Пирит: образование, геология и разновидности
Поделиться
Образование, геология и разновидности
Пирит: железо, сера и геометрия миров с низким содержанием кислорода
Пирит — дисульфид железа, FeS2, кубический сульфид, который растёт там, где железо встречается с восстановленной серой при подходящих химических условиях. От глубоких гидротермальных жил до спокойных анаэробных илов он фиксирует движение жидкостей, захоронение, образование руд, микробную активность, окаменение и выветривание.
Идентичность минерала
Пирит — кубический полиморф дисульфида железа, FeS2. Его знакомый латунный металлический блеск и твёрдый, хрупкий характер отличают его от самородного золота, а кубическая форма — от орторомбического полиморфа марказита. В истории горных пород пирит — не просто яркий аксессуар: это химический свидетель серы, железа, кислорода, движения жидкостей, захоронения и минерализационных процессов.
Формула и структура
Пирит содержит железо и пары дисульфида. Его кубическая структура обеспечивает изометрическую симметрию, классические кубы, пиритоэдры и изотропное поведение в отражённом свете.
Диагностический внешний вид
Свежий пирит имеет латунно-жёлтый цвет, металлический блеск, непрозрачный и часто с полосами на гранях куба. Его полоска зелёно-чёрная или коричнево-чёрная.
Геологический диапазон
Он образуется в гидротермальных жилах, осадочных бассейнах, углях и сланцах, вулканогенных массивных сульфидах, скарнах, замещающих месторождениях, метаморфических породах и условиях окаменения.
Химия образования: железо встречается с восстановленной серой
Пирит обычно образуется там, где растворённое железо встречается с восстановленным серой при низком содержании кислорода. Упрощённый путь начинается с реакции железа с сульфидом с образованием моносульфида железа, такого как макинавит или грейгит. При добавлении серы этот предшественник может преобразоваться в пирит.
Окно окислительно-восстановительного потенциала
Пирит предпочитает восстановительные условия, где доступен сульфид и ограничено количество кислорода. В осадочных бассейнах микробное восстановление сульфата может генерировать сульфид из морского сульфата. В жилах и рудных системах горячие жидкости могут доставлять серу и железо напрямую, затем осаждать пирит при изменении температуры, давления, pH, активности серы или смешении жидкостей.
Доступность серы
Повышенная активность серы стабилизирует пирит по сравнению с пирротином. При ограниченном содержании серы или повышении температуры пирротин может стать более стабильным сульфидом железа.
Условия образования марказита
Марказит имеет ту же формулу, что и пирит, но другую кристаллическую структуру. Он предпочитает более холодные, кислые условия и может быть менее устойчив в условиях влажного хранения.
Вместимость следовых элементов
Мышьяк, кобальт, никель и золото могут содержаться в пирите в малых количествах. Арсенифицированный пирит важен в некоторых золотых системах, так как золото может быть микроскопическим или структурно связанным.
Геологические среды образования пирита
Пирит широко распространён, потому что железо и сера распространены повсеместно. Текстура образца часто показывает, рос ли он из горячих жидкостей, в спокойном иле, в рудообразующих системах, при метаморфизме или в процессе окаменения осадков.
Гидротермальные жилы
Горячие жидкости, проходя по трещинам, осаждают пирит с кварцем, кальцитом, сфалеритом, галенитом, халькопиритом и другими рудными минералами. В таких условиях часто образуются яркие кубы, пиритоэдры и сложные скопления.
Вулканогенные массивные сульфиды
Гидротермальные системы морского дна могут формировать крупные сульфидные тела, богатые пиритом, часто ассоциированные с минералами меди, цинка, свинца, серебра или золота.
SEDEX и стратиформные месторождения
Осадочные эксгаляционные и стратиформные рудные системы могут содержать слоистый пирит, отражающий поступление металло- и серосодержащих жидкостей в осадочные бассейны.
Чёрные сланцы и угли
Аноксичные, богатые органикой осадки способствуют микробному восстановлению сульфатов, образуя диссеминированный пирит, конкреции, фрамбоиды и агрегаты по плоскостям слоёв.
Скарны и замещения
Когда горячие металлоносные жидкости взаимодействуют с карбонатными породами, пирит может образовываться вместе с магнетитом, пирротином, халькопиритом, гранатом, пироксеном и кальц-силикатными минералами.
Пиритизация окаменелостей
Ранний диагенетический пирит может покрывать или замещать раковины, древесину, аммонитов и мягкие ткани, сохраняя золотистые поверхности окаменелостей в кислородно-бедных осадках.
Метаморфические терраны
Во время захоронения, нагрева и деформации ранние сульфиды могут перекристаллизовываться. Пирит может расти крупнее, отжигаться в более чистые кристаллы или замещаться пирротином при дефиците серы.
