Bismutti: muodostuminen, geologia ja lajikkeet
Jaa
Bismutin geologia
Muodostuminen, geologia & lajikkeet
Lukijalle suunnattu opas siihen, missä alkuperäinen bismutti muodostuu, miksi se seuraa kehittyneitä graniitteja ja hydrotermisiä suonia, miten sen mineraaliperhe muuttuu pinnan lähellä ja miksi kuuluisat sateenkaarihyllykkäät kiteet yleensä kasvatetaan jalostetusta metallista.
Sisältö
Muodostuminen yhdellä silmäyksellä
Bismutti on myöhäisvaiheen alkuaine monissa malmijärjestelmissä. Se keskittyy graniittimagmajen ja niihin liittyvien hydrotermisten nesteiden lopullisiin, kehittyneisiin osiin ja asettuu halkeamiin, suoniin, greisiin, skarneihin, pegmatiitteihin ja polymetallisiin mineraalisarjoihin.
Yhden lauseen geologia
Bismutti suosii magman ja hydrotermisten järjestelmien viimeistä vaihetta: myöhäisiä nesteitä, kehittyneitä graniitteja, avoimia halkeamia ja mineraalisarjoja, jotka ovat rikkipitoisia sekä sisältävät telluuria, tinaa, volframia, hopeaa, lyijyä ja kuparia.
Miksi bismutti menee sinne minne menee
Bismutti käyttäytyy alkuaineena, joka suosii lopullista konsentroitunutta nestettä ennemmin kuin varhaisia kivilajien muodostavia mineraaleja. Siksi se esiintyy usein muiden myöhäisvaiheen malmialkuaineiden kanssa eikä yleisenä varhaisena mineraalina.
Jälkisiirtymämetalli
Bismutti on ryhmän 15 alkuaine. Monissa mineraaleissa se esiintyy Bi(III)-muodossa, ja se voi esiintyä alkuperäisenä metallina, kun kemialliset olosuhteet sallivat pelkistymisen.
Rikin ja telluurin affiniteetti
Bismutti sitoutuu helposti rikin ja telluurin kanssa muodostaen mineraaleja kuten bismutiiniitti, Bi2S3, ja Bi-Te-S-vaiheet tetradymiittiryhmässä.
Fraktioituneet graniitit
Kehittyneissä graniiteissa ja pegmatiiteissa yhteensopimattomat alkuaineet kuten Bi, Sn, W, Mo, Li ja F keskittyvät lopullisiin sulamiin ja nesteisiin.
Hyvä mielikuva: kun graniitti lopettaa kiteytymisensä, jäljelle jäävä neste muuttuu rikkaaksi mineraalisirupiksi. Bismutti, tina, volframi ja niihin liittyvät alkuaineet voivat liikkua tässä nesteessä ja kiteytyä avoimiin tiloihin, halkeamiin ja reaktiivisiin kosketusvyöhykkeisiin.
Bismutin alhainen sulamispiste, noin 271 °C, on myös merkityksellinen. Joissakin malmijärjestelmissä pienet bismuttipitoiset sulat voivat liikkua rakeiden rajojen ja mikrohalkeamien kautta ennen kuin ne jähmettyvät pisaroiksi, kalvoiksi ja myöhäisvaiheen metallisiksi laikkuiksi.
Geologiset esiintymät, joissa bismutti esiintyy
Bismutti viihtyy parhaiten kehittyneiden magmakivijärjestelmien loppupäässä ja niiden ympärillä olevissa hydrotermisissä suonissa. Sen geologinen naapurusto sisältää usein tinaa, volframia, molybdeeniä, hopeaa, lyijyä, kuparia, telluuria ja arseenimineraaleja.
Graniittikuplat ja Sn-W-järjestelmät
Graniittikuplat, jotka ovat muuttuneet kvartsimuskoviittitopaasigreiseeniksi, voivat sisältää kassiteriittiä, volframiittia, fluoriittia, arseenipyriittiä, bismutiinia, tellurideja ja alkuperäistä bismuttia kvartsisuonissa ja breksioissa.
Polymetalliset hydrotermiset järjestelmät
Kvartsikarbonaattiluomet, joissa on galenaa, sfaleriittia, kalkopyriittiä, pyriittiä, hopeamineraaleja, koboltti-nikkeliarseenideja ja Bi-sulfosaltteja, voivat sisältää myöhäistä alkuperäistä bismuttia halkeamissa.
Kontaktimetasomaattisuus
Missä graniittiset intruusiot reagoivat karbonaattikivien kanssa, skarnit voivat isännöidä skeliittiä, volframiittia, sulfiideja ja lisäbismuttimineraaleja kalkkisilikaattikoostumuksissa.
