镍黄铁矿(pentlandite)

avatar 2019-11-0808:00:41 评论 11

镍黄铁矿pentlandite)是一种铁镍硫化物,(Fe,Ni)9S8。镍黄铁矿的镍:铁中变化范围很小,但通常被描述为镍:铁的比例为1:1。它还含有少量的钴,通常是重量的一小部分。

镍黄铁矿形成等轴晶体,但通常以块状粒状聚集体存在。脆性,硬度3.5-4,比重4.6-5.0,无磁性。它有一种淡黄的青铜色。

研究表明镍黄铁矿康可作为电解水析氢反应的催化剂[9]。

名字和发现

镍黄铁矿的英文名pentlandite是以爱尔兰科学家约瑟夫·巴克利·彭特兰(Joseph Barclay Pentland,1797-1873)的名字命名的,他是第一个注意到这种矿物的人。

共生关系

镍黄铁矿是地球上最常见的镍硫化物。它通常形成在硫化物熔体的冷却的过程中。反过来,这些硫化物熔体通常在硅酸盐熔体的进化形成的。因为Ni类似亲铜元素,偏爱(即“分区”)硫化阶段。在硫不饱和熔体中,Ni替代铁镁矿物内中其他过渡金属矿,最常见的例子便是橄榄石,尽管含镍角闪石、黑云母、辉石和尖晶石的品种都是已知的。Ni最容易替代Fe2+和Co2 +因为它们具有相似的大小和电荷。

在硫饱和熔体中,镍表现为亲铜元素,并强烈地分离为硫化物相。由于大多数镍在火成岩分异过程中表现为相容元素,含镍硫化物的形成基本上局限于含硫饱和的镁铁质和超镁铁质熔体。地幔橄榄岩中含有少量的镍硫化物。

硫化物熔体的行为是复杂的,受铜、镍、铁、硫的影响。通常,在1100℃以上,只存在一个硫化物熔体。冷却到大约1000℃时,形成了一种固体,其中大部分为铁,少量为镍和铜。这一阶段被称为一硫化物固溶体(MSS),在低温下不稳定,分解为镍黄铁矿和磁黄铁矿的混合物,以及(罕见的)黄铁矿。MSS只有在冷却超过~550°C(1022°F)(取决于成分)后才能进行析出。一个单独的相(富含铜的硫化物液体)也可能形成。这种富含铜的液体在冷却时会形成黄铜矿。

这些相通常形成隐晶质等粒状块状硫化物,或以浸染状硫化物的形式存在于以硅酸盐为主的岩石中。原始岩浆岩块状硫化物由于大多数含镍硫化物矿床的变质而很少保存下来。

与绿片岩相等于或高于绿片岩相的变质作用将导致固体块状硫化物以延展性的方式变形,并沿构造向围岩内移动一定距离。变质作用停止后,硫化物可能继承叶状或剪状结构,并典型地形成明亮的、等粒状或球状的斑晶状五棱体晶体聚集体,俗称“鱼鳞”。

变质作用还可能改变硫化物中镍的浓度、镍铁比和镍硫比。在这种情况下,镍黄铁矿可以被针硫镍矿代替,而黄镍铁矿则很少。变质作用也可能与交代作用有关,尤其常见的是砷与预先存在的硫化物发生反应,生成红砷镍矿、辉砷镍矿和其他镍-钴的砷化物。

产状

镍黄铁矿井下特征

来自萨德伯里盆地的矿石标本,磁黄铁矿中的镍黄铁矿(3.4 cm视野) By James St. John - Pentlandite in pyrrhotite (late Paleoproterozoic, 1.85 Ga; South Mine, Sudbury Impact Crater, Ontario, Canada) 2, CC BY 2.0, Link

 

镍黄铁矿通常发现在在矿化层状侵入岩的较低边缘,最好的例子是南非的布什维尔德(Bushveld)火成杂岩、加拿大的沃伊西斯湾(Voiseys Bay)橄榄侵入杂岩、北美的德卢斯(Duluth)辉长岩和世界各地的其他地方。在这些地方,镍黄铁矿是一种重要的镍矿。

