SULFIDY
Sulfidy jsou sloučeniny S 2s
kovy (jedním nebo více). Do skupiny sulfidů
řadíme i takové minerály, kde síra je zčásti nebo úplně zastoupena As
(arzenidy), Se (selenidy), Te (teluridy), zřídka též Sb a Bi.
Sulfidy mají velký ekonomický význam jako hlavní suroviny většiny
kovů. Geneze sulfidů je především hydrotermální (žilná a metasomatická
ložiska).
Chemické vazby v sulfidech jsou převážně kovalentní nebo kovové, často
smíšené.
Většina sulfidů má kovový lesk, na rozdíl od kovů nejsou většinou kujné
ale jsou křehké (kruché), mají vesměs vysokou hustotu.
Systém sulfidů
- starší (např. Slavík a kol. 1974) a některé novější učebnice (Chvátal 2005) řadí
sulfidy do skupin podle klesajícího poměru kov : síra / Ag2 S, PbS, Sb2 S3).
- dělení na sulfidy kovů (kovy + S) a sulfosole (kov + polokov /As, Sb obsazují
některé z pozic kovů ve struktuře/ + S)
Dnes přirozenější krystalochemická klasifikace:
- sulfidy s tetraedrickou strukturou
- sulfidy s oktaedrickou strukturou
- kombinované tetraedrické + oktaedrické struktury
- struktury s jiným uspořádáním
- sulfidy s komplexními strukturami
Struktury sulfidů (kromě komplexních) si můžeme představit jako nejtěsnější
uspořádání velkých atomů S, kationty obsazují různým způsobem vzniklé
dutiny.
Sulfidy s tetraedrickou strukturou (sfalerit, chalkopyrit, bornit)
Sfalerit – ZnS ( příměs Fe až několik %, stopy Cd, Mn, In, Ge, …)
- krystaluje v soustavě krychlové, krystalovým tvarem je tetraedr a rombický
dodekaedr (viz modely). Agregáty jsou zrnité, s dobře viditelnou výbornou
štěpností podle rovin rombického dodekaedru – (110) (6 rovin štěpnosti!)
pozn. hexagonální modifikace ZnS je minerál wurtzit
- sfalerit je izostrukturní s diamantem, 1/2 tetraedrických dutin je obsazena
kovem, vazby kovalentní
Fyzikální vlastnosti sfaleritu jsou ovlivněny konkrétním chemismem:
- zbarvení žluté – oranžové – medové - hnědé – černé (s přibýváním Fe), černá
varieta sfaleritu se nazývá „marmatit“
- štěpnost výborná dle (110), tvrdost a hustota asi 4, polokovový lesk
Geneze: hydrotermální rudní žíly (nejčastějí v asociaci s galenitem) – Příbram,
Kutná Hora, Jihlava, Banská Štiavnica, metasomatická Pb -Zn ložiska – Mežica
(Slovinsko), polymetalická sulfidická ložiska jiné geneze (Zlaté Hory)
Sekundární minerály: smithsonit (ZnCO3), hydrozinkit
Chalkopyrit – CuFeS2
- krystaluje v soustavě tetragonální v poloplochých tvarech (tetragonální
disfenoid a skalenoedr) (viz modely). Agregáty masivní, vtroušená zrna.
- Struktura blízce příbuzná sfaleritu (viz Obr.). 1/2 tetraedrických dutin je
obsazena kovem- střídavě Fe, Cu, souměrnost proto snížena na
tetragonální
Fyzikální vlastnosti:
- barva kovově žlutá ( s odstínem do zelena) – vzhledem k pyritu mnohem
sytější, vzhledem ke zlatu bledší. Chalkopyrit na povrchu často pestře nabíhá
– modrofialově (povlak covellinu)
- neštěpný, tvrdost a hustota asi 4.5, kovový lesk
Geneze: hydrotermální rudní žíly (samostatně nebo v asociaci s pyritem,
sfaleritem) – Kutná Hora, Ludvíkov u Vrbna, Borovec u Štěpánova, Banská
Štiavnica, polymetalická sulfidická ložiska jiné geneze (Zlaté Hory)
Sekundární minerály: malachit, azurit, limonit
Bornit – Cu5 Fe S4
- krystaluje v soustavě krychlové, krystaly řídké, obyčejně kusový (masivní
agregáty)
Fyzikální vlastnosti:
- barva kovově červenofialová, na povrchu rychle nabíhá pestrými barvami
(fialový, hnědý)
- neštěpný, tvrdost 3, hustota 5, kovový lesk
Geneze: hydrotermální rudní žíly – Vrančice u Příbrami (s chalkozínem),
polymetalická sulfidická ložiska jiné geneze (Zlaté Hory) – s chalkopyritem,
sfaleritem, galenitem, pyritem
- sedimentární Cu-rudy (Vernéřovice) – asociace s chalkopyritem,
chalkozínem, covellinem.