Профили выветривания
Ближе к поверхности пирит чаще разрушается, чем образуется. Окисление приводит к образованию оксидов железа, сульфатов, кислотности и охристых или ржавых зон изменения.
Пути формирования
Один и тот же минерал может образовываться разными путями. Жильный куб, осадочный фрамбоид и пиритизированный аммонит — все это пирит, но каждый отражает разный путь железа, серы, жидкости и времени.
Гидротермальное кристаллизование
Горячие жидкости движутся по трещинам, остывают, смешиваются или реагируют с породой стенок. Пирит осаждается в виде кубов, пиритоэдров, жил, или массивного сульфидного материала, часто вместе с кварцем, кальцитом, галенитом, сфалеритом или халькопиритом.
Микробный осадочный рост
В кислородно-бедных илах микробы восстанавливают сульфат до сульфида. Железо в осадке реагирует с этим сульфидом, образуя железные моносульфиды, которые могут превращаться в фрамбоидный или диссеминированный пирит.
Диагенетические конкреции и окаменелости
Органически богатые карманы концентрируют рост пирита при раннем захоронении. Раковины, древесина, норы и мягкие ткани могут покрываться, замещаться или обводиться пиритом до завершения уплотнения осадков.
Магматический и скарновый вклад
Металлоносные флюиды из интрузий могут вводить серу и железо в окружающие породы. В скарнах и зонах замещения пирит может образовываться вместе с медью, железом, свинцом, цинком и золотосодержащими ассамбляжами.
Метаморфическая рекристаллизация
Погружение и нагрев могут реорганизовать ранние сульфиды. Мелкий пирит может укрупняться; деформированные зерна могут рекристаллизоваться; изменение условий серы может способствовать образованию пирротина или марказита в разных условиях.
Окисление и супергенные изменения
На мелких глубинах кислородсодержащая вода разрушает пирит. Возникающая кислотность, сульфат, яросит, гетит, гематит и лимонит могут создавать ржавые госсаны и кислотный дренаж горных пород.
Текстуры и их значение
Текстура пирита — это доказательство. Та же химия может создавать острые кубы, микроскопические фрамбоиды, похожие на малину, ископаемые покрытия, массивные рудные полосы, пиритовые солнца или иридисцентный друз.
| Текстура или форма | Типичная среда | Что он фиксирует | Примечание по сохранности |
|---|---|---|---|
| Кубы с штрихованными гранями | Жилы, мергели, глины и гидротермальные карманы. | Кубический рост, открытое пространство и хорошо упорядоченная кристаллизация. | Защищайте углы и грани от ударов и истирания. |
| Пиритоэдры | Гидротермальные и осадочные месторождения. | Изометрическая симметрия, выраженная двенадцатью пятиугольными гранями. | Края могут откалываться; поддерживайте снизу при обращении. |
| Фрамбоиды | Аноксичные илы, черные сланцы, угли и осадочные конкреции. | Быстрый низкотемпературный рост из мелких микрокристаллов пирита, часто связанный с микробным восстановлением сульфатов. | Поверхности деликатны; избегайте чистки щеткой и влажной очистки. |
| Нодуляры и конкреции | Осадочные пласты, богатые органикой. | Локализованные железо-серные реакции при раннем захоронении. | Проверяйте матрицу сланца на признаки окисления или крошения. |
| Пиритизированные ископаемые | Низкооксигенированные ископаемые пласты и морские осадки. | Ранний диагенетический замещающий или покрывающий биологический материал. | Храните очень сухо; ископаемый пирит может разрушаться во влажном хранении. |
| Массивный или полосчатый рудный пирит | VMS, SEDEX, замещающие и жиловые системы. | Активность рудных флюидов и накопление сульфидов. | Тяжелые образцы требуют устойчивой опоры и сухого хранения. |
| Лучистые солнца или розетки | Угленосные пласты и плоскости сланцевого залегания. | Рост ограничен между слоями осадков; часто марказит или железный дисульфид, богатый марказитом. | Храните при относительной влажности ниже примерно 45% и внимательно контролируйте. |
| Иридисцентный друз | Естественные тонкие пленки на поверхностях микрокристаллического пирита. | Интерференционные цвета поверхности от тонких пленок изменения. | Не трите; цветной слой может быть хрупким. |
Разновидности и описательные стили
Пирит не имеет формальной системы разновидностей драгоценных камней, как корунд или берил. Большинство названий, используемых коллекционерами и камнерезами, описывают форму, текстуру, цветовой эффект или геологическую среду. Четкий описательный язык полезнее романтических названий.