Pieni mutta paljastava
Graniittiset pegmatiitit voivat sisältää pieniä alkuperäisen bismutin pisaroita, Bi-pitoisia fosfaatteja tai tellurideja sekä sekundaarista bismiittiä tai bismutiittia rapautuneissa taskuissa.
Hapettuneet gossanit
Pinnan läheinen rapautuminen voi muuttaa Bi-sulfiidit okranväriseksi bismiitiksi ja vaaleaksi bismutiitiksi, usein sekoittuneena limoniitin, goetiitin ja muiden rautaoksidien kanssa.
Myöhäiset nesteet, avoimet halkeamat
Jos esiintymässä on kehittynyttä graniittia, myöhäisiä kvartsikarbonaattiluomia ja joukko tina-, volframi-, hopea-, lyijy-, kupari- tai telluurimineraaleja, bismutti kannattaa ottaa huomioon.
Paragenesi ja muutos
Paragenesi tarkoittaa mineraalien muodostumisjärjestystä. Bismuttia sisältävissä järjestelmissä järjestys usein siirtyy korkealämpötilaisista tellurideista ja sulfosalteista bismutiiniin, myöhäiseen alkuperäismetalliin ja lopulta pinnan hapettumistuotteisiin.
Visuaalinen vihje: keltais-ruskeat maamaiset pinnat bismuttipitoisissa suonissa voivat olla bismiittiä. Vaaleanvihreät, beiget tai pistaasinväriset kuoret hapettuneilla alueilla voivat viitata bismutiittiin.
Muodot ja lajikkeet: luonnolliset, toissijaiset ja laboratoriossa kasvatetut
Sana ”bismutti” voi tarkoittaa alkuperäistä alkuaine-elementtiä, laajempaa bismuttimineraalien perhettä tai tuttuja sateenkaarikiteitä, jotka on kasvatettu puhdistetusta Bi-metallista. Nämä liittyvät toisiinsa, mutta eivät ole sama asia.
Hienovaraiset metalliset esiintymät
Luonnollinen alkuperäinen bismutti voi esiintyä rakeisina tai levyisinä massoina, ohuina lamelleina, pieninä romboedrisina kiteinä, pisaroina, suonina tai satunnaisina haarautuvina muotoina.
Tuore metalli on hopeanvalkoinen, jossa on himmeä vaaleanpunainen sävy. Ohut tummentuma voi lisätä oljenkultaisia tai lievästi irisoivia sävyjä, mutta suuret dramaattiset sateenkaariporrasrakenteet eivät ole tavallinen luonnollinen muoto.
Malmimineraalit ja micromountit
Bismutiiniitti, Bi2S3, on yleinen bismuttimalmimineraali ja voi esiintyä lyijynharmaina prismaattisina neuloina tai rakeisina massoina.
Muita Bi-pitoisia vaiheita ovat emplektiitti, CuBiS2, aikinitti, PbCuBiS3, wittichenitti, Cu3BiS3, kosaliitti ja niihin liittyvät sulfaattimineraalit.
Bismiitti ja bismutiitti
Bismiitti, Bi2O3, esiintyy yleisesti keltaisena-ruskeana maamaisena tai marjamuotoisena pinnakkaana. Bismutiitti, Bi2O2CO3, voi muodostaa vaaleanvihertävän-beigen kuoren tai suonia hapettumisvyöhykkeillä.
Aito Bi, kasvatettu geometria
Sateenkaaren hopperkiteitä valmistetaan yleensä sulattamalla puhdistettua bismuttia ja antamalla metallin kiteytyä niin, että reunat kasvavat nopeammin kuin kidesäteiden keskiosat, muodostaen luurankomaisia porraskiteitä.
Värit johtuvat ohuesta bismuttioksidikalvosta. Selkeä ilmaisu on: laboratoriossa kasvatettu bismuttikide tai ihmisen valmistama bismutti-hopperkide. Materiaali on alkuaine-Bi; muoto on kasvatettu ihmisten toimesta.
Tyypilliset mineraaliyhdistelmät
Bismuttimineraalit harvoin esiintyvät yksin. Niiden kumppanit paljastavat usein geologisen ympäristön ennen kuin bismutti itse tulee ilmeiseksi.
Tina- ja volframikumppanit
Kvartsi, muskoviitti, topaasi, fluoriitti, turmaliini, kassiteriitti, volframiitti, skeliitti ja arseenopyriitti voivat esiintyä bismuttivaiheiden kanssa greiseneissä ja niihin liittyvissä suonissa.
Polymetalliset kumppanit
Galena, sfaleriitti, kalkopyriitti, pyriitti, tetradymiitti-tennanttiitti, alkuperäinen hopea, koboltti-nikkeli-arsenidit, kalsiitti ja sideriitti ovat yleisiä monissa suonijärjestelmissä.
