磁黄铁矿

avatar 2019-11-0708:00:23 评论 15

磁黄铁矿晶体

By Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0, CC BY-SA 3.0, Link

分类 矿物
分子式
(重复单元)
Fe1−xS (x = 0 to 0.2)
Strunz 分类 2.CC.10
晶系 单斜晶系,具有六方晶系多型
晶体类型 棱柱状(2/m)
(same H-M symbol)
空间群 A2/a
单位晶胞 a = 11.88 Å, b = 6.87 Å,
c = 22.79 Å; β = 90.47°; Z = 26
识别
颜色 古铜色, 暗棕色
晶体习性 扁平或者柱状;块状或者颗粒状
解理
断口 不均匀
莫氏硬度 3.5 – 4.5
光泽 金属光泽
线条 暗灰 – 黑色
比重 4.58 – 4.65, 平均 = 4.61
折射率 不透明
熔性 3
溶解性 溶于盐酸(无水)
其他特征 弱磁性,加热强磁性;不发光,无放射性
References [1][2][3]

 

磁黄铁矿是一种硫化铁矿物,分子式为Fe(1-x)S (x = 0 ~ 0.2)。它是FeS的非化学计量性变体,FeS是一种被称为陨硫铁的矿物。磁黄铁矿颜色与黄铁矿相似,磁性较弱。磁性随含铁量的增加而降低,而陨硫铁无磁性。[4]

磁黄铁矿镜下特征

By Islam90 - Own work, CC BY-SA 4.0, Link

结构
磁黄铁矿以多种六方或单斜晶形对称的多型存在;多个多型常出现在同一标本中。它们的结构基于NiAs晶胞。因此,Fe占据八面体位置,而硫化物中心占据三棱形位置。[5]

磁黄铁矿结构

By Ben Mills - Own work, Public Domain, Link

 

具有NiAs结构的材料通常是非化学计量的,因为它们缺少高达1/8的金属离子,造成空位。其中一种结构是磁黄铁矿- 4c (Fe7S8)。这里的“4”表示在“C”方向上,铁空位定义了一个比单元格大4倍的超晶格。C方向通常与晶体的主对称轴平行;这个方向通常对应最大的晶格间距。其他多型包括:磁黄铁矿- 5c (Fe9S10)、6C (Fe11S12)、7C (Fe9S10)和11C (Fe10S11)。每一个多型可以有单斜(M)或六边形(H)对称,因此一些来源标记它们,例如,不是6C,而是6H或6M,这取决于对称性。单斜晶型在254℃以下是稳定的,而六角晶型在254℃以上是稳定的。唯一的例外是那些含铁量高的,接近于呈六边形对称的陨硫铁组成(47 ~ 50%的原子铁)

磁性
理想的FeS晶格,如陨硫铁,是无磁性的。磁性能随铁含量的变化而变化。更富铁的六边形磁黄铁矿是反铁磁性的。然而,缺铁的单斜Fe7S8是铁磁性的。在磁黄铁矿中广泛观察到的铁磁性是由于晶体结构中存在相对较大的铁空位密度(高达20%)。空位降低了晶体的对称性。因此,磁黄铁矿的单斜晶型通常比对称的六角形晶型有更多的缺陷,因此具有更强的磁性。[9]单斜磁黄铁矿在30k时经历了称为Besnus转变的磁性转变,导致磁性剩余的丢失。磁黄铁矿的饱和磁化强度为0.12特斯拉。

磁黄铁矿是镁铁质火成岩中较常见的微量成分,特别是在苏长岩中。它在层状侵入体中与镍黄铁矿、黄铜矿和其他硫化物伴生形成分离矿床。它是萨德伯里侵入体的重要组成部分,与铜和镍矿化有关。它也产生在伟晶岩和接触变质带。磁黄铁矿常伴生黄铁矿、白铁矿和磁铁矿。磁黄铁矿没有特殊的用途。它被开采的主要原因是它与硫镍矿有关,硫镍矿是一种硫化物矿物,含有大量的镍和钴。

词源和历史
磁黄铁矿(pyrrhotite,这里指英文词源)这个名字来源于希腊的 pyrrhos,呈火焰色。

问题
在魁北克和康涅狄格,磁黄铁矿与摇摇欲坠的混凝土地下室联系起来。当地采石场将磁黄铁矿加入到混凝土混合物中,随着时间的推移,它所含的硫化铁会与氧气和水发生反应,导致膨胀和开裂。

参考文献


  1. "Pyrrhotite". Mindat.org. Retrieved 2009-07-07.
  2. "Pyrrhotite" (PDF). Rruff.geo.arizona.edu. Retrieved 2015-07-10.
  3. "Pyrrhotite Mineral Data". Webmineral.com. Retrieved 2015-07-10.
  4. Vaughan, D. J.; Craig, J. R. "Mineral Chemistry of Metal Sulfides" Cambridge University Press, Cambridge: 1978. ISBN 0521214890.[page needed]
  5. Shriver, D. F.; Atkins, P. W.; Overton, T. L.; Rourke, J. P.; Weller, M. T.; Armstrong, F. A. "Inorganic Chemistry" W. H. Freeman, New York, 2006. ISBN 0-7167-4878-9.[page needed]
  6. Barnes, Hubert Lloyd (1997). Geochemistry of hydrothermal ore deposits. John Wiley and Sons. pp. 382–390. ISBN 0-471-57144-X.
  7. Klein, Cornelis and Cornelius S. Hurlbut, Jr., Manual of Mineralogy, Wiley, 20th ed, 1985, pp. 278-9 ISBN 0-471-80580-7
  8. Sagnotti, L., 2007, Iron Sulfides; in: Encyclopedia of Geomagnetism and Paleomagnetism; (Editors David Gubbins and Emilio Herrero-Bervera), Springer, 1054 pp., p. 454-459.
  9. Atak, Suna; Önal, Güven; Çelik, Mehmet Sabri (1998). Innovations in Mineral and Coal Processing. Taylor & Francis. p. 131. ISBN 90-5809-013-2.
  10. Volk, Michael W.R.; Gilder, Stuart A.; Feinberg, Joshua M. (1 December 2016). "Low-temperature magnetic properties of monoclinic pyrrhotite with particular relevance to the Besnus transition". Geophysical Journal International. 207 (3): 1783–1795. doi:10.1093/gji/ggw376.
  11. Svoboda, Jan (2004). Magnetic techniques for the treatment of materials. Springer. p. 33. ISBN 1-4020-2038-4.
  12. "With Connecticut Foundations Crumbling, Your Home Is Now Worthless". nytimes.com. Retrieved 2016-06-08.
  13. "Crumbling Foundations". nbcconnecticut.com. Retrieved 2016-06-08.

来源:维基百科

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