Bizmut: formowanie, geologia i odmiany
Udostępnij
Geologia bizmutu
Powstawanie, geologia i odmiany
Przewodnik dla czytelnika, gdzie powstaje rodzimy bizmut, dlaczego towarzyszy rozwiniętym granitom i żyłom hydrotermalnym, jak jego rodzina minerałów zmienia się blisko powierzchni oraz dlaczego słynne tęczowe kryształy hopper zwykle rosną z rafinowanego metalu.
Spis treści
Powstawanie w skrócie
Bizmut jest pierwiastkiem późnego stadium w wielu systemach rudnych. Koncentruje się w końcowych, rozwiniętych częściach magm granitowych i powiązanych płynach hydrotermalnych, a następnie osadza się w szczelinach, żyłach, grejsach, skarnach, pegmatytach i polimetalicznych zestawach minerałów.
Geologia w jednym zdaniu
Bizmut preferuje ostatni etap systemów magmowych i hydrotermalnych: późne płyny, rozwinięte granity, otwarte szczeliny oraz zestawy minerałów bogate w siarkę, tellur, cynę, wolfram, srebro, ołów i miedź.
Dlaczego bizmut trafia tam, gdzie trafia
Bizmut zachowuje się jak pierwiastek, który woli końcowy skoncentrowany płyn niż wczesne minerały skalne. Dlatego często pojawia się z innymi pierwiastkami rudnymi późnego stadium, a nie jako powszechny minerał wczesny.
Metal postprzejściowy
Bizmut jest pierwiastkiem grupy 15. W wielu minerałach występuje jako Bi(III), a może też występować jako metal rodzimy, gdy warunki chemiczne pozwalają na redukcję.
Afilność do siarki i telluru
Bizmut łatwo łączy się z siarką i tellurem, tworząc minerały takie jak bizmutynit, Bi2S3oraz fazy Bi-Te-S w grupie tetradymitu.
Frakcjonowane granity
W rozwiniętych granitach i pegmatytach pierwiastki niezgodne, takie jak Bi, Sn, W, Mo, Li i F, koncentrują się w końcowych stopionych masach i płynach.
Pomocny obraz mentalny: gdy granit kończy krystalizować, pozostały płyn staje się jak bogaty mineralny syrop. Bizmut, cyna, wolfram i pokrewne pierwiastki mogą przemieszczać się w tym płynie i krystalizować w otwartych przestrzeniach, szczelinach oraz reaktywnych strefach kontaktu.
Niska temperatura topnienia bizmutu, około 271 °C, również ma znaczenie. W niektórych systemach rudnych drobne, bogate w bizmut roztopy mogą migrować wzdłuż granic ziaren i mikropęknięć, zanim stwardnieją jako grudki, warstwy i późnostopniowe metaliczne plamy.
Środowiska geologiczne zawierające bizmut
Bizmut najlepiej występuje w zaawansowanym stadium systemów magmowych i żył hydrotermalnych wokół nich. Jego geologiczne otoczenie często obejmuje minerały cyny, wolframu, molibdenu, srebra, ołowiu, miedzi, telluru i arsenu.
Kopuły granitowe i systemy Sn-W
Kopuły granitowe przeobrażone w greisen kwarcowo-muskowitowo-topazowy mogą zawierać kaseteryt, wolframit, fluoryt, arsenopiryt, bismutynit, tellurki i rodzimy bizmut w żyłach kwarcowych i brekcjach.
Polimetaliczne systemy hydrotermalne
Żyły kwarcowo-węglanowe z galeną, sfalerytem, chalkopirytą, pirytem, minerałami srebra, arsenkami kobaltu i niklu oraz siarczkami Bi mogą zawierać późny rodzimy bizmut wzdłuż szczelin.
Metasomatoza kontaktowa
Gdy intruzje granitowe reagują z skałami węglanowymi, skarny mogą zawierać scheelit, wolframit, siarczki oraz akcesoryczne minerały bizmutu w zespołach kalcytowo-krzemianowych.
