白铁矿
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白铁矿（英语：Marcasite）是硫化物矿物的一种，在英文名称中有时候又称为“white iron pyrite”，为斜方晶系结构的二硫化亚铁（FeS
2）矿物，是黄铁矿的同质异像物，并且有不一样的晶体结构，因此被视为不同的矿物，其物理性质和结晶学性质都与黄铁矿不同。另外白铁矿也比黄铁矿更轻、更易脆，由于白铁矿晶体结构不稳定的关系，其标本不容易保存，容易脆裂或氧化。
| 白铁矿 | |
|---|---|
 产自法国白鼻角的白铁矿晶簇 | |
| 基本资料 | |
| 类别 | 硫化物矿物 |
| 化学式 | FeS2 |
| IMA记号 | Mrc[1] |
| 施特龙茨分类 | 2.EB.10a |
| 戴纳矿物分类 | 2.12.2.1 |
| 晶体分类 | 双锥体 (mmm) H-M记号: (2/m 2/m 2/m) |
| 晶体空间群 | Pnnm |
| 性质 | |
| 分子量 | 119.98 g/mol |
| 颜色 | 淡黄铜色 |
| 晶系 | 正交晶系 |
| 双晶 | 常见重复于 {101} 不常见于 {011}. |
| 解理 | {101}清楚 |
| 断口 | 贝状、次贝状断口 |
| 韧性/脆性 | 易脆 |
| 莫氏硬度 | 5–6 |
| 光泽 | 金属光泽 |
| 条痕 | 深灰色到黑色 |
| 透明性 | 不透明 |
| 比重 | 4.6–4.9 |
| 密度 | 4.887 (计算)，4.887 (测量)g/cm³ |
| 参考文献 | [2] |
| 主要品种 | |
| 镍白铁矿 | 镍含量高的白铁矿 |
| 黄白铁矿 | 一种含砷的白铁矿 |
新鲜未氧化的表面上颜色会呈现淡黄色至几乎白色到并带有明亮的金属光泽，接着就会开始转变为黄色到褐色，并且带有黑色的条痕。晶体常呈板状，集合体为矛头状或鸡冠状。有时用于制造硫酸。
在过去白铁矿这个字泛指所有的硫化铁矿物，包含黄铁矿及矿物的白铁矿[3]，直到1845年白铁矿才被重新定义为斜方晶系结构的二硫化亚铁。[2]
形成 编辑
白铁矿可以以原生矿物或次生矿物的方式形成。通常形成于低温高酸性的条件底下，并常见于沉积岩（如：页岩、石灰岩及低品位煤）以及低温的热液矿脉中。常见的共生矿物包括黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、萤石、白云石和方解石。[4]
作为原生矿物，白铁矿常在以团块、结核或是晶体的形式出现在各种沉积岩中，例如英国肯特郡多佛的英吉利海峡两岸的白垩岩中以及法国加莱海峡省白鼻角，当地的白铁矿会以到尖锐的单晶、晶簇以及团块的形式出现。
作为次生矿物，通常透过磁黄铁矿或黄铜矿之类的原生矿物经过化学蚀变形成。
白铁矿沉积与低pH值 编辑
根据实验，白铁矿在大概pH值低于5时候会比黄铁矿优先形成。[5] 从头计算法也表明，这是由于黄铁矿在低 pH 值下比白铁矿具有更高的表面能（在热力学上比较不稳定）。[6]
由于白铁矿与低pH值有关，在地质记录中沉积岩内白铁矿的出现意味着这些岩石在形成或是早期成岩作用中存在高酸性条件。然而，现代海洋下方的沉积孔隙水通常通过溶解的碳酸盐物质来缓冲在接近中性至微碱性的pH值[7]。这里产生了一个问题：过去沉积孔隙水如何变得够酸性使得白铁矿能够形成。
对于早期成岩作用中白铁矿的形成，一些地质学家提出几种理论，其中包含原生黄铁矿被上覆水柱渗透的分子氧给部分氧化[8]以及快速缺氧环境下有机物分解并透过发酵作用和产甲烷作用所产生的有机酸[9]。
亚种 编辑
镍白铁矿（英语：Blueite）： 镍含量高的白铁矿，发现于加拿大安大略省萨德伯里区的丹尼森（Denison）及德鲁里（Drury）乡（现今两个地区已并入大萨德伯里市）[10]。
黄白铁矿（英语：Lonchidite）: 砷含量高的白铁矿，发现于德国萨克森自由州厄尔士山脉格罗席尔马和弗莱贝格交界处的Churprinz Friedrich August Erbstolln矿区。其化学式可以写作Fe(S, As)2[11]。
参考资料 编辑
- ^ Warr, L.N. IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineralogical Magazine. 2021, 85 (3): 291–320. Bibcode:2021MinM...85..291W. S2CID 235729616. doi:10.1180/mgm.2021.43
.
- ^ 2.0 2.1 Marcasite. Mindat.org. [2023-09-01]. 2571. （原始内容存档于2019-09-21）.
- ^ marcassite. CNRTL. [2023-09-02]. （原始内容存档于2022-10-27） （French）.
- ^ Marcasite (PDF). Handbook of Mineralogy. U. Arizona. [2023-09-02]. （原始内容存档 (PDF)于2012-03-23）.
- ^ Murowchick, James B.; Barnes, H. L. Marcasite precipitation from hydrothermal solutions. Geochimica et Cosmochimica Acta. December 1986, 20 (12): 2615–2629. Bibcode:1986GeCoA..50.2615M. doi:10.1016/0016-7037(86)90214-0 –通过Elsevier Science Direct.
- ^ Kitchaev, Daniil A.; Ceder, Gerbrand. Evaluating structure selection in the hydrothermal growth of FeS2 pyrite and marcasite. Nature Communications. 14 December 2016, 7 (1): 13799. Bibcode:2016NatCo...713799K. PMC 5171653 . PMID 27966547. doi:10.1038/ncomms13799.
- ^ Ben-Yaakov, Sam. pH BUFFERING OF PORE WATER OF RECENT ANOXIC MARINE SEDIMENTS. Limnology and Oceanography (John Wiley & Sons, Ltd). January 1973, 18 (1): 86–94. Bibcode:1973LimOc..18...86B. doi:10.4319/lo.1973.18.1.0086 .
- ^ Schieber, Juergen. Marcasite in Black Shales--a Mineral Proxy for Oxygenated Bottom Waters and Intermittent Oxidation of Carbonaceous Muds. Journal of Sedimentary Research. 1 July 2011, 81 (7): 447–458 [2023-09-15]. Bibcode:2011JSedR..81..447S. doi:10.2110/jsr.2011.41. （原始内容存档于2023-09-04） –通过GeoScienceWorld.
- ^ Bryant, R. N.; Jones, C.; Raven, M. R.; Owens, J. D.; Fike, D. A. Shifting modes of iron sulfidization at the onset of OAE-2 drive regional shifts in pyrite δ34S records. Chemical Geology. 20 October 2020, 553: 119808. Bibcode:2020ChGeo.55319808B. S2CID 224938768. doi:10.1016/j.chemgeo.2020.119808 –通过Elsevier Science Direct.
- ^ Blueite, MinDat.org
- ^ Lonchidite, MinDat.org
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