წყალბადის სულფიდი მაგმის ერთ-ერთი მთავარი აქროლადი კომპონენტია. აქტიურად ურთიერთქმედებს ლითონებთან, ის ქმნის ბევრ ნაერთს. გოგირდწყალბადის წარმოებულები დედამიწის ქერქში წარმოდგენილია 200-ზე მეტი მინერალით - სულფიდებით, რომლებიც, არ არიან ქანწარმომქმნელი, ჩვეულებრივ თან ახლავს გარკვეულ ქანებს და წარმოადგენს ღირებული ნედლეულის წყაროს. ქვემოთ განვიხილავთ სულფიდების და მათთან ახლოს მყოფი ნაერთების ძირითად თვისებებს, ასევე ყურადღებას მივაქცევთ მათი გამოყენების სფეროებს.
შემადგენლობისა და სტრუქტურის ზოგადი მახასიათებლები
პერიოდული ცხრილის 40-ზე მეტი ელემენტი (ჩვეულებრივ ლითონები) ქმნის ნაერთებს გოგირდთან. ზოგჯერ მის ნაცვლად ასეთ ნაერთებში გვხვდება დარიშხანი, ანტიმონი, სელენი, ბისმუტი ან თელურიუმი. შესაბამისად, ასეთ მინერალებს ეწოდება არსენიდები, ანტიმონიდები, სელენიდები, ბისმუტიდები და ტელურიდები. გოგირდწყალბადის წარმოებულებთან ერთად ისინი ყველა შედის სულფიდების კლასში თვისებების მსგავსების გამო.
ამ კლასის მინერალებისთვის დამახასიათებელი ქიმიური ბმა არის კოვალენტური,ლითონის კომპონენტი. ყველაზე გავრცელებული სტრუქტურებია კოორდინაცია, კუნძული (კლასტერი), ზოგჯერ ფენიანი ან ჯაჭვი.
სულფიდების ფიზიკური თვისებები
პრაქტიკულად ყველა სულფიდს ახასიათებს მაღალი ხვედრითი წონა. სიხისტის მნიშვნელობა მოჰსის სკალაზე ჯგუფის სხვადასხვა წევრისთვის ფართოდ განსხვავდება და შეიძლება მერყეობდეს 1-დან (მოლიბდენიტი) 6,5-მდე (პირიტი). თუმცა, სულფიდების უმეტესობა საკმაოდ რბილია.
რამდენიმე გამონაკლისის გარდა, კლეოფანი არის თუთიის ერთგვარი ბლენდი ან სფალერიტი, ამ კლასის მინერალები არის გაუმჭვირვალე, ხშირად მუქი, ხანდახან კაშკაშა, რაც მნიშვნელოვან დიაგნოსტიკურ ფუნქციას ასრულებს (ასევე ბზინვარებას). არეკვლა შეიძლება იყოს საშუალოდან მაღალამდე.
სულფიდების უმეტესობა არის მინერალები ნახევარგამტარული ელექტრული გამტარობით.
ტრადიციული კლასიფიკაცია
მიუხედავად ძირითადი ფიზიკური თვისებების საერთოობისა, სულფიდებს, რა თქმა უნდა, აქვთ გარეგანი დიაგნოსტიკური განსხვავებები, რის მიხედვითაც ისინი იყოფა სამ ტიპად.
- პირიტები. ეს არის მინერალების კოლექტიური სახელი სულფიდების ჯგუფიდან, რომლებსაც აქვთ მეტალის ბზინვარება და ფერი, რომელსაც აქვს ყვითელი ან ყვითელი ელფერით. პირიტის ყველაზე ცნობილი წარმომადგენელია პირიტი FeS2, ასევე ცნობილი როგორც გოგირდის ან რკინის პირიტი. მათში ასევე შედის ქალკოპირიტი CuFeS2 (სპილენძის პირიტი), არსენოპირიტი FeAsS (დარიშხანის პირიტი, აკა ტალჰეიმიტი ან მისპიკელი), პიროტიტი Fe7S8 (მაგნიტური პირიტი, მაგნიტოპირიტი) დასხვები.
- ბრჭყვიალა. ასე ეძახიან სულფიდებს მეტალის ბზინვარებით და შეფერილობით ნაცრისფერიდან შავამდე. ასეთი მინერალების ტიპიური მაგალითებია გალენა PbS (ტყვიის ბრწყინვალება), ქალკოციტი Cu2S (სპილენძის ბრწყინვალება), მოლიბდენიტი MoS2, ანტიმონიტი Sb2S3 (ანტიმონის ბზინვარება).
