บิสมัธ: การก่อตัว ธรณีวิทยา & ชนิดต่างๆ
ที่ที่บิสมัธธรรมชาติเกิดขึ้นในธรรมชาติ วิธีการปลูกผลึก “hopper” และตระกูลแร่ที่บิสมัธเดินทางไปด้วย 🧭🪨
🧪 การก่อตัวในภาพรวม
- แหล่งที่มา: บิสมัธจะเข้มข้นในช่วงปลายของแมกมาของแกรนิตและของเหลวไฮโดรเทอร์มอลที่เกี่ยวข้อง
- ตำแหน่ง: เมื่อของเหลวเคลื่อนผ่านรอยแตกและหินที่มีปฏิกิริยา บิสมัธจะตกตะกอนเป็น บิสมัธธรรมชาติ หรือแร่บิสมัธ (ซัลไฟด์ เทลลูไรด์ ซัลโฟซอลต์)
- เนื้อสัมผัส: บิสมัธธรรมชาติจะก่อตัวเป็น มวลเม็ดเล็กถึงแผ่น เกล็ด หรือผลึกรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนขนาดเล็ก; ผลึก “hopper” ขนาดใหญ่ที่โดดเด่น เกือบทั้งหมดเป็นผลึกที่ปลูกในห้องปฏิบัติการ จากโลหะบริสุทธิ์
- การผุพัง: ใกล้ผิวดิน ซัลไฟด์บิสมัทเปลี่ยนเป็น บิสไมต์ (Bi2O3) และ บิสมัทไทต์ (Bi2O2CO3) บางครั้งพบร่วมกับไลโมไนต์/โกไทต์
🧬 ธรณีเคมี — ทำไม Bi ถึงไปที่ที่มันไป
- ประเภทธาตุ: โลหะหลังการเปลี่ยนแปลง, กลุ่ม 15; สถานะออกซิเดชันทั่วไป Bi(III)
- พฤติกรรมชาลโคไฟล์: Bi เชื่อมโยงได้ง่ายกับ S และ Te → บิสมัทินีต์ (Bi2S3), กลุ่มเทตราไดไมต์ (Bi‑Te‑S), เทลลูโรบิสมัทไทต์ (Bi2Te3)
- การสะสมในช่วงปลาย: ในแกรนิต/เพกมาติตที่แยกส่วน ธาตุที่ไม่เข้ากัน (Bi, Sn, W, Mo, Li, F) จะรวมตัวในของเหลว/หลอมเหลวช่วงสุดท้าย
- จุดหลอมเหลวต่ำ & การขยายตัว: Bi ธรรมชาติหลอมเหลวที่ ~271 °C และขยายตัวเมื่อแข็งตัว (~3.3%) ในระบบแร่ Bi หลอมเหลวขนาดเล็กสามารถเคลื่อนที่และแข็งตัวเป็น เม็ด หรือฟิล์มตามรอยแตกและขอบเมล็ดแร่
ภาพในใจ: เมื่อแกรนิตกำลัง “สุก” ของเหลวที่เหลืออยู่เหมือนน้ำเชื่อมเข้มข้นที่พาบิสมัท, Sn, W — และมันแทรกซึมเข้าไปในรอยแตกเพื่อผลึกชุดแร่ช่วงปลาย
🗺️ สภาพทางธรณีวิทยาที่มีบิสมัท
1) ระบบเกรเซน & Sn‑W
ยอดแกรนิตที่เปลี่ยนเป็น เกรเซน (ควอตซ์-มุสโคไวต์-โทแพซ) มีแคสซิเทอไรต์/วูลแฟรมไทต์พร้อมแร่ Bi Bi ธรรมชาติมักพบในเส้นเลือดควอตซ์และเบรเชียใกล้แนวติดต่อแทรกซึม
2) เส้นเลือดไฮโดรเทอร์มอล (หลายโลหะ)
