Γαληνίτης

Ο Γαληνός, ορυκτό τόσο ιστορικής όσο και γεωλογικής σημασίας, είναι α οδηγήσει θειούχο ορυκτό με χημικό τύπο PbS. Ξεχωρίζει με τη χαρακτηριστική μεταλλική λάμψη και την κυβική κρυσταλλική δομή του, που συχνά εμφανίζεται ως λαμπεροί, κυβικοί ή οκταεδρικοί κρύσταλλοι. Το Galena έχει διαδραματίσει καθοριστικό ρόλο στην ανθρώπινη ιστορία ως κύρια πηγή μολύβδου, ο οποίος χρησιμοποιήθηκε σε διάφορες εφαρμογές, από σωλήνες και σφαίρες έως χρωστικές ουσίες και μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Ενώ οι εφαρμογές του έχουν εξελιχθεί με την πάροδο του χρόνου, το galena παραμένει ένα συναρπαστικό ορυκτό, που θαυμάζεται για την κρυσταλλική ομορφιά του και τη συμβολή του στην κατανόησή μας ορυκτολογία και γεωλογία.

Όνομα: Το όνομα προέρχεται από το λατινικό galena, ένα όνομα που αρχικά δόθηκε στο μετάλλευμα μολύβδου.

Κρυσταλλογραφία. Ισομετρική; εξοκταεδρικό. Η πιο κοινή μορφή είναι ο κύβος. Το οκτάεδρο μερικές φορές υπάρχει ως περικοπές στον κύβο. Δωδεκάεδρο και τριδοκάεδρο σπάνια.

Σύνθεση. Θειούχος μολύβδου, PbS. Pb = 8 6 . 6 τοις εκατό, S = 13.4 τοις εκατό. Οι αναλύσεις δείχνουν σχεδόν πάντα την παρουσία του αργυροι. Μπορεί επίσης να περιέχει μικρές ποσότητες σεληνίου, ψευδάργυρος , κάδμιο, αντιμόνιο, βισμούθιο , να χαλκός.

Διαγνωστικά χαρακτηριστικά: Μπορεί να αναγνωριστεί εύκολα από την καλή διάσπαση, το υψηλό ειδικό βάρος, την απαλότητα και τη μαύρη ράβδωση

Μεταβολή: Με την οξείδωση το γαλένα μετατρέπεται στον θειικό γωνιθίτη και στο ανθρακικό σερουσίτης

Galena Χημικές, Φυσικές και Οπτικές Ιδιότητες

Το Galena είναι ένα ορυκτό που αποτελείται κυρίως από θειούχο μόλυβδο (II) (PbS). Έχει χρησιμοποιηθεί για χιλιάδες χρόνια ως πηγή μολύβδου, ασημιού και μερικές φορές ως ημιπολύτιμος λίθος. Εδώ είναι μερικά από τα χημικά, φυσικά και οπτικές ιδιότητες της Γκαλένας:

Χημικές ιδιότητες:

1. Χημική φόρμουλα: PbS (θειούχος μολύβδου)
2. Μοριακό βάρος: X
3. Κρυσταλλικό σύστημα: κυβικά
4. Σκληρότητα: 2.5 στην κλίμακα Mohs, που σημαίνει ότι είναι σχετικά μαλακό και μπορεί εύκολα να γρατσουνιστεί.
5. Χρώμα: Το Galena έχει τυπικά μπλε-γκρι έως ασημί χρώμα, αλλά μπορεί να αμαυρώσει σε ένα θαμπό γκρι.
6. Ράβδωση: Η ράβδωση της γαλήνης είναι γκρι-μαύρη.
7. Σχίσιμο: Το Galena παρουσιάζει τέλεια κυβική διάσπαση σε τρεις κατευθύνσεις, πράγμα που σημαίνει ότι σπάει κατά μήκος ομαλών, επίπεδων επιφανειών που είναι κάθετες μεταξύ τους.
8. Λάμψη: Το ορυκτό έχει μεταλλική λάμψη, που σημαίνει ότι φαίνεται λαμπερό και ανακλαστικό σαν μέταλλο.
9. Διαφάνεια: Είναι αδιαφανές, που σημαίνει ότι το φως δεν περνά μέσα από αυτό.

