Вюрци́т или вюртци́т (нем.Wurtzit, würtzit, от имени собственного), также вуртцит (устар.), лучистая цинковая обманка или лучистая обманка(также устар.) — кристаллическая гексагональная модификация сульфида цинка с идеальной формулой ZnS, одна из цинковых руд. Цвет, как и у сфалерита, может существенно меняться в зависимости от содержания примеси изоморфного железа от почти бесцветного до темно-красновато-бурого, темно-бурого и буро-коричневого. Разновидности в изоморфном ряду между вюрцитом и гринокитом (CdS) могут быть оранжевые, бурые, зелёные.
Минерал получил название в честь французского химика Ш. А. Вюрца. Вюрцит относительно неустойчив, в природных условиях постепенно окисляется и переходит в сфалерит, также покрываясь плёнками марказита, ковеллина, пирита. При 1020° градусах по Цельсию быстро переходит в сфалерит. Относительно редкий минерал. Ввиду малой распространённости обычно самостоятельного промышленного применения не имеет, однако при залегании вместе со сфалеритом используется как цинковая руда.
...сфалерит, нагретый до красного каления, переходит в вюртцит и после охлаждения некоторое время остается в этом состоянии. Точно так же и синтетически цинковая обманка выкристаллизовывается, вообще говоря, при более низкой температуре, а вюртцит при более высокой.[1]:306
Есть немного месторождений вюртцита, которые, может быть, указывают на особые условия его происхождения, например – богатый свинцом вюртцит из Оруро в Боливии.[1]:321
В России вюртцит не может считаться точно доказанным. <...> Может быть, к вюртцитам должен быть отнесен эритроцинкит, наблюдавшийся на р. Слюдянке, на Байкале.[1]:321
— Надежда Королёва и др., «Кадмиевые минералы в скарново-шеелитовом месторождении Ингичке (Средняя Азия)», 1975
Высокие содержания кадмия в вюртцитах П. М. Рамдор объясняет субмикроскопическим чередованием ZnS и CdS, относя их к низкотемпературным образованиям.[3]:50
— Надежда Королёва и др., «О гипогенном сульфиде кадмия в скарново-шеелитовом месторождении Ингичке (Средняя Азия)», 1975
— Как вас зовут? — осведомился майор Каселс с блокнотом и ручкой наготове.
— Мэри Вюрц, – бесстрастно ответила девушка. — Моего отца звали Шарль-Адольф Вюрц.
— В честь него назвали вюрцит? — неуверенно спросил майор Каселс, и его пальцы, сжимающие ручку, дрогнули.[4]
— Филип Дик, «Под прицелом» (пер. А. Иванов), 1979
...в присутствии <примесей> алюминия и марганца, стабилизирующих вюрцит, возникает сжатие в катионной части кристалла и количество растворённого кислорода возрастает почти до 1 мол.%.[5]:54
— Наталия Морозова, «Сульфид цинка: получение и оптические свойства», 1987
Симметрия, параметры элементарной ячейки чвилеваита, а также зафиксированные из патерсоновской функции межатомные расстояния близки к вюрциту ZnS. <...> Атомы S <серы> в структуре чвилеваита, как и в вюрците, создают гексагональную плотнейшую упаковку.[6]:91
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
Структура вюрцита реализуется, если атом неметалла имеет малые размеры и большую электроотрицательность.[7]:363
— Анатолий Барыбин, Виктор Томилин, Виктор Шаповалов, «Физико-технологические основы макро-, микро- и наноэлектроники», 2011
Явления полиморфизма ZnS начинают выясняться работами института Карнеги. Уже давно было известно, что сфалерит, нагретый до красного каления, переходит в вюртцит и после охлаждения некоторое время остается в этом состоянии. Точно так же и синтетически цинковая обманка выкристаллизовывается, вообще говоря, при более низкой температуре, а вюртцит при более высокой. Работы Аллена и Креншоу показали, что β-ZnS (цинковая обманка) устойчива до температуры 1020°, при которой она переходит в α-ZnS – вюртцит. Точка перехода понижается при содержании FeS. Из водных растворов при температуре ниже 200° образуется аморфная ZnS, 200–400° – α- и β-ZnS. Из щелочных растворов выпадает только β-ZnS.[1]:306
Цинковая обманка встречается, однако, не только в полиэдрах. Она находится в зернистых кристаллических массах – в тонкой смеси с другими сернистыми металлами (пиритом, галенитом, халькопиритом и т.д.). Очень характерны – особенно для клейофана – ее конкреционные образования, натечные массы. Особенно эти последние характерны для вюртцитов.[1]:307
Уже очень давно известны оптические аномалии этого вещества <цинковой обманки>, по-видимому, связанные с переходом его в разность класса λ66Р (вюртцит) или вследствие срастаний с вюртцитом; однако здесь вероятны и диффракционные явления.[1]:308
