Группа борнита.

В группу борнита мы условно объединяем три железо-медных сульфи­да: борнит (представитель минералов состава А3Х2), халькопирит и станнин (представители минералов состава АХ), близких по свойствам  и условиям образования, и довольно редкий минерал германит. В природных условиях эти минералы, особенно борнит и халькопирит, при температуре выше 475° С образуют ограниченные твердые растворы. Последние распадаются с понижением температуры, образуя пластинчатые выделения халькопирита в борните.
 

Борнит — Cu⁺5_nCu²⁺1/2nFe3+ S4, получил название по имени австрийского минералога И. Борна (1742—1791 гг.). Синоним — пестрая медная руда.

Минерал
Формула
Химический состав, %
Сu
Fe
Sn
S
Борнит
 
63,3
11,2
25,5
CuFeS2
34,57
30,54
34,9
Cu2FeSnS4
29,5
13,1
27,5
29,9

Анализы обычно показывают присутствие Ag.
Сингония. Известны три полиморфные модификации борнита: тетрагональная, устойчивая при обычной температуре 0 =10,94, с0 = = 21,88, с00 = 2,00), тригональная метастабильная при обычной температуре 0 = 10,94) и кубическая, образующаяся при температуре > 228° С 0 = 5,50).
Кристаллическая структура тетрагональной и три-гональной модификаций выводится из высокотемпературной модификации,

Борнит, минерал борнит

 Структура борнита (по Н. В. Белову): а — восемь «основных» Fe-тетраэдров, расположенных по алмазному закону в ячейке борнита, б—двойная координация атомов Cu+1 в борните

основу которой составляют 8 тетраэдров из атомов серы вокруг Fe³⁺, размещающихся в вершинах и центрах граней элементарного куба , а также в центре четырех из восьми октантов того же куба. Атомы серы, находящиеся в вершинах Fe-тетраэдров, образуют плотнейшую кубическую упаковку. На ребрах тетраэдров посередине между каждой парой атомов S²⁻ в двойной координации размещаются атомы Сu⁺ . В таком положении из 48 вакантных мест медью занято только 40. В связи с этим часть Сu⁺ в борните окислена до Сu²⁺, что определяет дефектность его структуры.
 Борнит, минерал борнит
 
Агрегаты и габитус. Борнит встречается в виде сплошных масс и вкрапленников. Кристаллы его исключительно редки и имеют кубический, додекаэдрический или октаэдрический габитус.
 
Физические свойства. Цвет на свежем изломе темный, медно-красный. На воздухе борнит сразу же покрывается пестрой (в основ­ном синей) побежалостью. Цвет черты серовато-черный. Блеск полуметаллический. Борнит непрозрачный. Спайность практически отсутствует. Излом мелкораковистый, неровный. Хрупкий. Характеризуется электро­проводностью. Под микроскопом в свежем состоянии имеет розово-коричневый цвет.
Диагностические признаки
. Легко узнается по цвету, По пестрой синей побежалости и низкой твердости. Растворяется в HN03 с выделением всплывающей серы. П. п. т. на угле в восстановительном пламени плавится в хрупкий магнитный королек. В закрытой трубке образует слабый возгон серы, в открытой — дает серный дым.
 
Отличие от сходных минералов. Борнит похож на халькопирит, когда последний имеет пеструю побежал ось на поверхности, на никелин (NiAs), самородную медь и очень редкий минерал германит (Cu3Fe,GeS4) Отличия: 1) халькопирит имеет зелено-черную черту; 2) для никелина характерны медно-красный цвет без побежалости, твер­дость — 5 и буро-черная черта; 3) медь ковкая, с крючковатым изломом и медно-красной блестящей чертой; 4) германит имеет черную черту, встречается редко
 
Искусственное получение. В лабораторных условиях борнит образуется путем сплавления Сu и Fe с избытком S под слоем поваренной соли, а также при действии H2S на смесь Cu20, Cu04 и Fe203 при температуре 100—200° С, Находят его также в шлаках заводской плавки.
 
Образование и месторождения. Борнит возникает главным образом в связи с экзогенными процессами, образуя зону вторич­ного обогащения сульфидных месторождений. Он выделяется одним из первых среди вторичных сульфидов (главным образом, за счет халькопирита) по такой реакции:
 
CuFeS2+CuS04 + Н20 → Cu5_nCu1/2nFeS4 + FeS04 + H2S04 + 02.
 

Значительные месторождения борнита известны в США (Бьютт, Бисби) и Чили (Браден). Кристаллы встречены в месторождениях Бристоль (Кон­нектикут, США), Редрут (Корнуэлл, Англия) и Бьютт (Монтана, США). В России крупные месторождения борнита находятся в Казахстане (Джезказган, Успенское), на Урале (им. III Интернационала, Дзержинское). Здесь вместе с экзогенным встречается и эндогенный борнит. Экзогенный борнит присутствует почти во всех медно-сульфидных месторождениях. Значительно меньше развит эндогенный борнит, встречающийся в гидротермальных месторождениях вместе с халькопиритом, эндогенным халькозином, сфа леритом, пиритом и другими минералами.

 

Разрушение и псевдоморфозы. По сравнению с другими сульфидами меди борнит является наименее устойчивым и замещается более богатыми медью, халькозином и ковеллином.

Практическое значение. Борнит — важная медная руда.