Основні типи структур мінералів

Структури AX (типу галіту, типу нікеліну, типу сфалериту)

Структурний тип сфалериту.Структура сфалериту a-ZnS також одна з фундаменталь­них структур, яка була визначена в результаті перших експериментів по дифракції рентгенівських променів. Структура є елементарним кубом з атомами цинку в кутках і в центрі граней (рис. ). Чотири атоми сірки усередині кожної елементарної комірки знаходяться в тетраедричній координації атомами цинку, а кожен атом цинку - в центрі правильного тетраедра з атомів сірки. Ізоструктурними мінералами є хоуліїт CdS, метацинабарит HgS, колорадоїт HgTe і стилеїт ZnSe, а також тверді розчини, встановлені між ZnS і ZnSe, ZnS і CdS і ZnS і HgS. Існує фаза FeS із структурою сфалериту.

Рис. 5.3.

Структура халькопіриту CuFeS₂ є аналогічною сфалериту, тільки із елементарною коміркою подвоєною вздовж осі с (рис. 5.3 ). Кристалохімічна позиція цинку розділяється на дві у співвідношенні 1:1, заселені відповідно атомами Cu⁺ і Fe³⁺ таким чином, що мідь і залізо займають позиції, що чергуються уздовж осі с.Це і є причиною подвоєння комірки. Ізоструктурними халькопіриту є галліт CuGaS₂ і рокезіт CuInS2.

Якщо кристалохімічна позиція Fe³⁺ розділяється на дві, що заселяються, відповідно, Fe²⁺ і Sn⁴⁺, то утворюється структура мінералу станіну Cu₂FeSnS₄. Ця структура показана на рис. . Структури, споріднені до станіну, мають багато інших складних сульфідів – бріартит Cu₂(Fe, Zn)GeS₄, сакураїт (Cu, Fe, Zn)₃InS₄, окартит Ag₂FeSnS₄, германіт Cu₃(Fe, Ge)S₄.

До структурного типу сфалериту відносяться структури лаутиту CuAsS і люцоніту Cu₃AsS₄ – атоми As в них мають тетраедричну координацію. Саме тому ці мінерали відносяться до складних сульфідів, а не до сульфосолей, хоча такий висновок можна було б зробити, дивлячись формули цих мінералів.

Похідними від структури халькопіриту є структури таких мінералів, як талнахіт Cu₉Fe₈S₁₆, мойхукит Cu₉Fe₉S₁₆ і хейкокит Cu₄Fe₅S₈. Так само як у халькопіриті, основним будівельним блоком в структурах цих мінералів є комірка сфалеритового типу. Відмінність полягає у тому, що в цих мінералах містяться додаткові кристалохімічні позиції металу, локалізовані у незайнятих тетраедричних позиціях кубічної щільної упаковки гратки сірки. Кожен такий додатковий атом металу володіє першою координаційною сферою з тетраедричною координацією стосовно атомів сірки на віддалі ~2.ЗÅ и другою координаційною сферою з октаедричною координацією стосовно «звичайних» атомів на віддалі ~2.7 Å (рис. ). Входження інтерстиційних металів викликає зсув шести навколишніх «нормальних» атомів металів убік від додаткових атомів металів.

Рис. 5.4. Структура нікеліну