| Описательный стиль | Что это такое | Геологическая основа | Важное различие |
|---|---|---|---|
| Кубический пирит | Острые эвтектические кубы, часто со штрихованными гранями. | Кристаллизация в открытых пространствах в глине, мергеле, жилах или полостях. | Естественные кубические штрихи и контакты отличают его от обработанных металлических форм. |
| Пиритоэдрический пирит | Кристаллы с двенадцатью пятиугольными гранями. | Изометрический рост кристаллов при подходящих химических и пространственных условиях. | Форма кристаллов, а не отдельный вид. |
| Фрамбоидальный пирит | Маленькие кластеры пиритовых зерен, похожие на малину. | Распространен в анаэробных, микробных, осадочных условиях. | Часто микроскопический или хрупкий; не подходит для интенсивного обращения. |
| Арсенифицированный пирит | Пирит, содержащий измеримый мышьяк. | Важен в некоторых гидротермальных золотых системах. | Может содержать невидимое золото; требует анализа, а не визуального предположения. |
| Радужный пирит | Природные радужные пленки на друзовом пирите в некоторых месторождениях. | Эффекты тонкопленочных поверхностей на микрокристаллическом пирите. | Не путать с обработанной кислотой халькопиритом, продаваемым как «павлинья руда». |
| Пиритовые «солнца» | Плоские радиальные диски из сланцев или угольных пластов. | Рост ограничен вдоль пластовых поверхностей. | Многие образцы содержат марказит или богаты марказитом и требуют более строгого сухого хранения. |
| Пирит после ископаемого материала | Пирит, замещающий или покрывающий раковины, аммониты, древесину или контуры мягких тканей. | Ранний диагенетический рост сульфидов вокруг органического вещества. | Контекст ископаемых и стабильность важнее блеска. |
Подписи месторождений
Месторождение формирует внешний вид и требования к сохранности пирита. Название на этикетке наиболее значимо, когда подтверждается матрицей, формой, ассоциациями и историей коллекции.
Навахун, Ла-Риоха, Испания
Известны изолированными, четко сформированными кубами в мягком мергеле и глине. Эти образцы демонстрируют геометрию пирита с учебной ясностью.
Хуансала и другие районы Перу
Яркие гидротермальные кластеры часто встречаются с кварцем, кальцитом, сфалеритом и другими рудными минералами. Скульптурная форма и блеск имеют ключевое значение.
Эльба и Рио Марина, Италия
Исторические железорудные месторождения дают классический европейский пирит, часто ценимый за наследие, сильную штриховку и старинный коллекционный контекст.
Мадан, Болгария и Трепча, Косово
Месторождения сульфидов, где латунный пирит контрастирует с темным сфалеритом, галенитом, кварцем и карбонатными минералами.
Регион реки Волга, Россия
Известен природным радужным друзовым пиритом в узлах и жеодах. Поверхностные пленки и микрокристаллические текстуры играют ключевую роль во внешнем виде.
Иллинойский бассейн, США
Известен плоскими радиальными «солнцами» из сланцев и угольных пластов, обычно марказитом или пиритом, богатым марказитом, а не стабильным кубическим пиритом.
Иберийский пиритовый пояс
Обширный массивный сульфидный провинция в Испании и Португалии, где пирит играет центральную роль в геологии руд, истории горного дела, химии серы и экологических исследованиях.
Месторождения пиритизированных ископаемых
Морские фоссильные пласты могут сохранять аммонитов, раковины и органические текстуры с пиритовыми покрытиями или замещениями, особенно там, где ранняя химия погребения была восстановительной.
Что указывает пирит
Пирит — один из самых полезных индикаторных минералов в геологии, поскольку его присутствие, текстура, химия и продукты изменения могут раскрывать условия, невидимые в обычном образце.
| Индикатор | Доказательства пирита | Геологическое значение |
|---|---|---|
| Низкий уровень кислорода | Фрамбоиды, диссеминированные зерна, узелки и пиритизированные окаменелости в тёмных осадках. | Восстановительные условия, часто связанные с органически богатыми илами и микробным восстановлением сульфатов. |
| Гидротермальный поток флюидов | Жильные кубы, полосы пирита, сульфидные скопления и ассоциация с кварцем или карбонатами. | Трещины проводили горячие сульфидные и металлоносные флюиды через породу. |
| Потенциал руды | Пирит с халькопиритом, сфалеритом, галеной, арсенопиритом или изменённой породой стенки. | Возможная система минерализации с базовыми металлами, золотом, медью или полиметаллическая. |
| Указатель золота | Арсенистый пирит, зональность, паттерны микроэлементов или микроскопические включения. | Некоторый пирит может содержать невидимое золото или указывать на близость золотоносных флюидов. |
| Риск выветривания | Яросит, охристое окрашивание, сульфатные корки, распыление или кислотные стоки. | Окисление пирита активно или уже произошло, изменяя породу и требования к хранению. |
| Метаморфический налёт | Увеличенные зерна, отожжённые текстуры, тени деформации или переход к пирротину. | Исходные сульфиды подвергались нагреву, сжатию или химическому перераспределению во время погребения и поднятия. |
Выветривание, окисление и образование кислоты
Пирит стабилен во многих погребённых условиях, но реактивен при постоянном воздействии кислорода и влаги. Выветривание превращает пирит в сульфаты, кислоту и минералы оксидов или гидроксидов железа. В ландшафтах этот процесс может создавать ржавые госсаны и кислотные стоки; в коллекциях — приводить к распылению и разрушению образцов.