- ყალბი. ასე ჰქვია მინერალებს სულფიდების ჯგუფიდან, რომლებიც ხასიათდება არალითონური ბზინვარებით. ასეთი სულფიდების ტიპიური მაგალითებია სფალერიტი ZnS (თუთიის ნაზავი) ან ცინაბარის HgS (ვერცხლისწყლის ნაზავი). ასევე ცნობილია რეალგარი As4S4 - წითელი დარიშხანის ნაზავი და ორპიმენტი As2S3 - ყვითელი დარიშხანის ნაზავი.
განსხვავებები ქიმიურ მახასიათებლებში
უფრო თანამედროვე კლასიფიკაცია ეფუძნება ქიმიური შემადგენლობის მახასიათებლებს და მოიცავს შემდეგ ქვეკლასებს:
- მარტივი სულფიდები არის ლითონის იონის (კატიონის) და გოგირდის (ანიონის) ნაერთები. ასეთი მინერალების მაგალითებია გალენა, სფალერიტი და ცინაბარი. ისინი ყველა წყალბადის სულფიდის მარტივი წარმოებულებია.
- ორმაგი სულფიდები განსხვავდება იმით, რომ რამდენიმე (ორი ან მეტი) ლითონის კატიონი უკავშირდება გოგირდის ანიონს. ეს არის ქალკოპირიტი, ბორნიტი („ჭრელი სპილენძის საბადო“) Cu5FeS4, სტანინი (კალის პირიტი) Cu2FeSnS4 და სხვა მსგავსი ნაერთები.
- დისულფიდები არის ნაერთები, რომლებშიც კათიონები უკავშირდება ანიონურ ჯგუფს S2 ან AsS. ეს მოიცავს მინერალებს სულფიდების და არსენიდების ჯგუფიდან (სულფოარსენიდები), როგორიცაა პირიტი,ყველაზე გავრცელებული, ან დარიშხანის პირიტის არსენოპირიტი. ასევე ამ ქვეკლასში შედის კობალტინის CoAsS.
- კომპლექსური სულფიდები, ან სულფომარილები. ეს არის სულფიდების, არსენიდების ჯგუფის მინერალების სახელი და შემადგენლობითა და თვისებებით მათთან ახლოს მყოფი ნაერთები, რომლებიც წარმოადგენენ თიომჟავების მარილებს, როგორიცაა თიომარსენი H3AsS 3, თიობიზმი H3BiS3 ან თიოანტიმონი H3SbS 3. ამრიგად, სულფომარილების ქვეკლასში (თიოსალტები) შედის მინერალი ლილიანიტი Pb3Bi2S6 ან ეგრეთ წოდებული Fahlore Cu3(Sb, As)S3.
მორფოლოგიური მახასიათებლები
სულფიდებსა და დისულფიდებს შეუძლიათ შექმნან დიდი კრისტალები: კუბური (გალენა), პრიზმული (ანტიმონიტი), ტეტრაედრონების (სფალერიტი) და სხვა კონფიგურაციების სახით. ისინი ასევე ქმნიან მკვრივ, მარცვლოვან კრისტალურ აგრეგატებს ან ფენოკრისტებს. ფენიანი სტრუქტურის სულფიდებს აქვთ გაბრტყელებული ტაბლეტის ან ფოთლოვანი კრისტალები, როგორიცაა ორპიმენტი ან მოლიბდენიტი.
სულფიდების დაშლა შეიძლება განსხვავებული იყოს. იგი მერყეობს ძალიან არასრულყოფილი პირიტში და არასრულყოფილი ქალკოპირიტში ძალიან სრულყოფილამდე ერთი (ორპიმენტი) ან რამდენიმე (სფალერიტი, გალენა) მიმართულებით. მოტეხილობის ტიპი ასევე არ არის იგივე სხვადასხვა მინერალებისთვის.
სულფიდური მინერალების წარმოშობა
სულფიდების უმეტესობა წარმოიქმნება ჰიდროთერმული ხსნარებიდან კრისტალიზაციის შედეგად. ზოგჯერ ამ ჯგუფის მინერალებს აქვთ მაგმატურიან სკარნის (მეტასომატური) წარმოშობის და ასევე შეიძლება წარმოიქმნას ეგზოგენური პროცესების დროს - შემცირების პირობებში მეორადი გამდიდრების ზონებში, ზოგიერთ შემთხვევაში დანალექ ქანებში, როგორიცაა პირიტი ან სფალერიტი.
