铁—镍硫尖晶石的晶体化学

用合成和天然样品对硫尖晶石序列硫镍矿(Ni_3S_4)—紫硫镍矿(FeNi_2S_4)—胶黄铁矿(Fe_3S_4),特别是其中间组分〔“紫硫镍矿”(Fe,Ni)_3S_4〕的晶体化学和矿物性质进行了研究。在Ni_3S_4—FeNi_2S_4序列中,随着Fe含量增加,其热稳定性增大,晶胞参数a近似呈线性减小,反射率增大(波长为859nm时,反射谱线则表现出更复杂的变化。当成分在Fe_0.25Ni_2.75S_4—FeNi_2S_4之间时,其穆斯堡尔谱基本由双峰组成,同质异能位移和四极分裂值皆很小,并且前者还随Fe的增加而减小(0.23~0.35mm/sec)。我们认为,这是由于八面体位中Fe~(2+)处于低自旋状态所致。对谱线的进一步考察表明,在四面体中可能有铁存在(~18%)。这些数据与以前提出的硫尖晶石成键模型相吻合。虽然对天然样品的电子探针分析表明,从Ni_3S_4到Fe_3S_4,存在有完全固溶体,但成键模型表明,如果Fe含量超过FeNi_2S_4组分,则会变为亚稳相。这种可能的亚稳组分的形成和对成分相应于Fe_3S_4、贫硫达1—2%的紫硫镍矿的观察,以及与紫硫镍矿有关的低温相的不确定性,都可解释为是由于紫硫镍矿为原生矿物(镍黄铁矿)的变生矿物所致。因此,这种矿物在自然界中的形成,反应机制和动力学因素起着决定作用。