Процесс окисления
Когда пирит контактирует с кислородсодержащей водой, сера окисляется до сульфатов, а железо может переходить в оксиды, гидроксиды или сульфаты, такие как гетит, гематит, смеси лимонита или яросит. Образующаяся кислотность может повреждать соседние минералы, этикетки, коробки для хранения, окаменелости и другие образцы.
Уход и сохранение
Пирит твёрдый, но не неуязвимый. Он хрупкий, отражающий и химически чувствительный к постоянной влажности. Лучший уход — сухой, бережный и стабильный.
Держите в сухости
Храните пирит вдали от воды, соли, влажных тряпок, влажных витрин и закрытых влажных сред. Чувствительные образцы лучше сохраняются с силикагелем и при низкой влажности.
Очищайте бережно
Используйте мягкую сухую щетку, воздушную грушу или микрофибровую ткань. Избегайте кислот, уксуса, бытовых чистящих средств, пара, ультразвуковой очистки и абразивной полировки.
Защищайте геометрию
Кубы и пиритоэдры могут скалываться на углах. Поддерживайте образцы с матрицей снизу и избегайте захвата выступающих кристаллов.
Берегите хрупкие текстуры
Фрамбоиды, друзовые радужные поверхности, окаменелости и «солнца» из сланцев не следует тереть, замачивать или подвергать частому обращению.
Отделяйте нестабильные материалы
Порошкообразование, бледные корки, резкий запах или крошение матрицы указывают на активное или прошлое окисление. Изолируйте образец и улучшите сухое, проветриваемое хранение.
Сохраняйте контекст
Сохраняйте информацию о местонахождении, матрице, ассоциациях и заметках коллекции вместе с образцом. Контекст особенно важен для пирита из рудных месторождений, исторических мест и пиритизированных окаменелостей.
Часто задаваемые вопросы
Какие условия необходимы для образования пирита?
Пирит образуется там, где железо и восстановленная сера встречаются при подходящих химических условиях, особенно в средах с низким содержанием кислорода. Он может расти из гидротермальных растворов, в результате микробных реакций в осадках, диагенетических процессов или метаморфического перекристаллизования.
Почему пирит образует кубы?
Пирит кристаллизуется в изометрической системе. Эта высокая симметрия обычно проявляется в виде кубов, пиритоэдров и сросшихся кубических агрегатов. Тонкие штрихи на гранях кубов — это признаки роста.
Что такое фрамбоиды пирита?
Фрамбоиды — это агрегаты мелких кристаллов пирита, похожие на малину. Они распространены в анаэробных осадочных средах и часто связаны с микробным восстановлением сульфатов на ранних стадиях захоронения.
Являются ли «солнца» из пирита настоящим пиритом?
Некоторые образцы богаты пиритом, но многие плоские радиально расходящиеся «солнца» из сланцев или угольных пластов — это марказит или богатый марказитом дисульфид железа. Они коллекционные, но требуют очень сухого хранения, так как марказит менее стабилен.
Может ли пирит указывать на наличие золота?
Иногда. Некоторые рудные системы содержат золото вместе с пиритом, особенно арсенистый пирит или пирит с микроскопическими включениями золота. Визуального изобилия недостаточно; важны геохимический анализ и текстура.
Почему пирит вызывает кислотный дренаж горных пород?
При воздействии пирит реагирует с кислородом и водой, сера может окисляться до сульфата и создавать кислотность. Эта кислая вода может растворять или перемещать металлы и изменять окружающие породы.
Как следует хранить образцы пирита?
Храните их сухими, стабильными и вдали от кислот, солей, пара, ультразвуковых очистителей и длительной влажности. Чувствительные образцы следует хранить при относительной влажности ниже примерно 45% с использованием свежего осушителя.
Геологический вывод
Пирит — минерал реакции и записи. Железо встречается с восстановленным серой; жидкости движутся; илы теряют кислород; микробы изменяют химию; окаменелости покрываются коркой; жилы раскрываются и заполняются; рудные системы развиваются; выветривание пишет вторую историю в охре и сульфатах. Его латунные кубы — самая известная форма, но его фрамбоиды, узелки, окаменелости, полосы, «солнца» и радужные друзовые поверхности раскрывают более широкую истину: пирит — это не один вид, а карта геологических условий, сохранённая в металлической форме.