Φυσικές ιδιότητες:

1. Πυκνότητα: Η πυκνότητα του γαλήνου είναι περίπου 7.4 έως 7.6 g/cm³, καθιστώντας το ιδιαίτερα πυκνό.
2. Ειδική βαρύτητα: Το Galena έχει ειδικό βάρος (σχετική πυκνότητα) περίπου 7.2 έως 7.6, ανάλογα με τις ακαθαρσίες.
3. Σημείο τήξης: Το Galena έχει σχετικά χαμηλό σημείο τήξης περίπου 1,114°C (2,037°F).
4. Σημείο βρασμού: Δεν έχει διακριτό σημείο βρασμού, καθώς αποσυντίθεται πριν φτάσει στο σημείο βρασμού του μολύβδου.
5. Διαλυτότητα: Το Galena είναι αδιάλυτο στο νερό, αλλά μπορεί να διαλυθεί με νιτρικό οξύ (HNO3) για να σχηματίσει νιτρικό μόλυβδο (II) και θείο διοξίδιο.

Οπτικές ιδιότητες:

1. Δείκτης διάθλασης: Το Galena είναι αδιαφανές, επομένως δεν έχει δείκτη διάθλασης.
2. Διθλαση: Δεν παρουσιάζει διπλή διάθλαση επειδή είναι ισότροπο (που σημαίνει ότι έχει τις ίδιες ιδιότητες προς όλες τις κατευθύνσεις).
3. Διασπορά: Το Galena δεν παρουσιάζει διασπορά, που είναι ο διαχωρισμός του φωτός στα συστατικά του χρώματα όπως φαίνεται σε ορισμένους πολύτιμους λίθους.
4. Πλειχρωισμός: Δεν είναι πλειοχρωμικό γιατί δεν δείχνει διαφορετικά χρώματα όταν το βλέπει κανείς από διαφορετικές οπτικές γωνίες.

Το Galena είναι κυρίως γνωστό για την ιστορική του σημασία ως πηγή μολύβδου και αργύρου. Έχει χρησιμοποιηθεί σε διάφορες εφαρμογές, μεταξύ των οποίων ως πηγή χρωστικών, ως υλικό για την κατασκευή μολυβένιων βολών και σφαιρών, και ως ημιπολύτιμος λίθος σε κοσμήματα. Ωστόσο, λόγω της τοξικής φύσης του μολύβδου, η χρήση του έχει μειωθεί στη σύγχρονη εποχή και δεν χρησιμοποιείται πλέον ευρέως σε αυτές τις εφαρμογές.

Εμφάνιση και σχηματισμός του Γαληνά

Το Galena (PbS) είναι ένα κοινό ορυκτό που σχηματίζεται σε ποικίλα γεωλογικά περιβάλλοντα. Η εμφάνιση και ο σχηματισμός του επηρεάζονται από συγκεκριμένες συνθήκες και διαδικασίες. Ακολουθεί μια επισκόπηση του πώς και πού βρίσκεται συνήθως το galena:

Περιστατικό:

