البزموت: التكوين، الجيولوجيا والأنواع
مشاركة
جيولوجيا البيزموث
التكوين، الجيولوجيا والأنواع
دليل موجه للقارئ حول أماكن تكوين البيزموث الأصلي، ولماذا يتبع الجرانيت المتطور والعروق الهيدروحرارية، وكيف تتغير عائلته المعدنية بالقرب من السطح، ولماذا عادةً ما تُنمو بلورات القفص القوس قزحية الشهيرة من فلز مكرر.
المحتويات
التكوين في لمحة
البيزموث عنصر في المرحلة المتأخرة في العديد من أنظمة الخامات. يتركز في الأجزاء النهائية والمتطورة من ماجما الجرانيت والسوائل الهيدروحرارية المرتبطة بها، ثم يستقر في الشقوق، العروق، الجريزينات، السكارنات، البيغماتيت، ومجموعات المعادن متعددة المعادن.
علم الجيولوجيا 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 الذوبان 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 لذوبان غني بالبزموت صغير الحجم 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 البيئات المتطورة في الأنظمة النارية والعروق الهيدروحرارية المحيطة بها. غالبًا ما تشمل جيرانه الجيولوجيين معادن القصدير، التنجستن، الموليبدينوم، الفضة، الرصاص، النحاس، التيلوريوم، والزرنيخ.
قمم الجرانيت وأنظمة القصدير-التنجستن
قد تحمل قمم الجرانيت المتغيرة إلى جريزن من الكوارتز-الموسكوفيت-التوباز الكاسيتيريت، الولفراميت، الفلوريت، الأرسينوبايرايت، البزموتينيت، التيلوريدات، والبزموت الأصلي في عروق الكوارتز والبركيات.
أنظمة هيدروحرارية متعددة المعادن
عروق كربونات-كوارتز مع الجالينا، السفاليريت، الكالكوبايرايت، البيريت، معادن الفضة، أرسينيدات الكوبالت-النيكل، وكبريتيدات البزموت يمكن أن تحتوي على البزموت الأصلي المتأخر على الشقوق.
الاستبدال التماسي
حيث تتفاعل التداخلات الجرانيتية مع الصخور الكربونية، قد تستضيف السكارن معادن الشيليت، الولفراميت، الكبريتيدات، ومعادن البزموت الإضافية في تجمعات كلسية-سيليكاتية.
ثانوي لكنه كاشف
قد تحتوي البجمايتات الجرانيتية على بقع صغيرة من البزموت الأصلي، فوسفات أو تلوريدات تحتوي على البزموت، وبيسمايت أو بيسموتيت ثانوي في جيوب متجوية.
الطبقات المؤكسدة
يمكن أن يحول التجوية بالقرب من السطح كبريتيدات البزموت إلى بيسمايت مصفر وبيسموتيت شاحب، غالبًا مختلط مع الليمونيت، الجويتيت، وأكاسيد الحديد الأخرى.
سوائل متأخرة، شقوق مفتوحة
إذا كان هناك بيئة تحتوي 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 الترتيب الذي تتشكل به المعادن. في أنظمة تحتوي على البزموت، غالبًا ما ينتقل التتابع من التيلوريدات والكبريتيدات عالية الحرارة إلى البزموتينيت، ثم المعدن الأصلي المتأخر، وأخيرًا منتجات التأكسد السطحي.
دليل بصري: قد تكون الطبقات الترابية الصفراء-البنية على العروق الحاملة للبزموت بيسميت. قد تشير القشور الخضراء الشاحبة أو 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 رومبوهيدرية صغيرة، فقاعات، عروق صغيرة، أو أشكال متفرعة أحيانًا.
المعدن الطازج لونه فضي أبيض مع لمسة وردية خفيفة. قد تضيف طبقة رقيقة من التغير اللوني ألوان ذهبية قشية أو تدرجات قزحية خفيفة، لكن درجات قوس قزح الكبيرة والدرامية ليست عادة الشكل الطبيعي.
معادن الخامات والميكروماونت
بزموتينيت، Bi2S3، هو معدن خام بزموت شائع وقد يظهر كإبر منشورية رمادية رصاصية أو كتل حبيبية.
تشمل المراحل الأخرى الحاملة للبزموت الإيمبلكتيت، CuBiS2، أيكينيت، PbCuBiS3، ووتيشينيت، Cu3BiS3، كوساليت، والكبريتيدات ذات الصلة.
بيسميت وبزموتيت
بيسميت، Bi2O3، يظهر عادةً كطبقات ترابية صفراء-بنية أو طبقات عنقودية. 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. 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 البيئة الجيولوجية 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 متعددة المعادن
الجالينا، السفاليريت، الكالكوبايريت، البيريت، التترادميت-تينانتيت، الفضة الأصلية، أرسانيدات الكوبالت-النيكل، الكالسيت، والسيديريت شائعة في العديد من أنظمة العروق.
