Назва мінералу походить від грецького сфалерос - оманливий.
Синоніми: Цинкова обманка, рубінове обманка (частково), рубіновий цинк, ратіт (Шепард, 1866). Відповідає штучного β-ZnS.
Формула сфалериту
Хімічний склад
1) За складом:
- Клейофан - cleiophane (Хенрі, 1851) - світло-забарвлений або безбарвний, майже без домішок Fe і Mn (Крамер Хенрі, 1851).
- Марматіт - marmatite (Буссіньо, 1829) - чорний, багатий залізом (марасмоліт Шепарда, 1851; Ньюболда Підінгтона 1847; Крістоф Брайтхаупта, 1863).
- Пршибрама (пшібраміт, pribramite) [Юо (Huot), 1841] - збагачений кадмієм.
2) За типом виділень:
- звичайний кристалічний;
- колломорфная скорлуповатие цинкова обманка. іноді представляє суміш сфалериту і вюртцита;
- Брунке -brunckite - землистий або колломорфним тонкокрісталліческіх, майже білий (Герценберг, 1938);
- гумучіоніт - gumucionite (Герценберг, 1933). ниркоподібний; малиновий, брудно-рожево-червоний, частиною бурий.
Твердість більше 4. Щільність. 3,76. Риса світло-жовта. Изотропен. Хімічний склад: Zn - 64,73; Cd - сліди; S - 32,75; As - 0,64; Fe - 0,27 (за рахунок включень піриту); H2 O - 1,28; н. о. - 0,52 (кварц + касситерит); сума - 100,19. У НСl легко розчиняється з виділенням H2 S і пластівчастого сульфіду. На вугіллі дає наліт As2 O3 з облямівкою CdO. Знайдений на глибині 320 м в оловорудних родовищі Льяльягуа в Болівії з кварцом. каситеритом. пиритом і ін. Рентгенівськими методами не вивчений; можливо, є миш'яковмісний колломорфним сфалеритом.
кристалографічна характеристика
кристалічна структура
Щільна кубічна упаковка з атомів S; половина тетраедричних пустот зайнята атомами Zn. Атоми S (Zn) займають кути гранецентрированной кубічної комірки, атоми Zn (S) - центри чотирьох з восьми малих кубів. Відстань Zn - S = 2,35 А.
Форма знаходження в природі
Зовнішність кристалів. Кристали переважно тетраедричного вигляду або кубооктаедріческого, рідше - додекаедріческой. Негативні октанти зазвичай багатша формами, ніж позитивні.
Двійники для сфалериту дуже звичайні. двійники зрощення, проростання і складні. Двійникові вісь [111], двійникові площину найчастіше (112). Мінерал утворює орієнтовані зрощення з халькопіритом, тетраедрітом, станнін, також з міллерітом, пирротином; нерідко містить рідкі і газові включення.
Зернистий, у вигляді вкрапленников, часто в кристалах; також скорлуповатие, ниркоподібні і скритокрісталліческіе виділення (конкреції і ооліти.), іноді колломорфниє; рідко землистий (Брунке).
Фізичні властивості
Оптичні
- Колір дуже різноманітний, нерідко варіює в межах одного штуфи; зазвичай бурий, а також чорний (при великому вмісті Fe), рідше - червоний, жовтий, зелений, безбарвний (при відсутності Fe), білий і сірий (Брунке).
- Чорта мінералу варіює відповідно до складу: безбарвна, светлоокрашенная (жовті і бурі тони); у різниць, багатих Fe, вона бура і коричнева, у брункіта світло-кремовий.
- Блиск у яснокрісталліческого алмазний,
- Відплив жирний, у брункіта - матовий.
- Прозорість Прозорий або напівпрозорий (зазвичай прозорий при утриманні Fe до 5%).
механічні
- Твердість 3,5-4. крихкий
- Щільність 3,9-4,1; в загальному щільність зменшується в міру збільшення вмісту Fe, а також газових і рідких включень.
- Спайність (по 110) досконала (обумовлена розташуванням в цій площині атомів і Zn і S). У шести напрямках паралельно гранях ромбододекаедра (правильний двенадцатигранник).
- Злам раковистий.
Хімічні властивості
Розчиняється в концентрованій HNO3 з виділенням S, в HCl з виділенням H2 S. ськритокрісталлічеського Брунке розчиняється в НСl легше яснокрісталліческого сфалериту, іноді навіть зі скипанням; насилу розчиняється також в оцтової кислоти.
