Огненный пирит

Скопление кристаллов пирита (желтое) и кальцита (белое) из месторождения Панаскейра (Panasqueira) в Португалии Фото с сайта mindat.org.

На фото — скопление кристаллов пирита (желтое) и кальцита (белое) из месторождения Панаскейра (Panasqueira) в Португалии. Кубические кристаллы пирита причудливо сложились в фигуру, напоминающую сидящую на дереве кошку. Пирит (дисульфид железа, FeS2) — самый распространенный минерал класса сульфидов, он встречается во многих типах месторождений и используется человечеством на протяжении тысячелетий.

На кристаллах пирита видна характерная штриховка, по которой его можно отличить от сходных минералов. Фото с сайта mindat.org, Перу

Название минерала восходит к греческим словам πυρίτης λίθος — «камень, высекающий огонь»: Плиний Старший использовал его для нескольких типов камней, способных создавать искры при ударе о сталь. Интересно, что с помощью пирита добывали огонь люди, жившие от Аляски и Канады до Огненной Земли в Америке, от Австралии и Меланезии до Сибири. Сейчас пирит в основном используют для производства диоксида серы. Другое название — «золото дураков» — пирит получил во времена золотой лихорадки за характерный металлический блеск и латунно-желтый цвет. Однако при окислении поверхность кристаллов пирита становится коричневатой, часто покрываясь тонким слоем «ржавчины» — лимонитом (собирательное название для минералов гидроксидов трехвалентного железа). Чаще всего в составе лимонита преобладает гётит. Пирит часто встречается в виде правильных твердых кристаллов (6–6,5 по шкале Мооса) кубической формы.

Характерные формы кристаллов пирита. На фото Б изображены кристаллы, полностью покрытые лимонитом. Фото с сайта mindat.org

Несмотря на то что сера — не самый распространенный элемент в земной коре, сульфиды невероятно важны. Из всего многообразия минералов, а их насчитывается около 5600 видов, около 3% приходится на сульфиды. Часто с ними ассоциируют месторождения металлов. Причем они могут быть полезными ископаемыми сами по себе, например халькопирит, который добывают из-за меди, а могут добываться попутно, вместе с рудой — например, как гидротермальные кварцево-сульфидные жилы. Перечень компонентов, которые извлекают из сульфидов, очень широкий: золото, серебро, элементы платиновой группы, кобальт, никель, медь и другие.

Сульфиды, как и многие минералы, могут кристаллизоваться в результате разных процессов минералообразования (парагенетических мод) — высокотемпературных магматических, гидротермальных, осадочных, метаморфических и многих других. Пирит — чемпион среди минералов: он может кристаллизоваться в результате 21 из 57 известных парагенетических мод! Пирит формируется и при высоко-, и при низкотемпературных процессах, с участием воды и без, а также под действием бактерий. Он присутствует в метеоритах, вулканах, гидротермальных месторождениях, донных осадках, угольных шахтах и во многих других местах.

Сетевая диаграмма, где зелеными точками отмечены парагенетические моды (их 57), а синими — минералы (их здесь 5659). Каждый минерал связан с одной или несколькими парагенетическими модами. Всего на рисунке около 12 000 ребер, звеньев, которые показывают, какие минералы образуются в результате каких процессов. Изображение из тезисов R. M. Hazen et al., 2021. Mineral Informatics: Analysis and Visualization of Minerals through Time and Space конференции Американского геофизического союза (AGU)

Пирит нередко замещает твердые части окаменелостей, например раковины аммонитов. Этот процесс называется пиритизация, а образующиеся агрегаты — псевдоморфозы. Происходит это при быстром захоронении ископаемого в водных отложениях, дефиците кислорода, наличии сульфатредуцирующих бактерий и высокой концентрации растворенного в воде железа.

Раковина аммонита, замещенная пиритом. Фото © Christian Bracke с сайта mindat.org, Рязанская область

Наличие пирита разрушает окаменелости, он начинает разлагаться при попадании во влажную среду с доступом кислорода. Чтобы этому помешать, извлеченные из породы остатки вымерших организмов пропитывают клеем или покрывают лаком. Кстати, с проблемой окисления пирита научились справляться бронированные улитки Сhrysomallon squamiferum, живущие возле гидротермальных источников и включающие пирит в состав своей раковины.