Niewielkie, ale pouczające
Granitowe pegmatyty mogą zawierać drobne grudki rodzimego bizmutu, fosforany lub tellurki zawierające Bi oraz wtórny bismit lub bismutyt w zewietrzałych kieszeniach.
Zutlenione gossany
Wietrzenie blisko powierzchni może przekształcać siarczki Bi w ochrowy bismit i jasny bismutyt, często zmieszane z limonitem, geotytą i innymi tlenkami żelaza.
Późne płyny, otwarte szczeliny
Jeśli środowisko zawiera ewoluowany granit, późne żyły kwarcowo-węglanowe oraz zestaw minerałów cyny, wolframu, srebra, ołowiu, miedzi lub telluru, warto rozważyć obecność bizmutu.
Parageneza i alteracja
Parageneza to kolejność powstawania minerałów. W systemach zawierających bizmut sekwencja często przesuwa się od tellurków i siarczków wysokotemperaturowych do bismutynitu, późnego metalu rodzimego, a na końcu produktów utleniania powierzchniowego.
Wizualna wskazówka: żółtobrązowe ziemiste powłoki na żyłach zawierających bismut mogą być bismitem. Bladozielonkawe, beżowe lub pistacjowe skorupy w strefach utlenionych mogą wskazywać na bismutyt.
Formy i odmiany: naturalne, wtórne i hodowane w laboratorium
Słowo „bismut” może opisywać sam pierwiastek rodzimy, szerszą rodzinę minerałów bismutu lub znane tęczowe kryształy wyhodowane z rafinowanego metalu Bi. Są one powiązane, ale to nie ta sama historia.
Subtelne wystąpienia metaliczne
Naturalny rodzimy bismut może występować jako masy ziarniste lub płatkowe, cienkie lamelle, małe kryształy romboedryczne, grudki, żyłki lub sporadyczne formy rozgałęzione.
Świeży metal jest srebrzystobiały z delikatnym różowym odcieniem. Cienka patyna może dodać słomkowo-złote lub lekkie iryzujące tony, ale duże, dramatyczne tęczowe schody nie są zwykłym naturalnym zwyczajem.
Minerały rudne i mikromontaże
Bismutynit, Bi2S3, jest powszechnym minerałem rudy bismutu i może występować jako ołowianoszare pryzmatyczne igły lub masy ziarniste.
Inne fazy zawierające Bi to emplektyt, CuBiS2, aikinite, PbCuBiS3, wittichenit, Cu3BiS3, kosalit i pokrewne sulfosole.
Bismit i bismutyt
Bismit, Bi2O3, zwykle pojawia się jako żółtobrązowe ziemiste lub groniaste powłoki. Bismutyt, Bi2O2CO3, może tworzyć bladozielonkawe-beżowe skorupy lub żyły w strefach utleniania.
Prawdziwy Bi, wyhodowana geometria
Tęczowe kryształy w formie schodkowej zwykle powstają przez topienie rafinowanego bismutu i pozwalanie metalowi krystalizować tak, że krawędzie rosną szybciej niż środki ścian, tworząc szkieletowe kryształy schodkowe.
Kolory pochodzą z cienkowarstwowego tlenku bismutu. Jasne określenie to: kryształ bismutu hodowany w laboratorium lub kryształ bismutu w formie schodkowej wytworzony przez człowieka. Materiał to pierwiastek Bi; forma została wyhodowana przez ludzi.
Typowe skojarzenia mineralne
Minerały bismutu rzadko występują samotnie. Ich towarzysze często ujawniają środowisko geologiczne zanim sam bismut stanie się oczywisty.
Towarzysze cyny i wolframu
Kwarc, muskowit, topaz, fluoryt, turmalin, kasiteryt, wolframit, scheelit i arsenopiryt mogą towarzyszyć fazom bismutu w greisenach i pokrewnych żyłach.
Towarzysze polymetaliczni
Galena, sfaleryt, chalkopiryt, piryt, tetradymit-tennantyt, rodzimy srebro, arsenki kobaltu i niklu, kalcyt i sideryt są powszechne w wielu systemach żył.