เส้นเลือดควอตซ์–คาร์บอเนต–ซัลไฟด์ที่มี Ag‑Pb‑Cu‑Co‑Ni มักรวมถึง บิสมัทินีต์, เอ็มเพล็กไทต์ (CuBiS2), กลุ่มไอคินไนต์ (PbCuBiS3) และ Bi ธรรมชาติ ในรอยแตกช่วงปลาย
3) สการ์น & การเปลี่ยนแปลงเมตาโซแมติกแบบสัมผัส
เมื่อแกรนิตพบกับคาร์บอเนต จะเกิดสการ์น Bi มักพบร่วมกับสเคลไลต์/วูลแฟรมไทต์หรือซัลไฟด์; Bi ธรรมชาติอาจเติมเต็มเส้นเลือดเล็กๆ ที่เกิดขึ้นในช่วงปลายผ่านแคลคซิลิเกต
4) เพกมาติต
Bi เป็นธาตุเสริมเล็กน้อยในเพกมาติตแกรนิตหลายแห่ง คาดว่าจะพบเม็ด Bi ธรรมชาติขนาดเล็ก, บิสมัทไทต์/บิสไมต์ ในโพรงที่ผุกร่อน และฟอสเฟต/เทลลูไรด์ที่มี Bi ในเพกมาติตที่ซับซ้อน
5) โซนซูเปอร์จีน
ใกล้ผิวดิน ซัลไฟด์เปลี่ยนเป็น บิสไมต์ สีเหลืองส้ม (Bi2O3) และ บิสมัทไทต์ สีอ่อน (Bi oxy‑carbonate) โดยทั่วไปมักพบร่วมกับออกไซด์ของเหล็กในกอซซาน
ข้อสรุป: มองไปที่ส่วน ปลายที่ล่าช้าและพัฒนาแล้ว ของระบบอิญีสและเส้นเลือดของพวกมัน — นั่นคือแหล่งบิสมัท
⏱️ Paragenesis (ใครตกผลึกเมื่อไหร่) & การเปลี่ยนแปลง
- ต้น (อุณหภูมิสูง): เทลลูไรด์ของ Bi (กลุ่มเทตราไดไมต์, เทลลูโรบิสมูไทต์), ซัลโฟซอลต์ที่มี Bi สูง (ตระกูลไอกินไนต์–ลิเลียนไนต์) กับอาร์เซโนไพไรต์, ไพโรไฮต์.
- กลาง: Bismuthinite (Bi2S3) กับควอตซ์, แคสซิเทอไรต์, วูลแฟรมไนต์, สเฟเลไรต์, กาเลนา, คาลโคไพไรต์.
- ปลาย (อุณหภูมิต่ำ): ก้อน/เส้นเลือด bismuth ธรรมชาติ กับคาร์บอเนต (แคลไซต์, ไซด์ไรต์) และฟลูออไรต์; การเคลื่อนย้ายใหม่ตามรอยแตกเล็กๆ.
- Supergene: การออกซิเดชัน → bismite (Bi2O3) + bismutite (Bi2O2CO3) + ออกไซด์ของเหล็ก; บางครั้งมี Bi ธรรมชาติทุติยภูมิในไมโครนิเชสที่ลดสภาพ.
🧩 สายพันธุ์สะสม — ธรรมชาติกับที่ปลูกในห้องปฏิบัติการ
Bismuth ธรรมชาติ (ธรรมชาติ)
- นิสัย: มวลเม็ดถึงแผ่นบาง, แผ่นบาง, ผลึกรูปทรงสี่หน้าเล็ก, บางครั้งเป็นแบบกิ่งก้าน (“แยกกิ่ง”).
- ลักษณะ: สีเงินขาวมีสีชมพูจาง; เคลือบทองบาง–สีรุ้งในอากาศ; มักเติบโตร่วมกับควอตซ์และซัลไฟด์.
- ความหายาก: ผลึกคุณภาพจัดแสดงไม่บ่อย; ตัวอย่างหลายชิ้นเป็นเพียงก้อนเล็กหรือเส้นเลือดเล็ก.
