Bismut: Bildning, Geologi & Varianter
Dela
Bismutgeologi
Bildning, geologi & varianter
En guide för läsaren om var nativen bismut bildas, varför det följer utvecklade graniter och hydrotermala ådror, hur dess mineralfamilj förändras nära ytan, och varför de berömda regnbågshopperkristallerna vanligtvis odlas från raffinerad metall.
Innehåll
Bildning i ett ögonblick
Bismut är ett element i slutskedet i många malmsystem. Det koncentreras i de slutliga, utvecklade delarna av granitmagmor och relaterade hydrotermala vätskor, och sätter sig sedan i sprickor, ådror, greisener, skarn, pegmatiter och polymetalliska mineralsviter.
Geologi i en mening
Bismut föredrar den sista fasen i magmatiska och hydrotermala system: sena vätskor, utvecklade graniter, öppna sprickor och mineralsviter rika på svavel, tellur, tenn, volfram, silver, bly och koppar.
Varför bismut hamnar där det hamnar
Bismut beter sig som ett element som föredrar den slutliga koncentrerade vätskan snarare än de tidiga bergartsbildande mineralerna. Det är därför det ofta förekommer med andra malmelement i slutskedet snarare än som ett vanligt tidigt mineral.
Post-transition metall
Bismut är ett element i grupp 15. I många mineraler förekommer det som Bi(III), och det kan förekomma som nativen metall när kemiska förhållanden tillåter reduktion.
Affinitet för svavel och tellur
Bismut binder lätt med svavel och tellur, och bildar mineraler som bismuthinit, Bi2S3, och Bi-Te-S-faser i tetradymitgruppen.
Fraktionerade graniter
I utvecklade graniter och pegmatiter koncentreras inkompatibla element som Bi, Sn, W, Mo, Li och F i de slutliga smälterna och vätskorna.
En hjälpsam mental bild: när en granit slutför sin kristallisering blir den kvarvarande vätskan som en rik mineralrik sirap. Bismut, tenn, volfram och relaterade element kan färdas i den vätskan och kristallisera i öppna utrymmen, sprickor och reaktiva kontaktzoner.
Bismuts låga smältpunkt, cirka 271 °C, är också viktig. I vissa malmsystem kan små bismutrika smältor migrera längs korngränser och mikrofrakturer innan de stelnar som droppar, filmer och sena metalliska fläckar.
Geologiska miljöer som hyser bismut
Bismut trivs bäst i den utvecklade änden av magmatiska system och de hydrotermala ådrorna runt dem. Dess geologiska grannar inkluderar ofta tenn, volfram, molybden, silver, bly, koppar, tellur och arsenikmineral.
Granitkupoler och Sn-W-system
Granitkupoler omvandlade till kvarts-muskovit-topas-greisen kan bära kassiterit, volfram, fluorit, arsenopyrit, bismuthinit, tellurider och naturnära bismut i kvartsådror och breccior.
Polymetalliska hydrotermala system
Kvarts-karbonat-ådror med galenit, sfalerit, kopparkis, pyrit, silvermineral, kobolt-nickel-arsenider och Bi-sulfosalter kan innehålla sen naturnära bismut längs sprickor.
Kontaktmetasomatism
Där granitintrusioner reagerar med karbonatbergarter kan skarn hysa scheelit, volfram, sulfider och tillbehörsmineraler av bismut i kalk-silikat-assemblage.
Mindre men avslöjande
Granitpegmatiter kan innehålla små naturnära bismutdroppar, Bi-innehållande fosfater eller tellurider och sekundär bismit eller bismutit i vittrade fickor.
Oxiderade gossaner
Nära ytan kan vittring omvandla Bi-sulfider till ockragul bismit och blek bismutit, ofta blandat med limonit, goetit och andra järnoxider.
Sena vätskor, öppna sprickor
Om en miljö har utvecklad granit, sena kvarts-karbonat-ådror och en serie tenn-, volfram-, silver-, bly-, koppar- eller tellurminerals, är bismut värt att överväga.
Paragenes och omvandling
Paragenes är ordningen i vilken mineral bildas. I bismuthaltiga system skiftar sekvensen ofta från högtemperaturtellurider och sulfosalter till bismuthinit, sen naturnämetall och slutligen ytoxidationsprodukter.
Visuellt ledtråd: gulbruna jordiga beläggningar på bismuthaltiga ådror kan vara bismit. Bleka gröna, beige eller pistaschfärgade skorper i oxiderade zoner kan peka mot bismutit.