1. Υδροθερμικά κοιτάσματα: Η πιο κοινή και σημαντική πηγή γαλήνης είναι η υδροθερμική καταθέσεις. Αυτές οι αποθέσεις σχηματίζονται όταν ζεστά, πλούσια σε μέταλλα υγρά, που συχνά συνδέονται με ηφαιστειακή ή μαγματική δραστηριότητα, κυκλοφορούν μέσω βράχους και καταθέσεων ορυκτά καθώς κρυώνουν. Το Galena μπορεί να κατακρημνιστεί από αυτά υδροθερμικά υγρά όταν έρχονται σε επαφή με πετρώματα που περιέχουν θείο.
2. Ιζηματογενή πετρώματα: Το Galena μπορεί επίσης να βρεθεί σε ιζηματογενή πετρώματα, συχνά ως αποτέλεσμα του καιρικές συνθήκες και διάβρωση πρωτογενών υδροθερμικών κοιτασμάτων. Με την πάροδο του χρόνου, τα ορυκτά που φέρουν γαλένα μπορούν να μεταφερθούν με νερό και να εναποτεθούν σε ιζηματογενείς λεκάνες.
3. Μεταμορφικοί Βράχοι: Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο γαλήνας μπορεί να σχηματιστεί κατά τη μεταμόρφωση πετρωμάτων ή ορυκτών πλούσιων σε μόλυβδο. Οι υψηλές θερμοκρασίες και η πίεση μπορεί να προκαλέσουν χημικές αντιδράσεις που έχουν ως αποτέλεσμα το σχηματισμό γαλήνης.
4. Δευτερεύων εμπλουτισμός: Οι δευτερογενείς διεργασίες εμπλουτισμού μπορούν να συγκεντρώσουν το γαλήνιο σε ορισμένες περιοχές. Αυτό συμβαίνει όταν το νερό διοχετεύει τον μόλυβδο από πρωτογενή μεταλλεύματα και στη συνέχεια τον μεταφέρει και τον αποθέτει σε δευτερεύουσες θέσεις κάτω από διαφορετικές χημικές συνθήκες.

Σχηματισμός:

Ο σχηματισμός της γαλήνης περιλαμβάνει έναν συνδυασμό παραγόντων, συμπεριλαμβανομένης της παρουσίας μολύβδου, θείου και κατάλληλων γεωλογικών συνθηκών. Ακολουθεί μια απλοποιημένη επισκόπηση του τρόπου με τον οποίο σχηματίζεται το galena:

1. Παρουσία Μόλυβδου: Ο σχηματισμός Galena απαιτεί μια πηγή μολύβδου. Αυτό μπορεί να προέλθει από διάφορες πηγές, συμπεριλαμβανομένων μαγματικών εισβολών που φέρνουν ορυκτά που φέρουν μόλυβδο στον φλοιό της Γης ή από την παρουσία πετρωμάτων πλούσια σε μόλυβδο.
2. Θείο: Το θείο είναι ένα άλλο κρίσιμο συστατικό. Το θείο μπορεί να προέρχεται από διάφορες γεωλογικές διεργασίες, όπως η ηφαιστειακή δραστηριότητα, η οποία απελευθερώνει διοξείδιο του θείου (SO2) στην ατμόσφαιρα. Αυτό το θείο μπορεί στη συνέχεια να συνδυαστεί με τον μόλυβδο για να σχηματίσει γαληνό υπό συγκεκριμένες συνθήκες.
3. Υδροθερμική Δραστηριότητα: Η κυκλοφορία θερμών, υδροθερμικών ρευστών είναι ένας κοινός μηχανισμός σχηματισμού γαληνών. Αυτά τα υγρά συχνά προέρχονται από βαθιά μέσα στη Γη και μεταφέρουν διαλυμένα ορυκτά, συμπεριλαμβανομένου του μολύβδου και του θείου. Όταν αυτά τα υγρά συναντούν κατάλληλα πετρώματα-ξενιστές, ψύχονται και εναποθέτουν γαλήνα και άλλα ορυκτά.
4. Χημικές αντιδράσεις: Μέσα στο υδροθερμικό σύστημα, συμβαίνουν χημικές αντιδράσεις μεταξύ του μολύβδου, του θείου και άλλων στοιχείων που υπάρχουν στα γύρω πετρώματα. Αυτές οι αντιδράσεις οδηγούν στην κατακρήμνιση γαληνών καθώς το υγρό ψύχεται και οι συνθήκες αλλάζουν.
5. Αποκρυστάλλωση: Καθώς το γαλήνιο κατακρημνίζεται από το υδροθερμικό ρευστό, σχηματίζει διακριτούς κρυστάλλους. Οι κρύσταλλοι Galena παρουσιάζουν τυπικά κυβική διάσπαση και συχνά βρίσκονται ως διακριτοί, γυαλιστεροί κύβοι.