Полиэдры вюртцита не менее редки, чем полиэдры гринокита. Их кристаллическая форма установлена на искусственных кристаллах. С несомненностью известны 11 простых форм с 54 плоскостями, причем и здесь мы имеем в общем повторение картины, даваемой гринокитом: сложность индексов, отсутствие скаленоэдрических площадок, штриховка плоскостей, отсутствие двойников. Немногочисленные природные кристаллы вюртцита дают в общем ту же картину.[1]:311
Как для галенита, так и для цинковой обманки месторождения, непосредственно связанные с магматическими породами, меньше изучены, так как редко цинковая обманка скопляется в них в значительном количестве и служит рудой. А между тем эти массивные породы являются первоисточником цинковой обманки на земной поверхности. Подобно галениту, цинковая обманка едва ли выпадает в них из расплавленного состояния; вероятно, этот процесс может наблюдаться лишь в интрузивных породах, в связи с влиянием высокого давления. Температура перехода цинковой обманки в вюртцит также ставит предел этому образованию.[1]:311-312
Как правило, сульфиды — это непрозрачные минералы, которые имеют металлический блеск, прозрачные разновидности встречаются значительно реже. К ним относятся сфалерит, вюртцит, киноварь, реальгар и др. Блеск сульфидов и близких к ним минералов является их важнейшим внешним признаком, и поэтому наиболее распространенные сульфиды уже давно были разделены рудокопами на 3 группы: блески, колчеданы и обманки.[8]:195
В присутствии примеси Al, Cu, Mn, Ag, а также собственных дефектов существенную роль в стабилизации той или иной модификации ZnS, по-видимому, может играть как влияние этой примеси на растворение кислорода в сульфиде цинка, так и деформации, вносимые этой примесью. Например, в присутствии алюминия и марганца, стабилизирующих вюрцит, возникает сжатие в катионной части кристалла и количество растворённого кислорода возрастает почти до 1 мол.%.[5]:54
— Наталия Морозова, «Сульфид цинка: получение и оптические свойства», 1987
Это послужило основанием для вывода о том, что ширина запрещённой зоны сфалерита уменьшается при растворении кислорода иначе, чем вюрцита. Однако нет прямых оснований считать, что введение одной и той же примеси в узлы решётки таких близких по свойствам структур, как вюрцит и сфалерит, должно приводить к существенно различным искажениям электронной системы монокристаллов.[5]:103
— Наталия Морозова, «Сульфид цинка: получение и оптические свойства», 1987
Симметрия, параметры элементарной ячейки чвилеваита, а также зафиксированные из патерсоновской функции межатомные расстояния близки к вюрциту ZnS.
Дальнейшая расшифровка структуры велась при сопоставлении со структурой вюрцита. В группе P3m в структуре чвилеваита атомы S занимают две частные позиции, аналогичные одной частной позиции в группе вюрцита Р63mc. <...>
Атомы S <серы> в структуре чвилеваита, как и в вюрците, создают гексагональную плотнейшую упаковку. Атомы Cu, Fe, Zn совместно занимают половину тетраэдрических пустот, но в отличие от вюрцита, где заняты Zn-тетраэдрические пустоты одной ориентации, связанные по вершинам, в чвилеваите заняты тетраэдрические пустоты разной ориентации, имеющие общие ребра и образующие плотные тетраэдрические слои.[6]:91
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
Структура вюрцита (сдвоенная гексагональная плотноупакованная решётка). Характерна для гексагональной модификации сульфида цинка. такой структурой обладают близкие к ZnS полупроводники, например, сульфид кадмия CdS и селенид кадмия CdSe. Для большинства соединений AIIBVI характерен фазовый переход сфалерит ⇔ вюрцит. Структура вюрцита реализуется, если атом неметалла имеет малые размеры и большую электроотрицательность.[7]:363
— Анатолий Барыбин, Виктор Томилин, Виктор Шаповалов, «Физико-технологические основы макро-, микро- и наноэлектроники», 2011
Гринокит довольно редок и не образует значительных скоплений. Известен в полостях вулканических пород, но обычно образуется как вторичный минерал в сульфидных цинковых рудах, где ассоциирует с вюртцитом и сфалеритом.[10]
— Георгий Федотов, Глазами геолога: «Гринокит», 2016
В отличие от цинковой обманки, другая разность сернистого цинка – вюртцит (а равно и близкий к нему гринокит) пользуется несравненно меньшим распространением и, сколько можно судить, является большей частью вторичным продуктом, выпадает в особых условиях вблизи земной поверхности. Вюртцит выпадает из водных растворов в верхних частях жил; нигде не скопляется в значительных количествах. Из его месторождений можно отметить Пршибрам в Чехии. Есть немного месторождений вюртцита, которые, может быть, указывают на особые условия его происхождения, например – богатый свинцом вюртцит из Оруро в Боливии.[1]:320-321
