L'idrogeno solforato è uno dei principali componenti volatili del magma. Interagendo attivamente con i metalli, forma molti composti. I derivati dell'idrogeno solforato sono rappresentati nella crosta terrestre da più di 200 minerali - solfuri, che, non essendo rocciosi, di solito accompagnano alcune rocce, essendo una fonte di preziose materie prime. Di seguito considereremo le principali proprietà dei solfuri e dei composti a loro vicini e presteremo attenzione anche alle aree di utilizzo.
Caratteristiche generali di composizione e struttura
Più di 40 elementi della tavola periodica (solitamente metalli) formano composti con lo zolfo. A volte, al suo posto, in tali composti sono presenti arsenico, antimonio, selenio, bismuto o tellurio. Di conseguenza, tali minerali sono chiamati arseniuri, antimonidi, selenuri, bismutidi e telluridi. Insieme ai derivati dell'idrogeno solforato, sono tutti inclusi nella classe dei solfuri per la somiglianza delle proprietà.
Caratteristica per i minerali di questa classe il legame chimico è covalente, concomponente in metallo. Le strutture più comuni sono il coordinamento, l'isola (cluster), a volte a strati oa catena.
Proprietà fisiche dei solfuri
In pratica tutti i solfuri sono caratterizzati da un elevato peso specifico. Il valore della durezza sulla scala di Mohs per i diversi membri del gruppo varia ampiamente e può variare da 1 (molibdenite) a 6,5 (pirite). Tuttavia, la maggior parte dei solfuri sono piuttosto morbidi.
Con poche eccezioni, il cleofane è una specie di miscela di zinco o sfalerite, i minerali di questa classe sono opachi, spesso scuri, a volte luminosi, il che funge da importante caratteristica diagnostica (oltre che lucentezza). La riflettività può variare da media ad alta.
La maggior parte dei solfuri sono minerali con conduttività elettrica a semiconduttore.
Classificazione tradizionale
Nonostante la comunanza delle proprietà fisiche di base, i solfuri, ovviamente, hanno differenze diagnostiche esterne, secondo le quali sono divisi in tre tipi.
- Piriti. Questo è il nome collettivo dei minerali del gruppo dei solfuri, che hanno una lucentezza metallica e un colore che ha sfumature di giallo o giallo. Il rappresentante più famoso della pirite è la pirite FeS2, nota anche come pirite di zolfo o di ferro. Includono anche calcopirite CuFeS2 (pirite di rame), arsenopirite FeAsS (pirite di arsenico, alias talheimite o mispikel), pirrotite Fe7S8 (pirite magnetica, magnetopirite) e altri.
- Glitter. Questo è il nome dato ai solfuri con lucentezza metallica e colore dal grigio al nero. Esempi tipici di tali minerali sono galena PbS (lucentezza del piombo), calcocite Cu2S (lucentezza del rame), molibdenite MoS2, antimonite Sb2S3 (lucentezza di antimonio).
- Falsi. Questo è il nome dei minerali del gruppo dei solfuri, caratterizzati da lucentezza non metallica. Esempi tipici di tali solfuri sono la sfalerite ZnS (miscela di zinco) o il cinabro HgS (miscela di mercurio). Sono anche conosciuti il realgar As4S4 - miscela di arsenico rosso e l'orpimento As2S3 - miscela di arsenico gialla.
Differenze nelle caratteristiche chimiche
Una classificazione più moderna si basa sulle caratteristiche della composizione chimica e comprende le seguenti sottoclassi:
- I solfuri semplici sono composti di uno ione metallico (catione) e di zolfo (anione). Esempi di tali minerali includono galena, sfalerite e cinabro. Sono tutti semplici derivati dell'idrogeno solforato.
- I doppi solfuri differiscono in quanto diversi (due o più) cationi metallici si legano all'anione zolfo. Questi sono calcopirite, bornite ("minerale di rame variegato") Cu5FeS4, stannin (pirite di stagno) Cu2FeSnS4 e altri composti simili.
- I disolfuri sono composti in cui i cationi sono legati al gruppo anionico S2 o AsS. Questi includono minerali del gruppo dei solfuri e degli arseniuri (sulfoarsenides), come la pirite,il più comune, o arsenico pirite arsenopirite. In questa sottoclasse è incluso anche il cob altino CoAsS.