Sulfidy s oktaedrickou strukturou (galenit, pyrhotin, nikelín)
Struktury:
- atomy síry v nejtěsnějším uspořádání se symetrií krychlovou či hexagonální
- atomy kovů obsazují jen oktaedrické dutiny
- ve většině případů jsou všechny oktaedrické dutiny obsazeny
Galenit – PbS ( izomorfní příměs Ag v 0.X - 1 %) – nejdůležitější ruda Pb
a Ag
- krystaluje v soustavě krychlové, krystalovým tvarem je krychle a oktaedr,
rombický dodekaedr (viz modely). Agregáty jsou zrnité, s dobře viditelnou
výbornou štěpností podle rovin krychle
- galenit je izostrukturní s halitem,
Fyzikální vlastnosti galenitu:
- barva stříbrobílá (čerstvý), časem šedne a tmavne, ztrácí lesk – pokrývá se
vrstvičkou Ag2 S
- štěpnost výborná dle krychle, tvrdost 2.5, je velmi křehký, hustota 7.5,
kovový lesk
Geneze: hojný sulfid :
hydrotermální rudní žíly (nejčastějí v asociaci se sfaleritem) – Příbram, Kutná
Hora, Jihlava, Stříbro, Nová Ves u Rýmařova, Oloví, Banská Štiavnica,
metasomatická Pb -Zn ložiska – Mežica (Slovinsko),
polymetalická sulfidická ložiska jiné geneze (Zlaté Hory, Horní Benešov, Horní
Město)
Sekundární minerály: anglesit, cerusit, pyromorfit
Pyrhotin – FeS ( přesněji Fe1-x S ),
stechiometrický FeS – je minerál troilit (vyskytuje se v meteoritech)
- krystaluje v soustavě hexagonální, více polytypů (i monoklinické),
- krystaly vzácné – tabulkovité dle báze, většinou kusový („litá ruda“)
agregáty někdy zrnité
Struktura: oktaedrická, vrstevní (viz. Obr.), nejtěsnější uspořádání atomů síry je
hexagonálního typu
Fyzikální vlastnosti pyrhotinu:
- velmi typická bronzově hnědá barva ( čerstvý stříbrohnědý), kovový lesk
- časem tmavne, ztrácí lesk
- neštěpný, tvrdost 3.5, křehký, hustota 4, je magnetický
Geneze: hojný sulfid :
hydrotermální výšeteplotní rudní žíly (nejčastějí v asociaci se sfaleritem) –
Kutná Hora, likvační ložiska v bazických intruzívech (parageneze pyrhotin –
chalkopyrit- pentlandit) – Staré Ransko, Sudbury (Kanada),
metamorfovaná sulfidická ložiska jiné geneze (Zlaté Hory),
akcesorický opakní minerál v horninách (amfibolity, bazalty, mramory, …)
Sekundární minerály: limonit
Nikelín – NiAs
- krystaluje v soustavě hexagonální,
- krystaly vzácné, většinou kusový - masivní („litá ruda“)
Struktura: izostrukturní s pyrhotinem
Fyzikální vlastnosti nikelínu:
- velmi typická barva světle kovově červená ( čerstvý), kovový lesk
- časem tmavne, ztrácí lesk
- neštěpný
Geneze:
hydrotermální rudní žíly pětiprvkové formace (Ag-U-Co-As-Ni-Bi) –
Jáchymov, Zálesí u Javorníka, vzácný byl v Příbrami
Sekundární minerály: annabergit – zelené práškové povlaky
Sulfidy s kombinovanou tetraedrickou a oktaedrickou strukturou
- atomy kovů obsazují tetraedrické i oktaedrické dutiny
Pentlandit – (Fe, Ni)9 S8 – nejdůležitější ruda Ni
- struktura je tvořena tetraedry /Fe, Ni / S4 a oktaedry /Fe, Ni / S6
- krystaluje v soustavě krychlové, krystaly vzácné, většinou drobná zrnka v
horninách.
Makroskopicky je velmi podobný pyrhotinu, je však nemagnetický
Geneze:
Společně s pyrhotinem a chalkopyritem na likvačních ložiskách v bazických a
ultrabazických intruzívních horninách (Staré Ransko, Sudbury v Kanadě),
v těchto horninách je jinde akcesorickým opakním minerálem
Sulfidy s jiným uspořádáním struktury
- argentit - akantit
- molybdenit
- cinabarit
- covellin
- chalkozín
Argentit - akantit Ag2S
Kubický argentit je stabilní modifikací Ag2S za teploty nad 179 o
C,
jednoklonný (pseudokubický) akantit vzniká za teplot nižších než 179 o
C.