В России вюртцит не может считаться точно доказанным. По-видимому, к нему должны быть отнесены старинные указания о «лучистых обманках» на Урале, по р. Санарке, притоку Уя (с металлическим блеском), Багаряке на Исети (желтая). Может быть, к вюртцитам должен быть отнесен эритроцинкит <вюртцит с содержание марганца>, наблюдавшийся на р. Слюдянке, на Байкале.[1]:321
Гринокит и вюртцит, хорошо выраженные в многогранниках, представляют минералогическую редкость. Гринокит встречается главным образом в порошковатом виде, в форме тонких пленок и налетов, небольших землистых скоплений, никогда не собираясь в значительные массы. Вюртцит большей частью образует конкреционные, натечные скопления, радиально-лучистые агрегаты.[1]:471
В литературе сульфиды кадмия (гринокит и хоулиит) описаны как редкие минералы экзогенного происхождения. Они обычно находятся в ассоциации с кадмийсодержащим сфалеритом или вюртцитом в зоне окисления сульфидных месторождений в виде порошковатых примазок, корок, реже мельчайших кристаллов на сфалерите, иногда халькопирите и галените. Некоторые исследователи считают одну из модификаций сульфида кадмия — гринокит, составной частью всех сфалеритов и вюртцитов. При окислении сфалерита гринокит осаждается в виде тонких корок. Высокие содержания кадмия в вюртцитах П. М. Рамдор объясняет субмикроскопическим чередованием ZnS и CdS, относя их к низкотемпературным образованиям.[3]:50
— Надежда Королёва и др., «О гипогенном сульфиде кадмия в скарново-шеелитовом месторождении Ингичке (Средняя Азия)», 1975
— Установка самостоятельно разыскивает титановую руду, – так же тихо отозвалась Мэри. — Та еще новость! Титан – девятый по распространенности элемент в земной коре. Понимаю, установка искала и добывала бы чистый вюрцит, который встречается лишь в боливийском Потоси, Батте, штат Монтана, и Голдфилде, штат Невада. Вот это было бы здорово.
— Почему? — спросил Байблмен.
— Потому что при температуре ниже ста градусов Цельсия вюрцит неустойчив. А ещё…
Она осеклась: майор Каселс перестал рассказывать и смотрел прямо на неё.
— Юная леди, не повторите так, чтобы все слышали?
Мэри поднялась и уверенно проговорила:
— При температуре ниже ста градусов Цельсия вюрцит нестабилен.
На голограмме за спиной майора Каселса тотчас появилась информация по сульфидам цинка.
— Что-то я не вижу среди них вюрцит, — сказал майор Каселс.
— В таблице представлен сфалерит, его более распространенная модификация, — парировала Мэри, сложив руки на груди. — Если быть до конца точной, это ZnS, сульфид группы AX, сходный с гринокитом. — Мэри села и лишь тогда добавила: — Главное, я права. Гомеостатических буровых установок для вюрцита нет, потому что нет…[4]
— Филип Дик, «Под прицелом» (пер. А. Иванов), 1979
— Как вас зовут? — осведомился майор Каселс с блокнотом и ручкой наготове.
— Мэри Вюрц, – бесстрастно ответила девушка. — Моего отца звали Шарль-Адольф Вюрц.
— В честь него назвали вюрцит? — неуверенно спросил майор Каселс, и его пальцы, сжимающие ручку, дрогнули.
— Да, именно, — кивнула Мэри и подмигнула Байблмену.
— Благодарю за пояснение, — сказал майор Каселс и повернулся к голограмме, которая теперь сопоставляла обычный контрфорс с арочным.[4]
— Филип Дик, «Под прицелом» (пер. А. Иванов), 1979
↑ 1234Королёва Н. Н., Романенко Д. Я., Хамрабаева З. И. О гипогенном сульфиде кадмия в скарново-шеелитовом месторождении Ингичке (Средняя Азия). — Ташкент: Узбекский геологический журнал, No 4, 1975 г. — с. 50-53
↑ 123Морозова Н. К. Сульфид цинка: получение и оптические свойства. Акад. наук СССР, Ин-т кристаллографии им. А. В. Шубникова. — Москва: Наука, 1987 г. — 199 с.
↑ 12Каплуник Л. Н., Петрова И. В., Победимская Е. А., Качаловская В. М., Осипов Б. С. (1990) Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита Na(Cu,Fe,Zn)2S2. Представлено академиком В. А. Жариковым 22 апреля 1988. — Москва: Доклады Академии Наук СССР: том 310: стр.90-93.
↑ 12Барыбин А. А., Томилин В. И., Шаповалов В. И. Физико-технологические основы макро-, микро- и наноэлектроники. — Москва: Физматлит, 2011 г. — 782 с.
↑Лазаренко Е. К., «Курс минералогии». — Киев: Гостехиздат Украины, 1951 г. — 688 с.
↑Хохляйтнер Руперт. Камни и минералы. (перевод: Дёмин В. В.) Иллюстрированный справочник. — Москва: Эксмо, 2022 г.
↑Георгий Федотов, Глазами геолога: Гринокит. Редкие минералы. — ok.ru: 20 ноября 2016 гг.
Статья в Википедии
Медиафайлы на Викискладе