ზედაპირის პირობებში, ყველა სულფიდი, გარდა ცინაბარისა, ლაურიტისა (რუთენიუმის სულფიდი) და სპერილიტისა (პლატინის არსენიდი), ძალიან არასტაბილურია და ექვემდებარება დაჟანგვას, რაც იწვევს სულფატების წარმოქმნას. სულფიდების შეცვლის პროცესების შედეგია მინერალების ისეთი სახეობები, როგორიცაა ოქსიდები, ჰალოიდები, კარბონატები. გარდა ამისა, მათი დაშლის გამო შესაძლებელია ძირეული ლითონების - ვერცხლის ან სპილენძის წარმოქმნა.
შემთხვევის თავისებურებები
სულფიდები არის მინერალები, რომლებიც ქმნიან სხვადასხვა ბუნების მადნის აკუმულაციას სხვა მინერალებთან მათი თანაფარდობის მიხედვით. თუ მათზე სულფიდები ჭარბობს, ჩვეულებრივად არის საუბარი მასიურ ან უწყვეტ სულფიდურ მადნებზე. წინააღმდეგ შემთხვევაში, მადნებს უწოდებენ დისემინირებულს ან ძარღვს.
ძალიან ხშირად სულფიდები დეპონირდება ერთად, რაც ქმნის პოლიმეტალური მადნების საბადოებს. ასეთია, მაგალითად, სპილენძ-თუთია-ტყვიის სულფიდური მადნები. გარდა ამისა, ერთი ლითონის სხვადასხვა სულფიდები ხშირად ქმნიან მის რთულ საბადოებს. მაგალითად, ქალკოპირიტი, კუპრიტი, ბორნიტი არის სპილენძის შემცველი მინერალები, რომლებიც გვხვდება ერთად.
ყველაზე ხშირად სულფიდური საბადოების საბადო სხეულები ვენების სახითაა. მაგრამ ასევე არსებობს ლენტიკულური, მარაგის, წყალსაცავის გაჩენის ფორმები.
სულფიდების გამოყენება
სულფიდური მადნები ძალზე მნიშვნელოვანია, როგორც წყაროიშვიათი, ძვირფასი და ფერადი ლითონები. სულფიდებისგან მიიღება სპილენძი, ვერცხლი, თუთია, ტყვია, მოლიბდენი. ასეთი მადნებიდან ასევე მოიპოვება ბისმუტი, კობალტი, ნიკელი, ასევე ვერცხლისწყალი, კადმიუმი, რენიუმი და სხვა იშვიათი ელემენტები.
გარდა ამისა, ზოგიერთი სულფიდი გამოიყენება საღებავების (ცინაბარი, ორპიმენტის) წარმოებაში და ქიმიურ მრეწველობაში (პირიტი, მარკაზიტი, პიროტიტი - გოგირდმჟავას დასამზადებლად). მოლიბდენიტი, გარდა იმისა, რომ გამოიყენება როგორც საბადო, გამოიყენება როგორც სპეციალური მშრალი სითბოს მდგრადი საპოხი.
სულფიდები საინტერესო მინერალებია მათი ელექტროფიზიკური თვისებების გამო. თუმცა, ნახევარგამტარული, ელექტრო-ოპტიკური, ინფრაწითელ-ოპტიკური ტექნოლოგიების საჭიროებისთვის გამოიყენება არა ბუნებრივი ნაერთები, არამედ მათი ხელოვნურად მოყვანილი ანალოგები ერთკრისტალების სახით.
სხვა უბანი, სადაც სულფიდები პოულობენ გამოყენებას, არის გარკვეული საბადო ქანების რადიოიზოტოპური გეოქრონოლოგიური დათარიღება სამარიუმ-ნეოდიმის მეთოდით. ასეთ კვლევებში გამოყენებულია ქალკოპირიტი, პენტლანდიტი და იშვიათი დედამიწის ელემენტების შემცველი სხვა მინერალები - ნეოდიმი და სამარიუმი.
ეს მაგალითები აჩვენებს, რომ სულფიდების ფარგლები ძალიან ფართოა. ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ სხვადასხვა ტექნოლოგიებში, როგორც ნედლეულში, ასევე როგორც დამოუკიდებელ მასალაში.