- Solfuri complessi o solfosi. Questo è il nome dei minerali del gruppo di solfuri, arseniuri e composti ad essi vicini per composizione e proprietà, che sono sali di tioacidi, come il tiomarsenico H3AsS 3, tiobismuto H3BiS3 o tioantimonio H3SbS 3. Pertanto, la sottoclasse dei sulfosali (tios alt) include la lillianite minerale Pb3Bi2S6 o il cosiddetto Fahlore Cu3(Sb, As)S3.
Caratteristiche morfologiche
Solfuri e disolfuri possono formare grandi cristalli: cubici (galena), prismatici (antimonite), a forma di tetraedri (sfalerite) e altre configurazioni. Formano anche aggregati o fenocristalli cristallini densi e granulari. I solfuri con una struttura a strati hanno cristalli tabulari o laminati appiattiti, come orpimento o molibdenite.
La scissione dei solfuri può essere diversa. Varia da molto imperfetto nella pirite e imperfetto nella calcopirite a molto perfetto in una (orpimento) o più (sfalerite, galena) direzioni. Anche il tipo di frattura non è lo stesso per i diversi minerali.
Genesi di minerali solfuri
La maggior parte dei solfuri si forma per cristallizzazione da soluzioni idrotermali. A volte i minerali di questo gruppo hanno un magmaticoo di origine skarn (metasomatica), e possono anche formarsi durante processi esogeni - in condizioni riducenti in zone di arricchimento secondario, in alcuni casi in rocce sedimentarie, come pirite o sfalerite.
In condizioni superficiali, tutti i solfuri, ad eccezione del cinabro, della laurite (solfuro di rutenio) e della sperrylite (arseniuro di platino), sono molto instabili e soggetti ad ossidazione, che porta alla formazione di solfati. Il risultato dei processi di modifica dei solfuri sono tipi di minerali come ossidi, alogenuri, carbonati. Inoltre, a causa della loro decomposizione, è possibile la formazione di metalli nativi - argento o rame.
Caratteristiche dell'occorrenza
I solfuri sono minerali che formano accumuli di minerali di diversa natura a seconda del loro rapporto con altri minerali. Se su di essi predominano i solfuri, è consuetudine parlare di minerali di solfuro massicci o continui. Altrimenti, i minerali sono chiamati disseminati o venelet.
Molto spesso i solfuri si depositano insieme, formando depositi di minerali polimetallici. Tali, ad esempio, sono i minerali di solfuro di rame-zinco-piombo. Inoltre, diversi solfuri di un metallo spesso formano i suoi depositi complessi. Ad esempio, calcopirite, cuprite, bornite sono minerali contenenti rame che si trovano insieme.
Molto spesso, i corpi minerali dei depositi di solfuro sono sotto forma di vene. Ma ci sono anche forme lenticolari, stock, serbatoio.
Uso di solfuri
I minerali di solfuro sono estremamente importanti come fonte dimetalli rari, preziosi e non ferrosi. Dai solfuri si ottengono rame, argento, zinco, piombo, molibdeno. Da tali minerali vengono estratti anche bismuto, cob alto, nichel, nonché mercurio, cadmio, renio e altri elementi rari.
Inoltre, alcuni solfuri vengono utilizzati nella produzione di vernici (cinabro, orpimento) e nell'industria chimica (pirite, marcasite, pirrotite - per la produzione di acido solforico). La molibdenite, oltre ad essere usata come minerale, è usata come speciale lubrificante secco resistente al calore.
I solfuri sono minerali interessanti per le loro proprietà elettrofisiche. Tuttavia, per le esigenze della tecnologia dei semiconduttori, elettro-ottica, ottica a infrarossi, non vengono utilizzati composti naturali, ma i loro analoghi cresciuti artificialmente sotto forma di cristalli singoli.
Un' altra area in cui i solfuri trovano applicazione è la datazione geocronologica con radioisotopi di alcune rocce minerali utilizzando il metodo samario-neodimio. Tali studi utilizzano calcopirite, pentlandite e altri minerali contenenti elementi di terre rare - neodimio e samario.
Questi esempi mostrano che la portata dei solfuri è molto ampia. Svolgono un ruolo essenziale in varie tecnologie sia come materie prime che come materiali indipendenti.