Bismuthinite & Bi Sulfosalts
- Bismuthinite (Bi2S3): เข็มปริซึมสีเทานำหนักตะกั่วหรือมวลเม็ด; แร่ Bi ที่พบทั่วไป.
- Emplectite (CuBiS2) • Aikinite (PbCuBiS3) • Wittichenite (Cu3BiS3): พบในเส้นเลือด polymetallic; ดีสำหรับ micromounts.
Bi Oxides & Carbonates (ทุติยภูมิ)
- Bismite (Bi2O3): เคลือบสีเหลืองน้ำตาลแบบดินถึงแบบกลุ่มเม็ด.
- Bismutite (Bi2O2CO3): เปลือก/เส้นเลือดสีเขียวอ่อนอมเบจ; สามารถขอบเส้นเลือดที่มี Bi.
“Hopper” Bismuth ที่ปลูกในห้องปฏิบัติการ
- กระบวนการ: หลอม Bi ที่ผ่านการกลั่น; ปล่อยให้ขอบตกผลึกก่อน → ผลึกโครงกระดูก "ขั้นบันได".
- สี: ฟิล์มบางออกไซด์สีรุ้ง (ทอง → ม่วง → น้ำเงิน/เขียว). ศิลปินปรับโทนสีโดยการทำให้เย็น/ออกซิเดชัน.
- การติดป้าย: วิธีปฏิบัติที่ดีที่สุดคือ “บิสมัทที่ปลูกในห้องปฏิบัติการ (ธาตุธรรมชาติ)” เป็นบิสมัทแท้ แต่มี รูปร่างที่มนุษย์สร้างขึ้น
เวอร์ชันสั้น: ธรรมชาติ = ละเอียดอ่อน & ทางวิทยาศาสตร์; สตูดิโอ = โดดเด่น & เรขาคณิต ทั้งสองมีที่ในตู้โชว์ — เพียงแค่ติดป้ายให้ชัดเจน
🤝 การรวมตัวของแร่ทั่วไป
- กับ Sn–W: ควอตซ์, มุสโคไวต์, โทแพซ, ฟลูออไรต์, ทัวร์มาลีน; แคสซิเทอไรต์, วูลแฟรมไนต์/สเคลไลต์; อาร์เซนโอไพไรต์
- กับเส้นใย Ag–Pb–Cu: แกลีนา, สเฟเลอไรต์, คาลโคไพไรต์, ไพไรต์, เทตราเฮดไรต์–เทนนานไทต์; เงินธรรมชาติ; อาร์เซไนด์โคบอลต์/นิกเกิล; คาร์บอเนต (แคลไซต์, ไซเดอร์ไรต์)
- เฟสของบิสมัท: บิสมัทธรรมชาติ; บิสมัทินไนต์; เอ็มเพล็กไทต์; ชุดไอคินไนต์; วิททิเชไนต์; โคซาไลต์; เทลลูไรด์ (เทตราไดไมต์, เทลลูโรบิสมัทไทต์); โลหะผสม Au–Bi หายาก มาลโดไนต์ (Au2Bi)
📊 สภาพ → ดูเมทริกซ์
| สภาพทางธรณีวิทยา | ลักษณะทั่วไปของบิสมัท | เบาะแสทางสายตา | บันทึกของนักสะสม |
|---|---|---|---|
| ถ้วยเกรเซน (Sn–W) | บิสมัทธรรมชาติเป็นก้อน/เส้นใยเล็ก; บิสมัทินไนต์; บิสมัทเทลลูไรด์ | เนื้อควอตซ์สูง, เนื้อมุสโคไวต์/เกรเซน; ฟลูออไรต์/โทแพซ; แคสซิเทอไรต์ | มองหาจุดสีเงินชมพูเป็นประกายตามเส้นใยควอตซ์ระยะหลัง |
