Халькопирит – минерал с высокими практичными и декоративными свойствами

Минерал халькопирит, который часто называют медным колчеданом, является сульфидом меди с формулой CuFeS2. Как правило, в его составе в несущественных количествах содержится теллур, селен, золото, индий, серебро и некоторые другие химические элементы.

1 Камень халькопирит – формула, свойства

Кристаллическая структура медного колчедана описывается относительно несложной решеткой тетрагональной формы, являющейся производной от гранецентрированной кубической решетки. Одна ячейка данного минерала (элементарная), по сути, представляет собой двойную ячейку сфалерита, характеризуемую тем, что в ней четыре иона металла окружают ион серы. А в углах тетраэдра при этом находятся ионы железа и меди (они размещаются по четко определенной схеме в каждом отдельном слое).

Ионы железа в тетрагональной призме колчедана расположены в 1-м и 5-м катионных слоях (то есть на нижней и верхней грани решетки).
В самом центре решетки находятся ионы меди, в средней ее части – снова ионы железа. При этом два иона меди, расположенные в 4-м и 2-м слое, пересекаются с аналогичным числом ионов железа. Все без исключения группировки элементов в тетраэдре имеют одинаковую ориентацию в пространстве.

Фото халькопирита, nacekomie.ru

Формула описываемого минерала – CuFeS2 (содержание железа – 30,54 %, меди – 34,57 %, серы – 34,9 %). Кристаллы колчедана в природе можно увидеть исключительно в друзовых пустотах в виде тетраэдров, псевдоэктаэдров. Очень редко кристаллы имеют эдрический облик. Грани отрицательного тетраэдра обычно имеют гладкую структуру, а основного – покрыты штрихами и имеют матовый оттенок.

Физические характеристики медного колчедана:

  • отсутствие фильтра Челси, плеохроизма, дисперсии, люминесценции;
  • твердость – от 3,5 до 4 единиц по шкале Мооса;
  • ясная спайность;
  • зеленовато-черный характер двойного преломления лучей;
  • плотность – от 4,1 до 4,3 г/см3;
  • неровный раковистый излом;
  • тетрагональная сингония.

Минерал считается достаточно хрупким, чаще всего он окрашен в желто-латунный цвет с пестрыми либо желтыми побежалостями. Колчедан является непрозрачным материалом с блестящей металлической чертой, основной цвет которой черный, (иногда может присутствовать оттенок зеленого цвета).

На фото - минерал халькопирит, nacekomie.ru

Высокие декоративные свойства минерала обусловлены наличием на его поверхности оксидной радужной пленки (побежалости). На свету она буквально завораживает взгляд человека, что обуславливает активное использование медного колчедана ювелирами, создающими с его помощью оригинальные украшения.

2 Месторождения халькопирита в природе, происхождение минерала

Колчедан формируется в разных условиях. Нередко его можно встретить в качестве спутника пирротина в:

  • породах (основных) извержений вулканов в сочетании с магнетитом, пентландитом, кубанитом;
  • сульфидных никелевых рудах.

Очень часто минерал "прячется" в контактовых и обычных метасоматических, а также жильных месторождениях. Как правило, его ассоциируют с блеклыми рудами, указанным ранее пирротином, галенитом, пиритом, сфалеритом и некоторыми иными минералами, в частности, с нерудными материалами:

  • силикатами;
  • кальцитами;
  • кварцем;
  • баритом.

Фото месторождения халькопирита, geo.web.ru

Иногда колчедан может формироваться в процессе притока растворов, содержащих медь, и распада органических природных остатков (процесс сероводородного брожения) в осадочных породах. Важно и то, что интересующий нас минерал в небольших объемах имеется практически во всех гидротермальных местах нахождения всевозможных руд, из коих добывают сульфиды. А в редких случаях в таких месторождениях он может размещаться и в более серьезных количествах.

При химическом разрушении, вызванном выветриванием, минерал распадается на сульфаты железа и меди, которые образуют:

  • азурит и малахит – при реакции с карбонатами либо СО2 (в присутствии воды и кислорода);
  • фосфаты, арсенаты, ванадаты – при реакции с разными типами кислот;
  • хризоколлу – при взаимодействии с оксидом кремния.

Если месторождение располагается в зонах жаркого климата, на окисленных участках залежей остаются медные сульфаты, которые без труда растворяются в незначительных количествах воды, просачивающихся и попадающих на поверхность. В таких случаях отмечается замещение описываемого минерала халькозином, борнитом, ковеллином.

На фото - медный колчедан с борнитом, webois.org.ua

На территории Российской Федерации медный колчедан находят почти во всех означенных типах месторождений. На Урале имеются богатые его залежи в осадочных метаморфизованных породах, относимых к палеозойскому периоду. В указанных рудах основным элементом является пирит (от 60 до 80 процентов). И именно с ним связан колчедан (на парагенетическом уровне). К таковым залежам в России относят следующие крупные рудные зоны:

  • Сибайское;
  • Карпушинское;
  • Левихинское.

А вот большинство месторождений колчедана в Хакассии (Минусинское) и в северной части Уральских гор относят к контактово-метасоматическим. В них нужный нам минерал связан с пирротином и пиритом, а на некоторых участках – с магнетитом.

Фото состава халькопирита, nnm.me

Диагностические признаки медного колчедана просты. Узнать его совсем несложно по описанным в начале статье показателям – характерному цвету, наличию побежалости и так далее. Иногда халькопирит путают с миллеритом, который имеет в своем составе никель и отличается более выраженным цветом.

Крупные залежи колчедана находятся в Куржункуле, Дальнегорске, Джезказгане, а также в Приморский крае, Якутии, Болгарии, Южно-Африканской республике, Конго, США (в Юте). Обогащают медную руду по технологии флотации пенного типа (таким же образом обрабатывают и борнит).

3 Практическое значение CuFeS2 и халькопиритсодержащих руд

Такие медные руды представляют собой основной источник меди, которая содержится в них в количестве порядка 2–2,5 процентов. Высокая теплопроводность меди и ее другие особые характеристики обуславливают высокую востребованность данного химического элемента, идущего на изготовление бронзы, латуни, томпака, изделий для жилищного строительства, химических, судо- и машиностроительных, электротехнических предприятий.

На фото - применение халькопирита, obrabotkamedi.ru

Рассматриваемый минерал используется для изготовления драгоценностей в качестве уникального самоцвета, не имеющего аналогов. Работа с ним требует особого мастерства от ювелиров, так как он хрупкий. Чаще всего из минерала изготавливают непрозрачные ювелирные кабошоны.

Также востребован CuFeS2 и для производства элементов для украшения рабочих кабинетов или жилых помещений. Смотрится он великолепно, важно лишь не забывать регулярно полировать его, чтобы на долгое время сохранять нереально красивое сияние материала.

Фото бижутерии из халькопирита, salon-sochi.com

Люди, занятые астрологической и эзотерической деятельностью, приписывают минералу множественные ирреальные свойства. Принято считать, что он обеспечивает удачу коммерсантам, специалистам рекламного рынка. А сотрудники брачных агентств рекомендуют носить амулеты и обереги из него тем, кто хочет сделать свою семейную жизнь максимально гармоничной. Кроме того, кабошон в серьгах, запонках, брелоках, перстнях и прочих украшениях предохраняет их владельцев от глупых поступков, которые могут сломать жизнь человека.