镍黄铁矿也是西澳大利亚伊尔加恩克拉通地区Kambalda型komatiitic镍矿床的主要矿石矿物。类似的矿床存在于纳米比亚的Nkomati、加拿大的汤普森带(Thompson Belt)和巴西的一些例子中。

镍黄铁矿,但主要是黄铜矿和辉铜矿,也从俄罗斯西伯利亚地区的巨型诺里尔斯克(Norilsk)镍矿中获得。

加拿大安大略省的萨德伯里盆地与一个大型陨石坑有关。萨德伯里构造周围的镍钛矿、黄铜矿和磁黄铁矿是由硫化物熔体形成的,这些熔体与撞击产生的熔体隔离开来。

氢催化

镍黄铁矿是一种利用电力从水中生产氢和氧的催化剂。据说在这方面它和铂一样有效,而铂要稀有得多,也贵得多e.[11]

 

参考资料


  1. Handbook of Mineralogy
  2. org
  3. Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, Manual of Mineralogy, 20th ed., Wiley, p. 280-281 ISBN 0-471-80580-7
  4. org - Forum
  5. com
  6. "Pentlandit" (in German).
  7. Schumann, Walter (1991). Mineralien aus aller Welt (in German) (2nd ed.). BLV. p. 224. ISBN 978-3-405-14003-8.
  8. Mineralienatlas
  9. Konkena, Bharathi; junge Puring, Kai; Sinev, Ilya; Piontek, Stefan; Khavryuchenko, Oleksiy; Dürholt, Johannes P.; Schmid, Rochus; Tüysüz, Harun; Muhler, Martin; Schuhmann, Wolfgang; Apfel, Ulf-Peter (27 July 2016). "Pentlandite rocks as sustainable and stable efficient electrocatalysts for hydrogen generation". Nature Communications. 7: 12269. Bibcode:2016NatCo...712269K. doi:10.1038/ncomms12269. PMC 4974457. PMID 27461840.
  10. Konkena, B.; et al. (2016). "Pentlandite rocks as sustainable and stable efficient electrocatalysts for hydrogen generation". Nature Communications. 7: 12269. Bibcode:2016NatCo...712269K. doi:10.1038/NCOMMS12269. PMC 4974457. PMID 27461840.
  11. "New catalyst for hydrogen production". ScienceDaily. 2016-07-27. Retrieved 2016-07-27.
  • Harris, D C; Nickel, E. H. (1972). "Pentlandite compositions and associations in some mineral deposits" (PDF). The Canadian Mineralogist. 11: 861–878.
  • Marston, R. J.; Groves, D. I.; Hudson, D. R.; Ross, J. R. (1981). "Nickel sulfide deposits in Western Australia: a review". Economic Geology. 76 (6): 1330–1363. doi:10.2113/gsecongeo.76.6.1330.
  • Thornber, M. R. (1972) Pyrrhotite-the matrix of nickel sulphide mineralization. Newcastle Conference, Australasian Institute of Mining and Metallurgy, May–June, 1972, 51-58.
  • Thornber, M. R. (1975a). "Supergene alteration of sulphides, I. A chemical model based on massive nickel sulphide deposits at Kambalda, Western Australia". Chemical Geology. 15 (1): 1–14. Bibcode:1975ChGeo..15....1T. doi:10.1016/0009-2541(75)90010-8.
  • Thornber, M. R. (1975b). "Supergene alteration of sulphides, II. A chemical study of the Kambalda nickel deposits". Chemical Geology. 15 (2): 117–144. Bibcode:1975ChGeo..15..117T. doi:10.1016/0009-2541(75)90048-0.
  • Thornber, M. R.; Nickel, E. H. (1976). "Supergene alteration of sulphides, III. The composition of associated carbonates". Chemical Geology. 17: 45–72. Bibcode:1976ChGeo..17...45T. doi:10.1016/0009-2541(76)90021-8.

来源:wikipedia

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