| เส้นใยไฮโดรเทอร์มอลแบบพอลิเมทัลลิก | บิสมัทินไนต์ + บิสมัทซัลโฟซอลต์; บิสมัทธรรมชาติระยะหลัง | เส้นใยควอตซ์–คาร์บอเนตที่มีแกลีนา/สเฟเลอไรต์; แร่เงิน | ไมโครเมานต์ที่ยอดเยี่ยม; บิสมัทธรรมชาติมักมีขนาดเล็กแต่ชัดเจนสำหรับการวินิจฉัย |
| โซนสการ์น (Skarns) | บิสมัธธรรมชาติเป็นแร่เสริม; บิสมัทินีตกับกลุ่มแร่ W–Sn | แมทริกซ์แคลคซิลิเกต; ฟลูออเรสเซนส์สคีไลต์ (ถ้ามี) | บิสมัธเกิดในรอยแตกเล็กๆ ช่วงปลาย; นำ UV มาช่วยหาสคีไลต์ |
| เพกมาไทต์ (กรานิติก) | บิสมัธธรรมชาติเล็กน้อย; บิสมัทไทต์/บิสไมต์ทุติยภูมิในโพรง | ควอตซ์/เฟลด์สปาร์/ไมก้าพร้อมเปลือกสีเขียวแปลกๆ | โพรงที่ผุกร่อนอาจมีแร่บิสมัธทุติยภูมิที่น่าประหลาดใจ |
| กอสแซนซูเปอร์จีน | บิสไมต์ & บิสมัทไทต์แทนที่ซัลไฟด์ | เปลือกสีน้ำตาลเหลืองถึงเขียวอ่อนพร้อมออกไซด์เหล็ก | เปราะบาง—เก็บอย่างระมัดระวัง; หลีกเลี่ยงน้ำถ้าเปราะ |
🌍 บันทึกแหล่งตัวแทน (คัดเลือก)
- เออร์ซเกบีร์เก, เยอรมนี (ชเนเบิร์ก/แอนนาเบิร์ก; เขตป่าแบล็กฟอเรสต์ วิตทิเชน): ซัลโฟซอลต์บิสมัธคลาสสิก (แหล่งกำเนิดวิตทิเชไนต์), บิสมัธธรรมชาติกับแร่ Ag‑Co‑Ni ในเส้นแร่ควอตซ์
- คอร์นวอลล์, อังกฤษ: ระบบกรานิตเกรเซไนซ์พร้อม Sn–W; บิสมัทินีตและบิสมัธธรรมชาติเกิดในลวดควอตซ์
- โบลิเวีย & เปรู (เข็มขัดดีบุก–เงินแอนดีส): บิสมัทินีตเข้มข้นกับแคสซิเทอไรต์และแร่เงิน; บิสมัธธรรมชาติพบในเส้นแร่ปลายๆ บางแห่ง
- จีน (จังหวัด Sn–W ต่างๆ): ระบบเกรเซน/เส้นแร่ที่ผลิตบิสมัทินีต, บิสมัธเทลลูไรด์ และบิสมัธธรรมชาติเป็นแร่เสริม
- แคนาดา & สหรัฐอเมริกา (เส้นแร่โพลีเมทัลลิก, สการ์น, เพกมาไทต์): พบบิสมัธธรรมชาติและแร่บิสมัธกระจายตัวในเส้นแร่ Ag–Pb–Zn และสการ์น/เพกมาไทต์ W–Sn
ไม่ครบถ้วน — บิสมัธปรากฏได้ทุกที่ในช่วงปลาย กรานิตที่วิวัฒนาการแล้วหรือเส้นแร่ของมันมีเวลาพร้อมรอยแตกให้ทำงาน
🧪 รหัสภาคสนาม & บันทึกร้านค้า (แยกธรรมชาติกับห้องแล็บ)
บิสมัธธรรมชาติแท้
- สีเงินขาวมีสีชมพูอ่อน; มีคราบบางสีทองฟาง