Rodzina bismutu
Rodzimy bismut, bismutynit, emplektyt, minerały serii aikinitu, wittichenit, kosalit, tetradymit, tellurobismutyt i rzadki maldonit, Au2Bi, mogą wszystkie być częścią bogatych w Bi zespołów.
Uwaga mikromontażowa: żyły polymetaliczne mogą zawierać drobne, ale złożone zespoły sulfosoli bismutu. Lupa lub mikroskop często ujawniają więcej niż gołe oko.
Środowisko → Macierz wyglądu
Użyj tej tabeli, aby powiązać środowisko geologiczne z tym, jak bismut prawdopodobnie wygląda w skale.
| Ustawienie geologiczne | Typowe występowanie bizmutu | Wskazówki wizualne | Notatki czytelników |
|---|---|---|---|
| Kopuły greisenowe, Sn-W | Krople lub żyłki rodzimych Bi, bizmutyn i tellurki Bi. | Tekstury greisenowe bogate w kwarc z muskowitem, fluorytem, topazem, kasiterytem lub wolframitem. | Szukaj błyszczących różowo-srebrzystych plamek wzdłuż późnych żył kwarcowych i spękań. |
| Polimetaliczne żyły hydrotermalne | Bizmutyn, sulfosole Bi i późny rodzimy Bi. | Żyły kwarcowo-węglanowe z galeną, sfalerytem, chalkopirytą, pirytem lub minerałami srebra. | Wiele naturalnych wystąpień jest małych, ale diagnostycznych, zwłaszcza pod powiększeniem. |
| Skarny i strefy kontaktowe | Akcesoryczny rodzimy Bi i bizmutyn w zespołach W-Sn. | Matryca kalcytowo-krzemianowa, scheelit tam, gdzie występuje, i mikrospękania bogate w siarczki. | Bizmut może występować późno i drobno; światło UV może pomóc w lokalizacji scheelitu w towarzyszącym materiale. |
| Pegmatyty granitowe | Niewielkie ilości rodzimych Bi oraz wtórnego bismutyty lub bismitu w wietrzejących kieszeniach. | Kwarc, skaleń, mika i nietypowe jasne lub ochrowe skorupy. | Wietrzejące pustki mogą zachować delikatne wtórne minerały Bi. |
| Gossany supergenowe | Bismit i bismutyt zastępujące siarczki zawierające bizmut. | Żółto-brązowe, jasnozielone, beżowe i bogate w tlenki żelaza skorupy. | Te materiały mogą być kruche; obsługuj je suche i delikatnie. |
Reprezentatywne notatki lokalizacyjne
Minerały bizmutu pojawiają się w wielu regionach, gdzie występują ewoluowane granity, systemy Sn-W, skarny, pegmatyty i żyły polimetaliczne. Poniższe notatki są reprezentatywne, a nie wyczerpujące.
Erzgebirge i rejon Wittichen
Klasyczne rejony to Schneeberg, Annaberg i obszar Wittichen w Schwarzwaldzie. Rejon Wittichen jest szczególnie związany z sulfosolami Bi, takimi jak wittichenit, a także rodzimym Bi w żyłach zmineralizowanych Ag-Co-Ni.
Kornwalia
Systemy granitowe z greisenem i żyły Sn-W w Kornwalii są znane z minerałów takich jak kasiteryt, wolframit, bizmutyn i lokalnie rodzimy bizmut w żyłach bogatych w kwarc.
Boliwia i Peru
Andyjskie pasma cyny i srebra mogą zawierać bogaty bizmutyn z kasiterytem i minerałami srebra. Rodzimy bizmut może występować lokalnie w późnych fazach żył.
Chiny, Kanada i Stany Zjednoczone
Chińskie prowincje Sn-W mogą produkować bizmutyn, tellurki i akcesoryczny rodzimy bizmut. Kanada i Stany Zjednoczone mają rozproszone minerały Bi w żyłach polimetalicznych, skarnach W-Sn i pegmatytach.
Wzór terenowy: bizmut może występować wszędzie tam, gdzie późne, ewoluowane płyny związane z granitem miały czas, odpowiednią chemię i otwarte spękania do działania.
