黄銅鉱:真鍮色の輝きを放つ重要な銅鉱石
黄
銅鉱は、地球上に広く分布する重要な
銅鉱石です。その名は、真鍮(しんちゅう)のような
色合いを反映していますが、真鍮そのものを生成するわけではありません。化学組成式はCuFeS₂で、
銅、
鉄、
硫黄の化合物であることがわかります。さらに、微量の
金、
銀、錫、
亜鉛などを含む場合もあり、産地や生成条件によって組成が微妙に変化します。
黄銅鉱の物理的性質
黄
銅鉱は、真鍮
色を呈する
金属
光沢を持つ
鉱物として知られています。しかし、その
色は一定ではなく、産地や状態によって黄
色味がかったものから、やや淡いものまで変異に富みます。そのため、黄
鉄鉱と見間違えることも少なくありません。黄
銅鉱と黄
鉄鉱を見分けるには、
条痕色(
鉱物を硬いものにこすりつけた時の粉末の
色)に着目します。黄
銅鉱の
条痕色は緑黒
色であるのに対し、黄
鉄鉱は黒
色ないし黒褐
色です。この違いが、両者を識別する重要な手がかりとなります。
表面の
色は、時間経過とともに変化し、黒ずんでいく傾向があります。
比重は約4.28、
モース硬度は3.5~4と、比較的柔らかく、ナイフなどで傷つけることができます。
結晶構造は
正方晶系に属し、
正四面体、六面体、五角十二面体、八面体といった多様な
結晶形を示します。しばしば2つの
結晶がくっついた双晶として産出されますが、塊状で産出されることも多く、
結晶の形はそれほど一般的ではありません。
黄
銅鉱は
硝酸に溶解し、加熱すると緑
色の炎
色反応を示します。また、
酸化作用によって表面が青
色に変
色したり、
孔雀石や
藍[[銅鉱]]といった二次
鉱物に変化することもあります。
黄銅鉱の産出地と地質学的背景
黄
銅鉱は、熱水鉱床、
スカルン鉱床、斑岩
銅鉱床など、様々なタイプの鉱床から産出します。これらの鉱床は、地下深くのマグマ活動に関連して形成されるため、黄
銅鉱はマグマ性の活動と密接に関係しています。また、上流の鉱脈から風化・浸食によって洗い出された黄
銅鉱は、河川の砂礫中に
堆積することもあります。このような砂
金状の黄
銅鉱は、時に砂
金と間違われることもあります。
世界的には、アメリカ合衆国(コロラド州、アリゾナ州、カンザス州トライステート鉱山地域など)、イギリス、ドイツ、カナダ、スペイン、中国などに大きな産出地があります。
日本においても、
足尾[[銅山]](
栃木県)、別子鉱山(
愛媛県)など、多くの
銅山で古くから大規模な採掘が行われてきました。
秋田県の荒川鉱山で産出する「三角式黄
銅鉱」は、その特異な
結晶形状から世界的に有名です。
黄銅鉱グループと関連鉱物
黄
銅鉱は、化学組成が類似したいくつかの
鉱物とともに「黄
銅鉱グループ」を形成します。このグループには、黄
銅鉱(chalcopyrite: CuFeS₂)、eskebornite(CuFeSe₂)、インジウム
銅鉱(roquesite: CuInS₂)、gallite(CuGaS₂)などが含まれます。これらの
鉱物は、
銅と
鉄、あるいは他の遷移
金属元素と
硫黄または
セレンとの化合物からなり、類似した
結晶構造と物理的性質を示す点が共通しています。
黄
銅鉱は、
銅の主要な鉱石
鉱物として、人類の歴史と深く関わってきた
鉱物です。その美しい
色合いと、
銅生産における重要な役割は、これからも注目に値するでしょう。