У полірованих шліфах від HNO злегка буріє, інші реактиви не діють. Структура виявляється в парах царської горілки або травленням KMnO4 + H2 SO4.
Інші властивості
Брунке липне до мови, при зіткненні з водою вбирає понад 10% води і стає сірим. Поганий провідник електрики. Діелектрична постійна 7,9. Має п'єзоелектричні і піроелектричними властивостями, частково-фотоелектричної провідністю. При опроміненні α-частинками збуджується імпульсна провідність. Диамагнитен при відсутності Fe або змісті його до 0,4%, більше залізисті різниці парамагнітни.
У природних сфалериту в ультрофіолетових променях спостерігається блакитна, жовта, помаранчева і червона люмінесценція. Блакитна люмінесценція викликається присутністю нікчемних кількостей Ag, що підтверджується дослідами по штучному отриманню ZnS з добавками Ag. Жовта і оранжева люмінесценція з'являються при утриманні в Сфалерит близько 0,01% Mn. Червона люмінесценція, можливо, зобов'язана присутності незначних кількостей Fe.
Іноді сфалерит світиться при розколюванні, при терті або дряпанні (тріболюмінесценціей).
Поведінка мінералу при нагріванні Показник заломлення у видимій частині спектру з підвищенням температури значно зростає. При 880-1020 ° переходить в вюртцит (α-ZnS), причому температура переходу знижується в міру збільшення вмісту Fe, Mn, і Cd. Теплота перетворення сфалериту в вюртцит 3190 кал / мол. В межах 600-1200 ° переходить в трігональную модіфікацію- γ -ZnS. Сублімується до плавлення.
Штучне отримання мінералу
Отримано різними шляхами: нагріванням ZnS з розчином H 2 S в запаяній трубці (Сенармона), у вигляді дрібних тетраедрів нагріванням порошку природного сфалериту з розчином Na 2 S (Дёльтер), дією H 2 S на розчин ZnSO 4 при високому тиску і температурі (Аллен , Кріншоу, Мервін); пропусканням H 2 S при ттемпературе нижче 870 ° над порошком металевого Zn. На відміну від вюртцита, що випадає з кислих розчинів, сфалерит утворюється в слабокислих і лужних розчинах.
діагностичні ознаки
Впізнається по досконалої спайності, сильному алмазному блиску, коричневої межах.
Марматіт має червонувато-коричневу рису. Темні залізисті різниці відрізняються від вольфраміту і енаргіта наявністю спайності за кількома напрямками; крім того, щільність вольфраміту приблизно вдвічі більше щільності сфалериту.
У полірованих шліфах від східного вюртцита сфалерит відрізняється наявністю полісінтетіческімі двійників, від грінокіта - відсутністю лимонно-жовтих внутрішніх рефлексів, від магнетиту - наявністю внутрішніх рефлексів, більш низьким рельєфом і травімостио царської горілкою; подібний зі сфалеритом вольфрамит відрізняється різкою анізотропією.
Походження і знаходження
Головна маса родовищ, так само як і галеніту, з яким він майже постійно асоціює, належить до гідротермальних родовищ. У деяких сульфідних родовищах буває пов'язаний з халькопіритом.
Широко поширений в метасоматічеських покладах і рудних жилах.
У екзогенних умовах утворюється вкрай рідко. Був зустрінутий в НЕ яких родовищах вугілля. При процесах окислення сфалерит розкладається порівняно високою швидкістю і утворюються сульфіту цинку. легко розчинної у воді, внаслідок чого зони окислення бувають сильно збіднена цинком. Якщо бічні породи родовища представлені вапняками, то в них утворюються скупчення карбонату цинку - смитсонита. Сфалерит в свинцево-цинкових родовищах, як правило, значно переважає в кількісному відношенні над ґаленітом.
зміна мінералу
При процесах окислення складові частини сфалериту нерідко виносяться у вигляді порівняно легко розчинної сульфату цинку. При цьому у випадках знаходження поблизу вапняків утворюються іноді вельми великі скупчення смитсонита. Під дією розчинів сульфату, міді сфалерит легко заміщується синьо-чорної сажі масою ковеллін, рідше - Халькозін або борніту. В результаті окислення за рахунок сфалериту виникають смітсоніт, монгейміт, каламін, Гідроцинкит, аурихальцит, Сокона, іноді лимонит і інші мінерали.
