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Mackinawita

La mackinawita es un mineral de sulfuro de hierro y níquel con la fórmula química (Fe,Ni)
1+xS (donde x = 0 a 0,11). El mineral cristaliza en el sistema cristalino tetragonal y se ha descrito como una matriz cúbica distorsionada y compacta de átomos de S con algunos de los huecos llenos de Fe. [6] La mackinawita se presenta como cristales tabulares de color bronce opaco a blanco grisáceo y masas anédricas. Tiene una dureza de Mohs de 2,5 y una gravedad específica de 4,17. Se describió por primera vez en 1962 para un yacimiento en la mina Mackinaw, en el condado de Snohomish, Washington, de donde recibió el nombre. [5]

Aparición

La mackinawita se presenta en peridotitas serpentinizadas como un producto de alteración hidrotermal , en meteoritos y en asociación con calcopirita , cubanita , pentlandita , pirrotita , greigita , maucherita y troilita . [3] La mackinawita también se presenta en ambientes reductores como sedimentos de agua dulce y marinos como resultado del metabolismo de bacterias reductoras de hierro y sulfato .

En ambientes anóxicos, la mackinawita se forma por la reacción de HS − con iones Fe 2+ o con Fe metálico. [7] La ​​mackinawita es un mineral metaestable que se presenta predominantemente como un precipitado poco cristalino. [8] Después del inicio de la precipitación, la mackinawita puede tardar hasta 2 años en formarse a 25 °C. [9] Se ha informado que la mackinawita puede ser estable hasta 16 semanas a temperaturas de hasta 100 °C a valores de pH de 3 a 12. [10] Los laboratorios también han producido mackinawita sintética para estudiar su formación utilizando varios métodos diferentes, como la reacción de sulfuro con hierro metálico o una solución de hierro ferroso, el crecimiento de bacterias reductoras de sulfuro utilizando Fe 2+ y electroquímicamente. [11] [7] [12] [10] [13]

Transformaciones en el medio ambiente

Dependiendo de las condiciones redox, la mackinawita puede formar fases más estables como la greigita [14] y, en última instancia , la pirita [15], un mineral importante en entornos acuosos anóxicos que se conserva en depósitos sedimentarios, especialmente la pizarra negra. [10] [16] [17] [18] [19] [20] Si bien se ha determinado que la mackinawita es un precursor necesario de la pirita, la vía de formación de minerales de sulfuro de hierro a partir de especies acuosas a minerales sólidos aún es nebulosa. Pueden existir muchos minerales de sulfuro de hierro en la transición entre la mackinawita mal ordenada y la pirita cristalina, como la greigita, la smithita y la pirrotita ; [21] [22] Sin embargo, los estudios también han indicado que la formación de pirita a partir de mackinawita puede ocurrir cuando la oxidación ha comenzado y el azufre presente está en estados de oxidación intermedios (−1 a +6) y hay especies de azufre intermedio como azufre elemental o polisulfuros y especies de monosulfuro oxidadas en la superficie , como mackinawita oxidada o greigita. [10]