Krystalovými tvary argentitu je krychle a osmistěn. Akantit (ev. argentit)
však nejčastěji tvoří dendrity, celistvé hmoty nebo povlaky a pseudomorfuje
drátky stříbra.
Je černošedý, na čerstvém povrchu má silný kovový lesk, rychle však
tmavne a černá. Je kujný . T= 2-2.5, h= 7.3,
Geneze: Argentit je pozdním hydrotermálním minerálem (Pb-Zn-Ag žilná
formace) a minerálem cementačních procesů. Asociuje s galenitem a Agminerály
(pyrargyritem, proustitem, stefanitem). Lokality: Příbram, menší
krystaly ve Staré Vožici a Ratibořických Horách. Na Slovensku je znám z
Hodruše (v paragenezi Ag-minerálů) a Banské Štiavnice (krystaly až 3 cm
velké).
Typický je pro pětiprvkovou formaci rudních žil. V Jáchymově se
vyskytoval v drúzách krystalů a kusech o hmotnosti až několika kg, často v
asociaci s proustitem. V Ag-Co-Ni asociaci je znám z Andreasbergu (Harc,
Německo) a Kongsbergu (Norsko).
Molybdenit MoS2
Pravidelně obsahuje stopové množství Re (max. 0.3 %).
- hexagonální minerál, vytváří však několik polytypů (zejména 2H hexagonální,
3R - trigonální). Struktura je vrstevního typu (obr.).
Krystaly tabulkovité s hexagonálním obrysem, většinou s nedokonale
vyvinutými krystalovými plochami. Agregáty jsou šupinkaté až lupenité, někdy
růžicovité (s radiálním uspořádáním lupínků).
Fyzikální vlastnosti molybdenitu:
- je modravě stříbrošedý, má silný kovový lesk
- štěpnost dokonalé dle báze. Je ohebný, dá se krájet a dobře vede elektřinu.
- Tvrdost 1, hustota 5.
Geneze: vysokoteplotní hydrotermální mineralizace – greiseny (Cínovec, Horní
Slavkov, Krupka)
- pukliny granitoidů a pegmatitů (Černá Voda u Žulové)
- Cu-Mo porfyrové rudy
Význam : ruda Mo a Re
Cinabarit HgS („rumělka“)
- krystaluje v trigonální soustavě. Krystaly hojnoploché, čočkovité (obr. ).
Agregáty kusové, zrnité i práškovité.
Fyzikální vlastnosti:
- Barva vínově červená (krystaly), agregáty světlejší, lesk diamantový (na
krystalech).
- Tvrdost 3, hustota 8
- Odolnost vůči zvětrávání
Geneze: nízkoteplotní hydrotermální žíly (Merník u Prešova, Nižná Slaná, Idria
– Slovinsko)
- druhotně se koncentruje v náplavech
Význam: ruda Hg
Covellin CuS
- krystaluje v hexagonální soustavě, struktura vrstevního typu. Většinou
tvoří jen tenké povlaky na jiných sulfidech mědi (chalkopyritu, bornitu),
vzácněji kusový - celistvý
Fyzikální vlastnosti:
- Barva tmavě modrá až tmavě červená, kovový lesk
- Tvrdost 3, hustota 8
Geneze: Cu-ložiska různé geneze – většinou sekundární (drobné výskyty ve
Zlatých Horách, Horní Rokytnici), vzácněji primární (ložisko Bor v Srbsku –
ruda Cu)
Význam: lokálně ruda Cu
Chalkozín Cu2 S
- krystaluje v rombické soustavě, krystaly jsou tlustě tabulkovité a
pseudohexagonální. Agregáty kusové, jemnozrnné až celistvé.
Fyzikální vlastnosti:
- Barva kovově černošedá, kovový lesk
- Tvrdost 3, hustota 6
Geneze: hydrotermální žilná ložiska (Vrančice u Příbrami),
- v sedimentárních Cu-rudách (drobné výskyty ve Vernéřovicích u Trutnova,
ložiska u Mansfeldu v Německu)
Význam: ruda Cu
Sulfidy s komplexními strukturami
- pyrit - markazit
- arzenopyrit
- antimonit
- skupina sulfosolí (boulangerit, jamessonit, tetraedrit, proustit,
pyrargyrit)
- realgar a auripigment
Sulfidy Fe – pyrit, markazit, arzenopyrit
Krychlová soustava Rombická soustava
Pyrit FeS2 ----------- Markazit FeS2
Arzenopyrit FeAsS
Pyrit- nejhojnější ze sulfidů
- krystaluje v krychlové soustavě, Krystalovým tvarem krychle a pentagondodekaedr
– viz modely (krystalové plochy rýhovány). Agregáty kusové zrnité
až celistvé.