Notatki dotyczące identyfikacji i opisu w terenie
Najważniejszą różnicą jest rozróżnienie między naturalnym rodzimym bizmutem a laboratoryjnie wytworzonym bizmutem hopper. Oba zawierają ten sam pierwiastek, ale ich historia geologiczna i widoczna forma są różne.
Subtelny metal w matrycy
Szukaj srebrzysto-białych do lekko różowych metalicznych grudek, płatków, lameli lub małych kryształów w żyłach kwarcowych, kalcytowych lub zawierających siarczki. Patyna może mieć kolor słomkowo-złoty lub lekko iryzujący.
Architektoniczne stopnie schodów
Wyraźne, prostokątne schodki, puste ściany i intensywne tęczowe kolory tlenków są typowe dla bizmutu hodowanego z roztopionego oczyszczonego Bi. To prawdziwy bizmut, ale forma kryształu jest wytworem człowieka.
Ziemiste skorupy i powłoki
Bismit zwykle występuje w kolorze żółto-brązowym i ochrowym; bismutyt może mieć barwę bladozieloną, beżową lub pistacjową. Oba mogą być delikatne w strefach utlenionych.
Jasne określenie: używaj „bizmut rodzimy” dla naturalnych wystąpień i „kryształ bizmutu hodowany w laboratorium” dla kryształów lejkowatych wyhodowanych z roztopionego metalu. To rozróżnienie szanuje zarówno geologię, jak i sztukę.
FAQ: Powstawanie, geologia i odmiany bizmutu
Czy kryształy lejkowate w tęczowych kolorach są naturalne?
Materiał to prawdziwy pierwiastek bizmut, ale efektowna morfologia lejkowata jest zwykle dziełem człowieka. Naturalny bizmut rodzimy rzadko tworzy duże, czyste, geometryczne kryształy schodkowe.
Gdzie w terenie można szukać rodzimego bizmutu?
Prawdopodobne środowiska to późne żyły kwarcowo-węglanowe w pobliżu ewoluujących granitów, kopuły granitowe z greisenem, skarny Sn-W, pegmatyty i polimetaliczne żyły Ag-Pb-Zn. W tych miejscach szukaj małych błyszczących grudek wzdłuż spękań.
Jak zmieniają się siarczki bizmutu na powierzchni?
Mogą utleniać się do bismitu, Bi2O3, oraz bismutyt, Bi2O2CO3, często z tlenkami żelaza. Spodziewaj się ziemistych żółto-brązowych powłok, bladozielonych skorup i delikatnych materiałów utlenionych.
Czy bizmut hodowany w laboratorium jest „fałszywy”?
To nie jest fałszywy bizmut. To pierwiastek Bi wyhodowany w formie kryształu przez ludzi. Najlepszym określeniem jest „kryształ bizmutu hodowany w laboratorium”, które opowiada pełną historię, nie umniejszając materiałowi ani nie przeceniając jego naturalnego pochodzenia.
Dlaczego bizmut często występuje w towarzystwie cyny i wolframu?
Bizmut, cyna, wolfram, molibden, lit, fluor i pokrewne pierwiastki mogą koncentrować się w ewoluujących systemach granitowych i ich późnych płynach hydrotermalnych. To wspólne środowisko geochemiczne wyjaśnia wiele powtarzających się skojarzeń mineralnych.
Bizmut jest pierwiastkiem chalcofilnym w późnym stadium, który osadza się w systemach greisenowych, pegmatytowych, skarnowych i polimetalicznych żyłach. W przyrodzie zwykle występuje jako skromny metal rodzimy oraz rodzina siarczków, tellurków, sulfosoli, tlenków i węglanów. W pobliżu powierzchni minerały bizmutu ulegają wietrzeniu do bismitu i bismutytu. Efektowne kryształy w kształcie lejkowatym, uwielbiane w nowoczesnych ekspozycjach, są hodowane z prawdziwego Bi i barwione cienką warstwą tlenku. Pełna historia jest bogatsza, gdy opowiada się obie strony: naturalną geologię i geometryczne formy stworzone przez człowieka.