Το συγκεκριμένο γεωλογικό περιβάλλον και οι συνθήκες επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό το μέγεθος και την ποιότητα των κοιτασμάτων γαληνών. Το Galena μπορεί να εμφανιστεί ως πρωτογενές μετάλλευμα σε ορυχεία μολύβδου ή ως υποπροϊόν στην εξόρυξη άλλων ορυκτών. Επιπλέον, συνδέεται με διάφορα άλλα ορυκτά, όπως σφαλερίτη (θειούχος ψευδάργυρος) και χαλκοπυρίτης (χαλκός σίδερο σουλφίδιο), σε πολυμεταλλικό κοιτάσματα μεταλλεύματος.

Πηγές εξόρυξης

Οι πηγές εξόρυξης για το γαλήνα αφορούν κυρίως τοποθεσίες όπου βρίσκονται μεταλλεύματα μολύβδου. Το Galena είναι το πιο κοινό και σημαντικό μετάλλευμα μολύβδου και συχνά χρησιμεύει ως η κύρια πηγή παραγωγής μολύβδου. Αυτές οι πηγές εξόρυξης μπορούν να κατηγοριοποιηθούν στους ακόλουθους τύπους:

1. Πρωτογενή ορυχεία μολύβδου: Αυτά τα ορυχεία είναι αφιερωμένα στην εξόρυξη μεταλλεύματος μολύβδου, με κύριο στόχο το γαλένα. Συχνά βρίσκονται σε περιοχές όπου οι γεωλογικές συνθήκες ευνοούν τον σχηματισμό κοιτασμάτων μολύβδου, όπως υδροθερμικά ή ιζηματογενή περιβάλλοντα. Μερικά γνωστά πρωτογενή ορυχεία μολύβδου περιλαμβάνουν:
   • Lucky Friday Mine, ΗΠΑ: Βρίσκεται στο Αϊντάχο, αυτό το ορυχείο υπήρξε σημαντικός παραγωγός μολύβδου και αργύρου, με το γαλένα ως το κύριο ορυκτό μετάλλευμα.
   • Ορυχείο Broken Hill, Αυστραλία: Ιστορικά ένα από τα μεγαλύτερα ορυχεία μολύβδου-ψευδαργύρου στον κόσμο, είναι γνωστό για τα υψηλής ποιότητας κοιτάσματα γαλήνης.
   • Ορυχείο Laisvall, Σουηδία: Αυτό το ορυχείο ήταν πηγή μολύβδου και αργύρου από μεταλλεύματα πλούσια σε γαλήνα.
2. Πολυμεταλλικά Ορυχεία: Το Galena βρίσκεται συχνά μαζί με άλλα πολύτιμα ορυκτά όπως ο ψευδάργυρος (σφαλερίτης), ο χαλκός και το ασήμι σε πολυμεταλλικά κοιτάσματα μεταλλευμάτων. Αυτά τα ορυχεία στοχεύουν πολλά μέταλλα, με ένα από τα γαλένα μεταλλεύματα ορυκτών. Μερικά αξιοσημείωτα πολυμεταλλικά ορυχεία όπου εξορύσσεται το γαλένα περιλαμβάνουν:
   • Sullivan Mine, Καναδάς: Αυτό το ορυχείο στη Βρετανική Κολομβία είναι διάσημο για τα πλούσια πολυμεταλλικά του κοιτάσματα, όπως γαλένα (μόλυβδος), φαλερίτης (ψευδάργυρος) και άλλα ορυκτά.
   • Kidd Creek Mine, Καναδάς: Ένα άλλο καναδικό ορυχείο που παράγει μια ποικιλία μετάλλων, συμπεριλαμβανομένου του μολύβδου (από το galena) και του ψευδαργύρου.
3. Ιστορικές Μεταλλευτικές Περιοχές: Πολλές περιοχές σε όλο τον κόσμο έχουν ιστορία εξόρυξης μολύβδου, με το γαληναίο να είναι η κύρια πηγή. Ενώ ορισμένα από αυτά τα ορυχεία έχουν σταματήσει τη λειτουργία τους, παραμένουν σημαντικές ιστορικές πηγές μολύβδου. Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν:
   • Peak District, Ηνωμένο Βασίλειο: Αυτή η περιοχή έχει μακρά ιστορία εξόρυξης μολύβδου που χρονολογείται από τους ρωμαϊκούς χρόνους, με το γαλένα να είναι το κύριο μετάλλευμα.
   • Μιζούρι, ΗΠΑ: Η πολιτεία του Μιζούρι, ιδιαίτερα το Viburnum Trend, υπήρξε μια σημαντική ιστορική πηγή μεταλλεύματος μολύβδου, κυρίως γαλήνης.
4. Δευτερεύουσες πηγές: Σε ορισμένες περιπτώσεις, το γαλήνιο ανακτάται ως υποπροϊόν εξορυκτικών εργασιών που στοχεύουν άλλα ορυκτά. Για παράδειγμα, κατά την εξόρυξη ψευδαργύρου, χαλκού ή αργύρου, το γαλήνιο μπορεί να υπάρχει ως δευτερεύον ορυκτό μετάλλευμα και μπορεί να εξαχθεί μαζί με τα κύρια ορυκτά-στόχους.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι δραστηριότητες και οι τοποθεσίες εξόρυξης μπορεί να αλλάξουν με την πάροδο του χρόνου λόγω της ζήτησης της αγοράς, των οικονομικών παραγόντων και των τεχνολογικών εξελίξεων. Επιπλέον, οι περιβαλλοντικοί κανονισμοί και οι ανησυχίες για τη βιωσιμότητα έχουν επηρεάσει τη βιομηχανία εξόρυξης, οδηγώντας σε αλλαγές στις πρακτικές εξόρυξης και στην εξερεύνηση νέων πηγών μολύβδου και άλλων μετάλλων. Επομένως, οι συγκεκριμένες πηγές εξόρυξης για το galena μπορεί να διαφέρουν ανά περιοχή και χρονική περίοδο.