Місце народження
Головне розвиток і промислове значення сфалерит має в свинцево-цинкових гідротермальних родовищах в парагенезісе з ґаленітом, почасти з халькопіритом, бляклими рудами, борніту, з жильних мінералів - з кварцом, кальцитом або баритом (в Росії - родовища Рудного Алтаю, Забайкалля, Кавказу, і ін.).
Широко розвинений сфалерит також в колчеданових родовищах, де супроводжується халькопіритом, піритом і ін. (Колчеданні родовища Свердловської обл.).
Частково виділяється у вигляді гелів, що дають характерні оолітові і колломорфниє освіти зі сферолітовие структурою або порошковатиє агрегати (Брунке) (в родовищі Трускавець в Україні і в родовищах Польщі). Так звана «скорлуповатие цинкова обманка» деяких низькотемпературних родовищ зазвичай є сумішшю сфалериту і вюртцита; як правило, в значній частині останній заміщений сфалеритом. Для колломорфних руд характерно більш пізній в порівнянні з ґаленітом виділення сфалериту.
Мабуть, іноді сфалерит може утворюватися в процесі діагенеза осадових порід, збагачених сірчистими сполуками - Боровичский р-н Новгородської обл. девонские відкладення Башкирії (Росія), стяжения сідеріта девонських відкладень, фосфоритові конкреції силуру Поділля (Україна).
Гіпергенні сфалерит іноді спостерігається також у вигляді нальотів на дерев'яних крепях занедбаних рудників, де, мабуть, виділявся в відновної обстановці в результаті взаємодії цінксодержащіх розчинів з органічною речовиною.
У деяких родовищах зустрічаються друзи добре освічених кристалів сфалериту з кальцитом, кварцом і іншими мінералами, наприклад, в Дальнегорском родовищі (Примор'я); в родовищах Нагольного кряжа (Україна) і в Мадані (Родопи, Болгарія).
У ряді пунктів зустрінуті дуже цікаві колломорфниє освіти сфалериту у вигляді концентрично-смужчатих ниркоподібних виділень в порожнинах серед вапняків в асоціації з галенітом, піритом, марказитом. халькопіритом, кальцитом або доломітом.
У тісній асоціації з халькопіритом (майже без галеніту) спостерігається в ряді так званих колчеданових покладів Уралу: родовища Карпушінское, ім. III Інтернаціоналу і ін.
З найбільш цікавих в мінералогічному відношенні іноземних родовищ відзначимо наступні: Пршібрам (Чехія); прекрасні кристали в пустотах серед доломіту в Біннентале (Швейцарія), чудові за своєю прозорістю кристали сфалериту з родовищ району Сантандер (Північна Іспанія).
Практичне застосування
Сфалерит є головним мінералом Zn; одночасно служить і для полученіяуадмія Cd, індію In і Ge, які витягуються з сфалерітових руд попутно з отриманням Zn. У невеликій кількості йде на виготовлення цинкових білил, флуоресціюючих екранів та ін.
Фізичні методи дослідження
Старовинні методи. Під паяльної трубкою розтріскується, але майже не плавиться. У окислювальному полум'я мінерал на вугіллі дає білий наліт ZnO, в разі утримання Cd - з коричневою облямівкою CdO.
Крісталлооптічеськие властивості в тонких препаратах (шліфах)
У шліфах в світлі сфалерит изотропен, n = 2,36-2,47; зі збільшенням вмісту Fe показник заломлення зростає: для різниць, бідних залізом, n - 2,369, при FeS 7-8% становить 2,39-2,40.
У відбитому світлі сірий, іноді зі злегка блакитним відтінком. Відбивна здатність. (В%): для зелених променів 18,5, для помаранчевих - 18,5, для червоних - 18. изотропией. Колір і густота внутрішніх рефлексів змінюються від безбарвних до густих бурих, рідше виявляються зеленуваті і червонуваті внутрішні рефлекси.
Для багатьох кристалів характерно зональну будову, яке виявляється травленням в полірованих шліфів, іноді також відмінністю в люмінесценції. Нерідкі полисинтетические двійники, особливо помітні в полірованих шліфах після травлення. Часто спостерігається емульсійна вкрапленность халькопирита, кубаніта, пирротина або станнін. є продуктами розпаду твердих розчинів. У дрібнозернистих агрегатах полірується добре, в крупнозернистих - іноді погано (внаслідок викришування по спайності).