البيروتيت

البيروتيت ( كلمة pyrrhos يونانية الأصل وتعني "بلون اللهب" ) هو معدن كبريتيد الحديد، صيغته الكيميائية Fe _(1−x) S (حيث x = 0 إلى 0.125). وهو شكل غير متكافئ من FeS، وهو معدن الترويليت ، ويفتقر إلى الحديد . يُطلق على البيروتيت أيضًا اسم البيريت المغناطيسي ، نظرًا لتشابه لونه مع البيريت وضعف مغناطيسيته. تقل المغناطيسية مع ازدياد محتوى الحديد، بينما يكون الترويليت غير مغناطيسي. ^{[ 5 ]} يتميز البيروتيت عمومًا بشكله اللوحي ولونه النحاسي/البرونزي وبريقه المعدني . يوجد هذا المعدن مع الصخور النارية المافية مثل النوريت ، وقد يتشكل من البيريت أثناء عمليات التحول . ^{[ 6 ]} يرتبط البيروتيت ويستخرج مع معادن الكبريتيد الأخرى مثل البنتلانديت والبيريت والكالكوبيريت والماغنيتيت ، وقد تم العثور عليه على مستوى العالم.  

يوجد البيروتيت في عدد من الأشكال البلورية ذات التناظر السداسي أو أحادي الميل ؛ وغالبًا ما توجد عدة أشكال بلورية في العينة الواحدة. وتستند بنيتها إلى وحدة الخلية NiAs . وبذلك، يشغل الحديد موقعًا ثماني الأوجه ، بينما تشغل مراكز الكبريتيد مواقع موشورية ثلاثية . ^{[ 7 ]}

غالبًا ما تكون المواد ذات بنية NiAs غير متكافئة التركيب الكيميائي لافتقارها إلى ما يصل إلى ثُمن أيونات المعدن، مما يُؤدي إلى ظهور _فراغات . ومن هذه البنى البيروتيت-4C (Fe₇S₈ ₎ . يشير الرقم "4" هنا إلى أن فراغات الحديد تُحدد شبكة فائقة أكبر بأربع مرات من وحدة الخلية في الاتجاه "C". يُختار الاتجاه " C _" عادةً موازيًا لمحور التناظر الرئيسي للبلورة؛ ويتوافق هذا الاتجاه عادةً مع أكبر مسافة بين الشبكات. تشمل الأنماط البلورية الأخرى: البيروتيت-5C (Fe₉S₁₀ ₎ ، و6C (Fe₁₁S₁₂ ₎ ، و7C ( _{Fe₉S₁₀ )} ، و ₁₁ C ( _{Fe₁₀S₁₁ )} . يمكن أن يكون لكل نمط بلوري تناظر أحادي الميل (M) أو سداسي (H)، ولذلك تُصنّف بعض المصادر هذه الأنماط، على سبيل المثال، ليس 6C، بل 6H أو 6M اعتمادًا على التناظر. ^{[ 2 ] [ 8 ]} تكون الأشكال أحادية الميل مستقرة عند درجات حرارة أقل من 254 درجة مئوية، بينما تكون الأشكال السداسية مستقرة عند درجات حرارة أعلى من ذلك. ويُستثنى من ذلك تلك التي تحتوي على نسبة عالية من الحديد، قريبة من تركيب الترويليت (47 إلى 50% نسبة ذرية من الحديد)، والتي تُظهر تناظرًا سداسيًا. ^{[ 9 ]} 

الشبكة البلورية المثالية لكبريتيد الحديد (FeS)، مثل شبكة الترويليت، غير مغناطيسية. وتختلف الخصائص المغناطيسية باختلاف محتوى الحديد. فالبيروتيت السداسي الغني بالحديد يكون مضادًا للمغناطيسية . في المقابل، فإن البيروتيت أحادي الميل ( Fe7S8 _{) الفقير بالحديد} يكون مغناطيسيًا حديديًا . ^{[ 10 ]} ولذلك، تُعزى المغناطيسية الحديدية، التي تُلاحظ على نطاق واسع في البيروتيت، إلى وجود تراكيز عالية نسبيًا من فراغات الحديد (تصل إلى 20%) في البنية البلورية. تُقلل هذه الفراغات من تناظر البلورة. لذا، فإن الأشكال أحادية الميل من البيروتيت تكون عمومًا أغنى بالعيوب من الأشكال السداسية الأكثر تناظرًا، وبالتالي فهي أكثر مغناطيسية. ^{[ 11 ]} يخضع البيروتيت أحادي الميل لانتقال مغناطيسي يُعرف بانتقال بيسنوس عند 30 كلفن، مما يؤدي إلى فقدان المغناطيسية المتبقية. ^{[ 12 ]} تبلغ مغنطة التشبع للبيروتيت 0.12 تسلا . ^{[ 13 ]}

البيروتيت عنصر نادر شائع نسبيًا في الصخور النارية المافية، وخاصة النوريت . يوجد على شكل رواسب منفصلة في التداخلات الطبقية المرتبطة بالبنتلانديت والكالكوبيريت وكبريتيدات أخرى. وهو عنصر مهم في تداخل سادبري ( فوهة نيزكية عمرها 1.85 مليار سنة في أونتاريو ، كندا)، حيث يوجد في كتل مرتبطة بتمعدن النحاس والنيكل. ^{[ 9 ]} كما يوجد أيضًا في البغماتيت وفي مناطق التحول التماسي . غالبًا ما يصاحب البيروتيت البيريت والماركاسيت والماغنيتيت.