Former och varianter: Naturliga, sekundära och lab-odlade
Ordet ”bismut” kan beskriva det naturliga elementet självt, den bredare familjen av bismutmineraler eller de välkända regnbågskristallerna odlade från raffinerat Bi-metall. Dessa är relaterade men inte samma sak.
Subtila metalliska förekomster
Naturligt natursbismut kan förekomma som korniga eller platta massor, tunna lameller, små romboedriska kristaller, blebs, ådror eller ibland förgrenade former.
Färskt metall är silvervitt med en svag rosa ton. Tunn oxidering kan ge halmgul eller lätt iriserande nyanser, men stora dramatiska regnbågstrappor är inte den vanliga naturliga formen.
Malminer och micromounts
Bismuthinit, Bi2S3, är ett vanligt bismutmalmmineral och kan förekomma som blygrå prismatiska nålar eller korniga massor.
Andra Bi-innehållande faser inkluderar emplektit, CuBiS2, aikinite, PbCuBiS3, wittichenit, Cu3BiS3, kosalit och relaterade sulfosalter.
Bismit och bismutit
Bismit, Bi2O3, förekommer ofta som gulbruna jordiga eller botryoida beläggningar. Bismutit, Bi2O2CO3, kan bilda blekgrönaktiga-beige skorper eller ådror i oxidationszoner.
Äkta Bi, odlad geometri
Regnbågshopperkristaller görs vanligtvis genom att smälta raffinerat bismut och låta metallen kristallisera så att kanterna växer snabbare än mittpunkterna, vilket bildar skelettliknande trappstegskristaller.
Färgerna kommer från tunnfilm av bismutoxid. Klara uttryck är: lab-odlad bismutkristall eller konstgjord bismut hopperkristall. Materialet är elementärt Bi; formen har odlats av människor.
Typiska mineralassociationer
Bismutmineraler förekommer sällan ensamma. Deras följeslagare avslöjar ofta den geologiska miljön innan bismutet självt blir uppenbart.
Följeslagare av tenn och volfram
Kvarts, muskovit, topas, fluorit, turmalin, kassiterit, volframit, scheelit och arsenopyrit kan följa bismutfaser i greisener och relaterade ådror.
Polymetalliska följeslagare
Galena, sfalerit, kopparkis, pyrit, tetradymit-tennantit, natursilver, kobolt-nickel-arsenider, kalcit och siderit är vanliga i många ådror.
Bismutfamiljen
Naturligt bismut, bismuthinit, emplektit, aikinit-seriens mineraler, wittichenit, kosalit, tetradymit, tellurobismutit och sällsynta maldonit, Au2Bi, kan alla vara del av Bi-rika uppsättningar.
Micromount-notering: polymetalliska ådror kan innehålla små men komplexa bismut sulfosalt-uppsättningar. En handlins eller mikroskop avslöjar ofta mer än vad blotta ögat visar.
Miljö → Utseende Matris
Använd denna tabell för att koppla den geologiska miljön med hur bismut sannolikt ser ut i berget.
| Geologisk miljö | Typisk vismutförekomst | Visuella ledtrådar | Läsaranteckningar |
|---|---|---|---|
| Greisenkupoler, Sn-W | Infödda Bi-droppar eller ådror, bismuthinit och Bi-tellurider. | Kvartsrika greisenstrukturer med muskovit, fluorit, topas, kassiterit eller volfram. | Sök efter glänsande rosa-silverfläckar längs sena kvartsådror och sprickor. |
| Polymetalliska hydrotermala ådror | Bismuthinit, Bi-sulfosalter och sena infödda Bi. | Kvarts-kolväte-ådror med galenit, sfalerit, kopparkis, pyrit eller silvermineral. | Många naturliga förekomster är små men diagnostiska, särskilt under förstoringsglas. |
| Skarn och kontakzoner | Tillfällig infödd Bi och bismuthinit med W-Sn-sammansättningar. | Kalk-silikatmatris, scheelit där det finns, och sulfidrika mikrosprickor. | Vismut kan förekomma sent och fint; UV-ljus kan hjälpa till att lokalisera scheelit i associerat material. |
| Granitpegmatiter | Mindre infödd Bi och sekundär bismutit eller bismit i vittrade fickor. | Kvarts, fältspat, glimmer och ovanliga bleka eller ockrafärgade skorper. | Vittrade håligheter kan bevara ömtåliga sekundära Bi-mineral. |
| Supergena gossaner | Bismit och bismutit som ersätter vismutbärande sulfider. | Gulbruna, blekgröna, beige och järnoxidrika skorper. | Dessa material kan vara smuliga; hantera torra och försiktigt. |
Representativa lokalitetsanteckningar
Bismuthmineral förekommer i många regioner där utvecklade graniter, Sn-W-system, skarn, pegmatiter och polymetalliska ådror finns. Anteckningarna nedan är representativa snarare än uttömmande.