Περιοχή εφαρμογής και χρήσεων

Οι εφαρμογές και οι χρήσεις του galena (θειούχος μολύβδου, PbS) έχουν εξελιχθεί με την πάροδο του χρόνου και μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε ιστορικές και σύγχρονες εφαρμογές. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι λόγω των ανησυχιών για την υγεία και το περιβάλλον που σχετίζονται με τον μόλυβδο, πολλές παραδοσιακές χρήσεις του galena έχουν μειωθεί και οι εφαρμογές του είναι πλέον περιορισμένες. Εδώ είναι μερικές από τις ιστορικές και σύγχρονες περιοχές εφαρμογής του galena:

Ιστορικές εφαρμογές:

1. Τήξη μετάλλων: Το Galena ήταν μια κρίσιμη πηγή μολύβδου από την αρχαιότητα. Χρησιμοποιήθηκε κυρίως για την εξαγωγή μολύβδου μέσω της διαδικασίας τήξης. Ο μόλυβδος ήταν απαραίτητος για την κατασκευή σωλήνων, νομισμάτων και διαφόρων άλλων μεταλλικών προϊόντων.
2. Μπαταρίες μολύβδου-οξέος: Ιστορικά, το galena χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή μπαταριών μολύβδου-οξέος, που απαντώνται συνήθως σε οχήματα και βιομηχανικές εφαρμογές. Ωστόσο, οι σύγχρονες μπαταρίες μολύβδου-οξέος παράγονται συνήθως χρησιμοποιώντας διοξείδιο του μολύβδου και σπόγγο μόλυβδο αντί για galena λόγω βελτιωμένης τεχνολογίας.
3. Χρωστικές: Οι χρωστικές με βάση τον μόλυβδο, όπως το λευκό μόλυβδο (βασικός ανθρακικός μόλυβδος) και το κίτρινο μόλυβδο-κασσίτερο, κατασκευάστηκαν από μόλυβδο που προερχόταν από το γαλένα. Αυτές οι χρωστικές ουσίες χρησιμοποιήθηκαν σε πίνακες ζωγραφικής, κεραμικά και καλλυντικά. Ωστόσο, η χρήση τους έχει μειωθεί λόγω ανησυχιών σχετικά με την τοξικότητα του μολύβδου.
4. Πυρομαχικά: Στο παρελθόν, ο μόλυβδος που προερχόταν από το galena χρησιμοποιούνταν για την κατασκευή σφαιρών και πυροβολισμών για πυροβόλα όπλα και πυρομαχικά.