يتطلب تكوين البيروتيت وجود كل من الحديد والكبريت. ^{[ 6 ]} يُعدّ الحديد رابع أكثر العناصر وفرةً في القشرة القارية للأرض (بمعدل وفرة يبلغ 5.63% أو 56300  ملغم/كغم في القشرة)، ^{[ 21 ]} ولذلك، فإن معظم الصخور تحتوي على وفرة كافية من الحديد لتكوين البيروتيت. ^{[ 6 ]} مع ذلك، ولأن الكبريت أقل وفرةً (بمعدل وفرة يبلغ 0.035% أو 350  ملغم/كغم في القشرة)، ^{[ 21 ]} فإن تكوين البيروتيت يخضع عمومًا لوفرة الكبريت. ^{[ 6 ]} كما أن معدن البيريت هو أكثر معادن الكبريتيد شيوعًا ووفرةً في القشرة الأرضية. ^{[ 6 ]} إذا خضعت الصخور المحتوية على البيريت لعملية التحول ، يحدث إطلاق تدريجي لمكونات متطايرة مثل الماء والكبريت من البيريت. ^{[ 6 ]} يؤدي فقدان الكبريت إلى إعادة تبلور البيريت إلى البيروتيت. ^{[ 6 ]}

يتحلل البيريت أيضاً إلى بيروتيت في البيئات الصناعية المختزلة الساخنة، مثل أفران الصهر ^{[ 22 ]} وتسييل الفحم المباشر (حيث يكون عاملاً مساعداً مهماً). ^{[ 23 ]}

يمكن أن يتشكل البيروتيت أيضًا بالقرب من الفتحات الحرارية المائية للمدخنات السوداء . ^{[ 6 ]} تطلق المدخنات السوداء تركيزات عالية من الكبريت على قاع البحر، وعندما تتعرض الصخور المحيطة بها للتحول، يمكن أن يتبلور البيروتيت. ^{[ 6 ]} لاحقًا ، ترفع العمليات التكتونية الصخور المتحولة وتكشف البيروتيت على سطح الأرض. ^{[ 6 ]}

فيما يلي بعض المواقع حول العالم التي تم الإبلاغ فيها عن وجود البيروتيت أثناء التعدين : ^{[ 15 ]}

أُطلق عليه هذا الاسم عام 1847 من قبل أورس-بيير-أرماند بيتي-دوفرينوي . ^{[ 38 ]} كلمة "بيروتيت" مشتقة من الكلمة اليونانية πυρρός، " بيروس" ، والتي تعني بلون اللهب. ^{[ 2 ]}

لا يمكن استخدام الصخور المحتوية على البيروتيت كركام للخرسانة ، لأن أيونات الكبريتات الناتجة عن أكسدة البيروتيت تُسبب بسهولة هجومًا داخليًا بالكبريتات في الخرسانة. يُعد هذا شكلًا خبيثًا وشديدًا من أشكال تدهور الخرسانة . ^{[ 39 ]} وقد رُبط البيروتيت بانهيار أقبية خرسانية في كيبيك وماساتشوستس وكونيتيكت ، حيث استخرجت المحاجر المحلية ركامًا غير مُحدد الخصائص بشكل كافٍ لصنع الخرسانة. ^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]} كما تأثرت العديد من المنازل في أيرلندا، وخاصة في مقاطعة دونيغال ، بشوائب البيروتيت الموجودة في الركام الذي تم اختياره بشكل غير مناسب لصنع الخرسانة. ^{[ 43 ] [ 44 ]} يمكن لكبريتيد الحديد الموجود فيه أن يتفاعل بشكل طبيعي مع الأكسجين والماء ، ومع مرور الوقت يتحلل البيروتيت إلى حمض الكبريتيك ويُشكل معادن ثانوية مثل الإترينجيت والثوماسيت والجبس . ^{[ 39 ] [ 6 ]} تشغل نواتج التحول المتشكلة حديثًا حجمًا أكبر من البيروتيت. ويؤدي تمددها إلى إجهاد شد في مصفوفة الخرسانة، مما يتسبب في تشققها ويؤدي إلى انهيار أساسات المنازل أو المنشآت الخرسانية. ^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 39 ] [ 6 ]}

باستثناء كونه مصدرًا للكبريت ، لا يُستخدم البيروتيت في تطبيقات محددة. ^{[ 45 ]} وهو ليس معدنًا ذا قيمة إلا إذا احتوى على كميات كبيرة من النيكل أو النحاس أو معادن أخرى. ^{[ 45 ] [ 46 ]} ونادرًا ما يُستخرج الحديد من البيروتيت نظرًا لتعقيد عملية استخلاصه . ^{[ 45 ]} ويُستخرج البيروتيت بشكل أساسي لارتباطه بالبنتلانديت ، (Fe,Ni) _{9S8 ،} وهو معدن كبريتي قد يحتوي على كميات كبيرة من النيكل والكوبالت . ^{[ 2 ]} وعند وجوده في الصخور المافية والفوق مافية ، يُمكن أن يكون البيروتيت مؤشرًا جيدًا على وجود رواسب نيكل اقتصادية . ^{[ 45 ]}

• سبنسر، ليونارد جيمس (1911). "البيروتيت"  . الموسوعة البريطانية (  الطبعة الحادية عشرة).