Bismuttiperhe
Alkuperäinen bismutti, bismutiiniitti, emplektiitti, aikinittisarjan mineraalit, wittichenitti, kosaliitti, tetradymiitti, tellurobismutiitti ja harvinainen maldoniitti, Au2Bi, voi kaikki olla osa Bi-rikkaita yhdistelmiä.
Micromount-muistio: polymetalliset suonet voivat sisältää pieniä mutta monimutkaisia bismuttisulfaattiyhdistelmiä. Käsi- tai mikroskooppi paljastaa usein enemmän kuin paljaalla silmällä näkyy.
Ympäristö → Ulkonäkö Matriisi
Käytä tätä taulukkoa yhdistääksesi geologisen ympäristön siihen, miltä bismutti todennäköisesti näyttää kivessä.
| Geologinen ympäristö | Tyypillinen bismutin esiintymä | Visuaaliset vihjeet | Lukijan muistiinpanot |
|---|---|---|---|
| Greisen-kuppolat, Sn-W | Alkuperäiset Bi-pisarat tai suonisolmut, bismutiini ja Bi-telluridit. | Kvartsipitoiset greisen-rakenteet muskovitin, fluoriitin, topaasin, kassiteriitin tai volframiitin kanssa. | Etsi kiiltäviä vaaleanpunakultaisia pilkkuja myöhäisissä kvartsi-suonissa ja halkeamissa. |
| Polymetalliset hydrotermiset suonet | Bismutiini, Bi-sulfosaalit ja myöhäinen alkuperäinen Bi. | Kvartsi-kalikaattisuonet galenan, sfaleriitin, kalkopyriitin, pyriitin tai hopeamineraalien kanssa. | Monet luonnolliset esiintymät ovat pieniä mutta diagnosoitavia, erityisesti suurennuksen alla. |
| Skarnit ja kontaktivyöhykkeet | Lisäalkuperäinen Bi ja bismutiini W-Sn-yhdistelmien kanssa. | Kalkki-silikaattimatriisi, scheeliitti jos läsnä, ja sulfidirikkaita mikrohalkeamia. | Bismutti voi esiintyä myöhäisessä ja hienojakoisessa muodossa; UV-valo voi auttaa löytämään scheeliittiä siihen liittyvässä materiaalissa. |
| Graniittiset pegmatiitit | Pieniä määriä alkuperäistä Bi:tä ja toissijaisia bismutiitteja tai bismittejä sään kuluttamissa taskuissa. | Kvartsi, kalsi, mica ja epätavalliset vaaleat tai okranväriset kuoret. | Sään kuluttamat ontelot voivat säilyttää herkkiä toissijaisia Bi-mineraaleja. |
| Supergeeniset gossanit | Bismitti ja bismutiitti korvaavat bismuttia sisältäviä sulfideja. | Keltaruskeat, vaaleanvihreät, beige ja rautaoksidirikkaat kuoret. | Nämä materiaalit voivat olla hauraita; käsittele kuivina ja varovasti. |
Edustavia paikallisuusmuistiinpanoja
Bismuttimineraaleja esiintyy monilla alueilla, joissa on kehittyneitä graniitteja, Sn-W-järjestelmiä, skarnseja, pegmatiitteja ja polymetallisia suonia. Alla olevat muistiinpanot ovat edustavia, eivätkä tyhjentäviä.
Erzgebirge ja Wittichenin alue
Klassisia alueita ovat Schneeberg, Annaberg ja Mustan metsän Wittichenin alue. Wittichenin alue liittyy erityisesti Bi-sulfosaalttien kuten wittichenitin sekä alkuperäisen Bi:n esiintymiseen Ag-Co-Ni-mineralisoituneissa suonissa.
Cornwall
Cornwallin greisenisoidut graniittijärjestelmät ja Sn-W-kivennäiskerrostumat tunnetaan mineraaleistaan kuten kassiteriitti, volframiitti, bismutiini ja paikallinen alkuperäinen bismutti kvartsipitoisissa suonissa.
Bolivia ja Peru
Andien tina-hopeavyöhykkeet voivat sisältää runsasta bismutiinia kassiteriitin ja hopeamineraalien kanssa. Alkuperäistä bismuttia voi esiintyä paikallisesti myöhäisissä suonivaiheissa.
Kiina, Kanada ja Yhdysvallat
Kiinalaiset Sn-W-alueet voivat tuottaa bismutiinia, tellurideja ja lisäalkuperäistä bismuttia. Kanada ja Yhdysvallat isännöivät hajanaisia Bi-mineraaleja polymetallisiin suoniin, W-Sn-skarnseihin ja pegmatiitteihin.