Σύγχρονες Εφαρμογές:

1. Υλικό ημιαγωγών: Το Galena είναι ένα φυσικό ημιαγωγικό υλικό, αν και έχει περιορισμένη χρήση στα σύγχρονα ηλεκτρονικά λόγω της ανάπτυξης πιο αποτελεσματικών συνθετικών ημιαγωγών υλικών. Ιστορικά, χρησιμοποιήθηκε σε πρώιμους κρυστάλλινους ραδιοφωνικούς δέκτες.
2. Δείγματα ορυκτών: Οι διακριτικοί κυβικοί κρύσταλλοι και η μεταλλική λάμψη του Galena το καθιστούν δημοφιλές δείγμα ορυκτού για συλλέκτες και εκπαιδευτικούς σκοπούς.
3. Θωράκιση ακτινοβολίας: Ο μόλυβδος, συμπεριλαμβανομένου του μολύβδου που προέρχεται από το galena, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται στην κατασκευή προστατευτικών υλικών για προστασία από την ιονίζουσα ακτινοβολία σε εφαρμογές όπως ιατρικές εγκαταστάσεις, πυρηνικοί αντιδραστήρες και βιομηχανική ακτινογραφία.
4. Ιστορικά αντικείμενα: Το Galena μπορεί ακόμα να βρεθεί σε ιστορικά αντικείμενα και αντικείμενα όπως κοσμήματα αντίκες, μολυβένια ειδώλια και διακοσμητικά αντικείμενα. Ωστόσο, αυτά τα αντικείμενα θεωρούνται συνήθως συλλεκτικά αντικείμενα ή ιστορικά αξιοπερίεργα παρά καθημερινά αντικείμενα.

Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι η χρήση του galena σε πολλές παραδοσιακές εφαρμογές έχει μειωθεί σημαντικά λόγω των καλά τεκμηριωμένων κινδύνων για την υγεία που σχετίζονται με την έκθεση σε μόλυβδο. Ο μόλυβδος είναι τοξικός για τον άνθρωπο και το περιβάλλον και η χρήση του σε προϊόντα όπως τα χρώματα, η βενζίνη και οι σωλήνες νερού έχει ρυθμιστεί σε μεγάλο βαθμό ή έχει καταργηθεί σταδιακά σε πολλά μέρη του κόσμου.

Ενώ το ίδιο το galena έχει περιορισμένες σύγχρονες βιομηχανικές εφαρμογές, παραμένει αντικείμενο επιστημονικού ενδιαφέροντος και ορυκτολογικής μελέτης. Οι ερευνητές μελετούν τον γαλήνα για τις κρυσταλλογραφικές του ιδιότητες, οι οποίες έχουν σημασία στην επιστήμη των υλικών και στην ορυκτολογία. Επιπλέον, ορισμένες περιοχές με ιστορικές δραστηριότητες εξόρυξης μολύβδου μπορεί να εξακολουθούν να έχουν το γαλήνιο ως μέρος της γεωλογικής και πολιτιστικής τους κληρονομιάς.

αναφορές

• Bonewitz, R. (2012). Πετρώματα και ορυκτά. 2η έκδ. Λονδίνο: DK Publishing.
• Dana, JD (1864). Εγχειρίδιο Ορυκτολογίας… Wiley.
• Handbookofmineralogy.org. (2019). Εγχειρίδιο Ορυκτολογίας. [σε απευθείας σύνδεση] Διαθέσιμο στη διεύθυνση: http://www.handbookofmineralogy.org [Πρόσβαση στις 4 Μαρ. 2019].
• Mindat.org. (2019): Πληροφορίες για τα ορυκτά, δεδομένα και τοποθεσίες.. [διαδικτυακό] Διαθέσιμο στη διεύθυνση: https://www.mindat.org/ [Πρόσβαση. 2019].