- struktura blízká halitu (S2 molekuly).
Fyzikální vlastnosti:
- Barva mosazně žlutá, kovový lesk, někdy náběhové barvy
- Tvrdost 6, hustota 5
- Není štěpný
- Snadno zvětrává za uvolnění kyseliny sírové (druhotně vzniká limonit a
sírany)
Geneze: sulfidická ložiska různé geneze – hydrotermální (Kutná Hora, Nová
Ves u Rýmařova, Banská Štiavnica),
- metamorfní a metamorfované typy ložisek (Zlaté Hory, Smolník -
Slovensko)
- sedimentární geneze (černé uhlí, konkrece v jílech) – Kladno
- akcesorický opakní minerál v horninách
Význam: dříve výroba kyseliny sírové a železa
Markazit - hojný
- krystaluje v rombické soustavě, krystaly sloupcovité a tabulkovité, agregáty
stébelnaté, tabulkovité, zrnité.
- Ve struktuře opět molekuly (komplexy) S2
Fyzikální vlastnosti:
- Barva mosazná – bledší než u pyritu, kovový lesk (navětráním se ztrácí),
někdy náběhové barvy
- Tvrdost 5, hustota 5
- Není štěpný
- Velmi rychle zvětrává za uvolnění kyseliny sírové (druhotně vzniká limonit
a sírany)
Geneze:
- většinou druhotný v horních partiích sulfidických ložisek (Zlaté Hory)
- sedimentární geneze (hnědé uhlí, konkrece v jílech) – SHR
Arzenopyrit - Fe As S
- krystaluje v rombické soustavě, krystaly krátce sloupcovité, plochy
rýhované, agregáty zrnité
- struktura typu markazitu
Fyzikální vlastnosti:
- Barva kovově šedobílá – postupně tmavne, kovový lesk (navětráním se
ztrácí)
- Tvrdost 6, hustota 6
- Není štěpný
Geneze:
- typický nerost hydrotermálních žil (Příbram, Jáchymov, Kutná Hora),
v greisenech (Horní Slavkov)
Antimonit Sb2 S3
- krystaluje v rombické soustavě, krystaly prizmatické - dlouze sloupcovité, až
jehlicovité, agregáty kusové nebo stébelnaté
Fyzikální vlastnosti:
- Barva ocelově šedá, kovový lesk, taví se již v plameni svíčky
- Tvrdost 2, hustota 5
- Štěpnost podélně sloupců (rovnoběžně s vertikálou – 010)
Geneze:
- typický nerost hydrotermálních žil (Příbram, Kremnica), typická asociace
Sb-As sulfidy, případně se zlatem (Magurka)
Význam: hlavní minerál a ruda Sb
Komplexní sulfidy s As, Sb a Bi – „Sulfosole“ – vzácné minerály
- relativně velká skupina minerálů s asi 100 minerálními fázemi,
výskyt na hydrotermálních žilách (Příbram, Jáchymov)
- sulfosoli mohou být považovány za podvojné sulfidy:
Boulangerit 5.PbS . 2 Sb2S3 (plstnaté rudy, kovově šedé)
Jamesonit 4.PbS . FeS . 3 Sb2S3
(tvoří vláknité - vlasovité agregáty)
Bournonit CuPbSbS3 -------- 2 PbS . Cu2S . Sb2S3 - rombic.
- šedý, kovově lesklý, tabulkovitý, typický v Příbrami
Proustit Ag3AsS3 - trigonální
Pyrargyrit Ag3SbS3
(světle červený, resp. tmavě červený, lesk diamantový
- na vzduchu a světle se stávají ocelově šedé s kovovým leskem)
Tetraedrit – tennantit (příměsi Ag - freibergit, Hg - schwazit)
Cu12 Sb4 S13 --- Cu12 As4 S13
- krystalují v soustavě krychlové, na krystalech převládá tetraedr a tvary
odvozené od tetraedru
- barva kovově šedá, tvrdost a hustota asi 4
- není štěpný, ale je velmi křehký
Geneze : minerál hydrotermálních žil (Příbram, Ratibořice, Rožňava, Slovinky,
Rudňany)
Průmyslový význam: ruda Cu, Sb, Ag, Hg
Sulfidy polokovů
Realgar As2S2 Auripigment As2S3
- oba jsou jednoklonné, na krystalech s diamantovým leskem
Realgar je oranžový až červený, bez štěpnosti
Auripigment je temně žlutý, dokonale štěpný podle /010/
Geneze: oba minerály představují převážně druhotné fáze, vzniklé
rozkladem arzenopyritu na jeho ložiskách (Jáchymov, Tajov u
Banské Bystrice).
Jde o vzácnější minerály bez ekonomického významu.