Erzgebirge och Wittichen-distriktet
Klassiska distrikt inkluderar Schneeberg, Annaberg och Schwarzwalds Wittichen-område. Wittichen-distriktet är särskilt förknippat med Bi-sulfosalter som wittichenit, samt infödd Bi i Ag-Co-Ni-mineraliserade ådror.
Cornwall
Cornwalls greiseniserade granitsystem och Sn-W-ådror är kända för mineral som kassiterit, volfram, bismuthinit och lokalt infödd vismut i kvartsrika ådror.
Bolivia och Peru
Andinska tenn-silverbälten kan hysa rik bismuthinit med kassiterit och silvermineral. Infödd vismut kan förekomma lokalt i sena ådringsstadier.
Kina, Kanada och USA
Kinesiska Sn-W-provinsområden kan producera bismuthinit, tellurider och tillfällig infödd vismut. Kanada och USA har spridda Bi-mineral i polymetalliska ådror, W-Sn-skarn och pegmatiter.
Fältmönster: vismut kan förekomma där sena, utvecklade granitrelaterade vätskor haft tid, kemi och öppna sprickor att verka i.
Fältidentifiering och beskrivningsanteckningar
Den viktigaste skillnaden är mellan naturligt infödd vismut och laboratorieodlad hopper-vismut. De har samma grundämne, men deras geologiska historia och synliga form är olika.
Diskret metall i matris
Leta efter silvervita till svagt rosa metalliska droppar, flagor, lameller eller små kristaller i kvarts, kalcit eller sulfidhaltiga ådror. Tärning kan vara strågul eller lätt iriserande.
Arkitektoniska trappsteg
Markanta rektangulära trappor, ihåliga ytor och starka regnbågsfärgade oxidfärger är typiska för bismut som vuxits från smält raffinerat Bi. Detta är äkta bismut, men kristallformen är människotillverkad.
Jordiga skorper och beläggningar
Bismit förekommer ofta gulbrun och ockrafärgad; bismutit kan vara blekgrönaktig, beige eller pistagefärgad. Båda kan vara ömtåliga i oxiderade zoner.
Tydligt språk: använd "naturskickligt bismut" för naturliga förekomster och "labodlad bismutkristall" för hopperkristaller odlade från smält metall. Skillnaden respekterar både geologin och konsten.
FAQ: Bismutbildning, geologi och varianter
Är regnbågshopperkristaller naturliga?
Materialet är äkta elementärt bismut, men den dramatiska hoppermorfologin är vanligtvis människotillverkad. Naturligt naturskickligt bismut bildar sällan stora, rena, geometriska trappstegskristaller.
Var bör man leta efter naturskickligt bismut i fält?
Troliga miljöer inkluderar sena kvarts-karbonat-ådror nära utvecklade graniter, greiseniserade granitkupoler, Sn-W-skarn, pegmatiter och polymetalliska Ag-Pb-Zn-ådror. I dessa miljöer, leta efter små glänsande droppar längs sprickor.
Hur förändras bismutsulfider vid ytan?
De kan oxidera till bismit, Bi2O3, och bismutit, Bi2O2CO3, ofta med järnoxider. Förvänta dig jordiga gulbruna beläggningar, blekgrönaktiga skorper och ömtåligt oxiderat material.
Är labodlad bismut "falsk"?
Det är inte falskt bismut. Det är elementärt Bi som vuxits till en kristallform av människor. Den bästa beskrivningen är "labodlad bismutkristall", vilket berättar hela historien utan att förkasta materialet eller överdriva dess naturliga ursprung.
Varför är bismut ofta associerat med tenn och volfram?
Bismut, tenn, volfram, molybden, litium, fluor och relaterade element kan koncentreras i utvecklade granitsystem och deras sena hydrotermala vätskor. Den gemensamma geokemiska miljön förklarar många av de återkommande mineralassociationerna.
Bismut är ett sent stadium chalcofiliskt element som finns i greisen, pegmatit, skarn och polymetalliska ådersystem. I naturen förekommer det vanligtvis som blygsamt naturskickligt metall och en familj av sulfider, tellurider, sulfosalter, oxider och karbonater. Nära ytan vittrar bismutmineral till bismit och bismutit. De dramatiska regnbågshopperkristallerna som älskas i moderna utställningar växer från äkta Bi och färgas av en tunn oxidfilm. Den fullständiga historien är rikare när båda delarna berättas: naturlig geologi och människotillverkad geometri.