي يزرعها الإنسان.