- ก้อนขนาดใหญ่/แผ่นหรือผลึกเล็กในควอตซ์/แคลไซต์กับซัลไฟด์
- ไม่มีสถาปัตยกรรม “ขั้นบันได” รูปทรงเรขาคณิต; ก่อตัวเป็นแผ่นบางหรือการเจริญเติบโตแบบกิ่งก้าน
บิสมัทฮอปเปอร์ที่ปลูกในห้องแล็บ
- “บันได” รูปทรงเรขาคณิตชัดเจนและหน้าผิวกลวง
- สีออกไซด์สายรุ้ง; มักติดตั้งหรือเคลือบเพื่อปกป้องผิว
- ระบุเป็น “ผลึกบิสมัทที่ปลูกในห้องแล็บ (มนุษย์สร้าง)” — ผู้ซื้อชื่นชมความโปร่งใส
แร่บิสมัททุติยภูมิ
- บิสมิท: ก้อนสีเหลืองน้ำตาลดิน/สีเหลืองแกมส้ม
- บิสมูไทต์: เปลือกสีเขียวอ่อนเบจในโซนการออกซิเดชัน
- มักเปราะบาง; เก็บให้แห้งและจับอย่างระมัดระวัง
❓ คำถามที่พบบ่อย
ผลึกฮอปเปอร์สายรุ้งเป็นธรรมชาติหรือไม่?
วัสดุ เป็นบิสมัทแท้ แต่ รูปร่าง เป็นงานมนุษย์ บิสมัทพื้นเมืองธรรมชาติมักไม่ก่อตัวเป็น “บันได” รูปทรงเรขาคณิตขนาดใหญ่ ควรติดป้ายว่าเป็นผลึกที่ปลูกในห้องแล็บ
ควรมองหาบิสมัทพื้นเมืองที่ไหนในภาคสนาม?
เส้นแร่ควอตซ์–คาร์บอเนตระยะท้ายใกล้แกรนิตที่พัฒนาแล้ว, คูโพลาที่ถูกเกรียเซไนซ์, สการ์น Sn–W และเส้นแร่โพลีเมทัลลิก Ag–Pb–Zn ตรวจสอบจุดเงาขนาดเล็กตามรอยแตก
ซัลไฟด์ของบิสมัทเปลี่ยนแปลงอย่างไรที่ผิวดิน?
พวกมันถูกออกซิไดซ์เป็น บิสมิท (Bi2O3) และ บิสมูไทต์ (บิสมัทออกซีคาร์บอเนต) มักมีออกไซด์ของเหล็กร่วมด้วย คาดว่าจะพบเปลือกสีเหลืองน้ำตาลดินและสีเขียวอ่อน
✨ สิ่งที่ได้เรียนรู้
บิสมัทเป็น ธาตุแคลโคไฟล์ในระยะท้าย ที่ตกตะกอนในระบบเกรียเซน, เพกมาไทต์, สการ์น และเส้นลายโพลีเมทัลลิก ในธรรมชาติมันปรากฏเป็น โลหะพื้นเมืองที่มีปริมาณน้อย และกลุ่มซัลไฟด์, เทลลูไรด์ และซัลโฟซอลต์; ใกล้ผิวดินมันสลายตัวเป็น บิสไมต์ และ บิสมัทไทต์ ผลึกรุ้งสีสันสดใสที่เป็นที่ชื่นชอบในตู้โชว์เป็น ผลึกที่ปลูกในห้องปฏิบัติการ จาก Bi จริงและมีสีจากฟิล์มออกไซด์บาง ๆ สต็อกทั้งสองเรื่อง — ทางธรณีวิทยาและศิลปะ — และลูกค้าของคุณจะได้รับทั้งวิทยาศาสตร์ และ ความตื่นตาตื่นใจ
วิงค์สุดท้าย: บิสมัทขยายตัวเมื่อแข็งตัว — เหมือนขนมปังในเตาอบ ถ้าขนมปังนั้นสร้างสายรุ้งของตัวเองและขออย่างสุภาพให้มีโดมแก้วครอบ 😄