Kenttäkuvio: bismutti voi esiintyä missä tahansa myöhäisissä, kehittyneissä graniittiin liittyvissä nesteissä, joissa on ollut aikaa, kemiaa ja avoimia halkeamia.
Kenttäidentifiointi ja kuvausmuistiinpanot
Tärkein ero on luonnollisen alkuperäisen bismutin ja laboratoriossa kasvatetun hopper-bismutin välillä. Ne ovat samaa alkuainetta, mutta niiden geologinen tausta ja näkyvä muoto eroavat toisistaan.
Hienovarainen metalli matriksissa
Etsi hopeanvalkoisia tai vaaleanpunertavia metallisia pisaroita, hiukkasia, lamelleja tai pieniä kiteitä kvartsissa, kalkiitissa tai rikkipitoisissa suonissa. Tummuminen voi olla oljenkeltainen tai kevyesti irisoiva.
Arkkitehtoniset porrastukset
Rohkeat suoraviivaiset porrastukset, ontot pinnat ja voimakkaat sateenkaaren värit oksidissa ovat tyypillisiä sulasta puhdistetusta Bi:stä kasvatetulle bismutille. Tämä on aitoa bismuttia, mutta kidemuodon ovat kasvattaneet ihmiset.
Maamaiset kuoret ja pinnoitteet
Bismiitti esiintyy yleisesti keltaisruskeana ja okran sävyisenä; bismutiitti voi olla vaaleanvihreä, beige tai pistaasin sävyinen. Molemmat voivat olla herkkiä hapettuneilla alueilla.
Selkeä ilmaisu: käytä termiä ”alkuperäinen bismutti” luonnollisista esiintymistä ja ”laboratoriossa kasvatettu bismuttikide” hopper-kiteistä, jotka on kasvatettu sulasta metallista. Ero kunnioittaa sekä geologiaa että taidetta.
UKK: Bismutin muodostuminen, geologia ja lajikkeet
Ovatko sateenkaaren väriset hopper-kiteet luonnollisia?
Materiaali on aitoa alkuainebismuttia, mutta dramaattinen hopper-muoto on yleensä ihmisen tekemä. Luonnollinen alkuperäinen bismutti harvoin muodostaa suuria, puhtaita, geometrisia porraskiteitä.
Missä kentällä kannattaa etsiä alkuperäistä bismuttia?
Todennäköisiä esiintymispaikkoja ovat myöhäiset kvartsikarbonaattiluolat kehittyneiden graniittien lähellä, greisenisoituneet graniittikuplat, Sn-W-skarnit, pegmatiitit ja polymetalliset Ag-Pb-Zn-suonet. Näissä ympäristöissä tarkista pienet kiiltävät pisarat halkeamien varsilla.
Miten bismuttirikit muuttuvat pinnalla?
Ne voivat hapettua bismiitiksi, Bi2O3, ja bismutiitti, Bi2O2CO3, usein rautaoksidien kanssa. Odota maamaisia keltaisruskeita pinnoitteita, vaaleanvihreitä kuoria ja herkkiä hapettuneita materiaaleja.
Onko laboratoriossa kasvatettu bismutti ”väärennös”?
Se ei ole väärennettyä bismuttia. Se on alkuaine-Bi:tä, jonka ihmiset ovat kasvattaneet kiteiseksi muodoksi. Paras kuvaus on ”laboratoriossa kasvatettu bismuttikide”, joka kertoo koko tarinan ilman, että materiaalia vähätellään tai liioitellaan sen luonnollista alkuperää.
Miksi bismutti liittyy usein tinaan ja volframiin?
Bismutti, tina, volframi, molybdeeni, litium, fluori ja niihin liittyvät alkuaineet voivat keskittyä kehittyneissä graniittisissa järjestelmissä ja niiden myöhäisissä hydrotermisissä liuoksissa. Tämä yhteinen geokemiallinen ympäristö selittää monia toistuvia mineraaliyhdistelmiä.
Bismutti on myöhäisvaiheen kalkofiilinen alkuaine, joka esiintyy greisen-, pegmatiitti-, skarn- ja polymetallisten suonijärjestelmien yhteydessä. Luonnossa se esiintyy yleensä vaatimattomana alkuperäisenä metallina sekä rikki-, telluridi-, sulfosaltti-, oksidi- ja karbonaattimineraalien perheenä. Lähellä pintaa bismuttimineraalit rapautuvat bismiitiksi ja bismutiitiksi. Nykyisissä näyttelyissä rakastetut dramaattiset sateenkaaren väriset hopper-kiteet kasvatetaan aidosta Bi:stä ja ne saavat värinsä ohuesta oksidikalvosta. Koko tarina on rikkaampi, kun molemmat puolet kerrotaan: luonnollinen geologia ja ihmisen kasvattama geometria.