Véase también

Referencias

  1. ^ Warr, LN (2021). "Símbolos minerales aprobados por IMA–CNMNC". Revista Mineralógica . 85 (3): 291–320. Código Bibliográfico :2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ Atlas de minerales
  3. ^ ab Manual de mineralogía
  4. ^ Datos de Webmineral
  5. ^ desde Mindat
  6. ^ Taylor, LA; Finger, LW (1970). "Refinamiento estructural y composición de mackinawita". Informe anual del Laboratorio Geofísico del Instituto Carnegie de Washington . 69 : 318–322.
  7. ^ ab Lennie, AR; Redfern, ATR; Champness, PE; Stoddart, CP; Schofield, PF; Vaughn, DJ (1997). "Transformación de mackinawita a greigita: un estudio in situ de difracción de rayos X en polvo y microscopio electrónico de transmisión" (PDF) . American Mineralogist . 82 (3–4): 203–309. Bibcode :1997AmMin..82..302L. doi :10.2138/am-1997-3-408. S2CID  18814494.
  8. ^ Vaughn, DJ; Craig, JR (1978). Química mineral de sulfuros metálicos . Cambridge University Press . ISBN 978-0521214896.
  9. ^ Rickard, DT (1995). "Cinética de la precipitación de FeS: Parte 1. Mecanismos de reacción en competencia". Geochimica et Cosmochimica Acta . 59 (21): 4367–4379. Código Bibliográfico :1995GeCoA..59.4367R. doi :10.1016/0016-7037(95)00251-T.
  10. ^ abcd Benning, LG; Wilkin, RT; Barnes, HL (2000). "Vías de reacción en el sistema Fe–S por debajo de 100 °C". Geología química . 167 (1–2): 25–51. Código Bibliográfico :2000ChGeo.167...25B. doi :10.1016/S0009-2541(99)00198-9.
  11. ^ Yamaguchi, S.; Moori, T. (1972) . "Síntesis electroquímica de Fe3S4 ferromagnético " . Revista de la Sociedad Electroquímica . 119 (8): 1062. doi :10.1149/1.2404398.
  12. ^ Mullet, M.; Boursiquot, S.; Abdelmoula, M.; Génin, J.-M.; Ehrhardt, J.-J. (2002). "Química de la superficie y propiedades estructurales de la mackinawita preparada por reacción de iones de sulfuro con hierro metálico". Geochimica et Cosmochimica Acta . 66 (5): 829–836. Bibcode :2002GeCoA..66..829M. doi :10.1016/S0016-7037(01)00805-5.
  13. ^ Michel, FM; Antao, SM; Chupas, PJ; Lee, PL; Parise, JB; Schoonen, MAA (2005). "Orden atómico de corto a medio alcance y tamaño de cristalito del precipitado inicial de FeS a partir del análisis de la función de distribución de pares". Química de materiales . 17 (25): 6246–6255. doi :10.1021/cm050886b.
  14. ^ Csákberényi-Malasics, D., Rodriguez-Blanco, JD, Kovács Kis, V., Rečnik, A., Benning, LG y Pósfai, M. (2012) Propiedades estructurales y transformaciones del FeS precipitado. Geología química, 294–295, 249–258. doi: 10.1016/j.chemgeo.2011.12.009.
  15. ^ Schoonen, MAA (2004). "Mecanismos de formación de pirita sedimentaria". En Amend, JP; Edwards, KJ; Lyons, TW (eds.). Biogeoquímica del azufre: pasado y presente . Documentos especiales de la Sociedad Geológica de América 379. págs. 117–134. ISBN 9780896299054.
  16. ^ Cahill, CL; Benning, LG; Barnes, HL; Parise, JB (2000). "Difracción de rayos X in situ con resolución temporal de sulfuros de hierro durante el crecimiento hidrotermal de pirita". Chemical Geology . 167 (1–2): 53–63. Bibcode :2000ChGeo.167...53C. doi :10.1016/S0009-2541(99)00199-0.
  17. ^ Rickard, DT; Morse, JW (2005). "Sulfuro volátil ácido (AVS)". Química Marina . 97 (3–4): 141–197. doi :10.1016/j.marchem.2005.08.004.
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  19. ^ Hunger, S.; Benning, LG (2007). "Greigita: un verdadero intermediario en la ruta del polisulfuro a la pirita". Geochemical Transactions . 8 : 1–20. doi : 10.1186/1467-4866-8-1 . PMC 1847509 . PMID  17376247. 
  20. ^ Rickard, DT; Luther, GW (2007). "Química de los sulfuros de hierro". Chemical Reviews . 107 (2): 514–562. doi :10.1021/cr0503658. PMID  17261073.
  21. ^ Rickard, DT (1969). "La química de la formación de sulfuro de hierro a bajas temperaturas". Contribuciones de Estocolmo a la geología . Vol. 20. págs. 67–95.
  22. ^ Wuensch, BJ; Prewitt, CT; Rajamani, V.; Scott, SD; Craig, JR; Barton, PB (1974). Mineralogía de sulfuros: notas breves del curso . Mineralogical Society of America . ISBN 978-0939950010.