عائلة البزموت
البزموت الأصلي، البزموتينيت، الإيمبلكتيت، معادن سلسلة الأيكينيت، الوتيشينيت، الكوساليت، التتراديميت، التيلوروبزموتيت، والمالدونيت النادر، الذهب2Bi، يمكن أن تكون جميعها جزءًا من تجمعات غنية بالبزموت.
ملاحظة الميكروماونت: يمكن أن تستضيف العروق متعددة المعادن تجمعات صغيرة ولكن معقدة من كبريتيدات البزموت. غالبًا ما يكشف العدسة اليدوية أو المجهر عن أكثر مما تراه العين المجردة.
البيئة → مصفوفة المظهر
استخدم هذا الجدول لربط البيئة الجيولوجية بما من المحتمل أن يبدو عليه البزموت في الصخر.
| الإعداد الجيولوجي | الظهور النموذجي للبزموت | 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 فضية. | 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 بسيط وبزموتيت أو بزميت ثانوي في جيوب متآكلة. | كوارتز، فلسبار، ميكا، وقشور شاحبة أو صفراء غير عادية. | يمكن للتجاويف المتآكلة أن تحافظ على معادن Bi الثانوية الحساسة. |
| جوسانات سطحية | بزميت وبزموتيت تحل محل كبريتيدات تحتوي على 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 التي تحتوي على جرانيت متطور، وأنظمة Sn-W، وسكارنات، وبيجماتيت، وعروق متعددة المعادن. الملاحظات أدناه تمثل أمثلة وليست شاملة.
إرزجبيرغ 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 تحتوي على Ag-Co-Ni.
كورنوال
تشتهر أنظمة الجرانيت المتغيرة في كورنوال وعروق Sn-W بالمعادن مثل الكاسيتيريت، الولفراميت، البزموتينيت، والبزموت الأصلي محليًا في عروق غنية بالكوارتز.
بوليفيا وبيرو
يمكن لأحزمة القصدير-الفضة في الأنديز أن تستضيف بزموتينيت غني مع الكاسيتيريت والمعادن الفضية. قد يحدث البزموت الأصلي محليًا في مراحل العروق المتأخرة.
الصين، كندا، والولايات المتحدة
يمكن لمناطق القصدير-التنجستن الصينية أن تنتج البزموتينيت، والتيلورايدات، والبزموت الأصلي الثانوي. تستضيف كندا والولايات المتحدة معادن Bi متناثرة في عروق متعددة المعادن، وسكارنات 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.
ملاحظات التعريف والوصف الميداني
التمييز الأهم هو بين البزموت الطبيعي الأصلي والبزموت المصنع في المختبر. كلاهما يحتوي على نفس العنصر، لكن قصتهما الجيولوجية وشكلهما الظاهر 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 قشدي أو خفيف التلون.
درجات معمارية
درجات هندسية جريئة، وجوه مجوفة، وألوان أكسيد قوس قزحية قوية هي نموذجية للبزموت المزروع من بزموت مصفى منصهر. هذا بزموت حقيقي، لكن الشكل البلوري مزروع بواسطة الإنسان.
قشور وطبقات ترابية
يظهر البيسمايت عادة بلون أصفر بني وأوكر؛ قد يكون البيسموتيت 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" لبلورات القفز المزروعة من المعدن المنصهر. هذا التمييز يحترم كلًا من الجيولوجيا والفن.
الأسئلة الشائعة: تكوين البزموت، الجيولوجيا، والأنواع
هل بلورات القفز 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 المجرزن، سكارنات Sn-W، البجمايت، وعيون متعددة المعادن من الفضة والرصاص والزنك. في تلك المواقع، تحقق من بقع لامعة صغيرة على طول الشقوق.
كيف تتغير كبريتيدات البزموت عند السطح؟
يمكن أن تتأكسد إلى بيسمايت، Bi2O3، والبيسموتيت، Bi2O2CO3، غالبًا مع أكاسيد الحديد. توقع طبقات صفراء بنية ترابية، وقشور خضراء شاحبة، ومواد مؤكسدة دقيقة.
هل البزموت المزروع في المختبر "مزيف"؟
ليس بزموتًا مزيفًا. إنه بزموت عنصري نمت بلورته 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 والتنجستن؟
يمكن أن تتركز عناصر البزموت والقصدير والتنجستن والموليبدينوم والليثيوم والفلورين والعناصر ذات الصلة في أنظمة الجرانيت المتطورة وسوائلها الهيدرورثرمالية المتأخرة. هذا الإعداد الجيوكيميائي المشترك يفسر العديد من الترافقات المعدنية المتكررة.
البزموت عنصر كالكوفيل متأخر يستقر في أنظمة الجريزن، البجمايت، السكارن، والعيون متعددة المعادن. في الطبيعة يظهر عادة كمعادن أصلية متواضعة وعائلة من الكبريتيدات، التيلورايدات، السلفوسالتات، الأكاسيد، والكربونات. بالقرب من السطح، تتحلل معادن البزموت إلى البيسمايت والبيسموتيت. 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.