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ペントランダイトは、化学式( Fe , Ni ) 9S8で表される鉄-ニッケル硫化物です。ペントランダイトはニッケルと鉄の比率(Ni:Fe)の変動範囲が狭いですが、通常は1:1とされています。場合によっては、磁硫鉄鉱の包有物の存在によってこの比率が歪められることがあります。また、微量のコバルトも含有しており、通常は重量比でごく少量です。
ペントランダイトは等軸晶を形成するが、通常は塊状の粒状集合体として見られる。脆く、硬度は3.5～4、比重は4.6～5.0で、非磁性である。黄褐色で金属光沢がある。[ 10 ]
ペントランダイトは超苦鉄質岩中に豊富に存在し、採掘されるニッケルの最も重要な供給源の1つとなっている。[ 11 ]また、マントル捕獲岩や「ブラックスモーカー」と呼ばれる熱水噴出孔にも時折見られる。[ 12 ]
この鉱物は、オンタリオ州サドベリーで初めてこの鉱物を発見したアイルランドの科学者、ジョセフ・バークレー・ペントランド（1797年～1873年）にちなんで名付けられた。
野外では、ペントランダイトは他の硫化物鉱物と混同されることが多い。なぜなら、それらはすべて真鍮のような黄色で、金属光沢があるからである。そのため、ペントランダイトを識別する最良の方法は、色が薄いこと、磁性がないこと、淡い茶色がかったブロンズ色の条痕を見ることである。[ 12 ]対照的に、黄鉄鉱、磁硫鉄鉱、黄銅鉱はすべて、それぞれ茶色がかった黒色、[ 13 ]灰色がかった黒色、[ 14 ]緑がかった黒色[ 15 ]など、はるかに暗い条痕を示す。反射光鉱石顕微鏡で観察すると、八面体劈開や、自形結晶から八面体結晶で産出するピンクがかった紫がかった褐色の硫化物鉱物であるブラボアイトへの変質など、重要な診断特性を備えている。ペントランダイトは通常、他の硫化物鉱物（主に磁硫鉄鉱）の中に粒状の包有物として生成され、しばしば細い脈状または「炎」状の形をとります。ペントランダイトは不透明な鉱物ですが、強いクリーム色の光沢を示します。[ 16 ]
ペントランダイトは、ブラボアイト、黄銅鉱、キューバナイト、ミラーライト、磁硫鉄鉱、バレリアイトなどの硫化物鉱物、およびクロム鉄鉱、イルメナイト、磁鉄鉱、スペリーライトなどの他の鉱物とともに産出します。化学的にはマッキナワイト、ゴドレフスカイト、ホロマナイトと類似しています。 [ 17 ] [ 18 ]
ペントランダイトは、フォルジェライト、ホルバカイト、リルハンメライト、ニコパイライトと同義である。[ 18 ]
ペントランダイトグループは、ペントランダイトと類似した化学的および構造的特性を共有する希少鉱物のサブグループであり、その名前の由来となっています。化学式はXY 8 ( S , Se ) 8と表すことができ、 Xは通常、銀、マンガン、カドミウム、鉛に置き換えられ、銅がYの位置に置きます。鉄、ニッケル、コバルトは、 XまたはY の両方の位置を占めることができます。これらの鉱物は次のとおりです。[ 19 ]
ペントランダイトは最も一般的な地球上のニッケル硫化物です。これは通常、硫化物溶融物の冷却中に形成されます。これらの硫化物溶融物は、通常、ケイ酸塩溶融物の進化中に形成されます。ニッケルは親硫元素であるため、硫化物相に優先的に取り込まれます（つまり、「分配される」）。[ 20 ]硫化物不飽和溶融物では、ニッケルは鉄マグネシウム鉱物中の他の遷移金属と置換します。最も一般的なのはオリビン、およびニッケルを含む角閃石、黒雲母、輝石、スピネルです。ニッケルは、サイズと電荷が似ているため、Fe 2+と Co 2+と最も容易に置換します。[ 21 ]
硫化物飽和溶融物では、ニッケルは親硫元素として振る舞い、硫化物相に強く分配されます。ニッケルの大部分は火成分化プロセスにおいて適合元素として振る舞うため、ニッケル含有硫化物の形成は基本的に硫化物飽和苦鉄質および超苦鉄質溶融物に限定されます。マントルペリドタイトには微量のニッケル硫化物が見られます。[ 20 ]
硫化物溶融物の挙動は複雑で、銅、ニッケル、鉄、硫黄の比率に影響されます。通常、1100 °C を超えると、硫化物溶融物は 1 つしか存在しません。1000 °C まで冷却すると 、主に Fe と少量の Ni および Cu を含む固体が形成されます。この相はモノ硫化物固溶体 (MSS) と呼ばれ、低温では不安定で、ペントランダイトとパイロタイトの混合物、および (まれに) 黄鉄鉱に分解します。MSS が離溶するのは、約550 °C (1,022 °F) (組成によって異なります) を超えて冷却されたときのみです。別の相、通常は銅に富む硫化物液体も形成されることがあり、冷却すると黄銅鉱が生成されます。[ 22 ]
これらの相は通常、隠微晶質の等粒状塊状硫化物として形成されるか、または主にケイ酸塩からなる岩石中に散在する硫化物として存在する。ニッケル含有硫化物鉱床のほとんどは変成作用を受けているため、原始的なマグマ性塊状硫化物はまれに保存されている。
緑色片岩相と同等またはそれ以上の変成度では、固い塊状硫化物が延性変形を起こし、母岩にかなりの距離を移動し、構造に沿って移動します。[ 23 ]変成作用が停止すると、硫化物は葉理状または剪断状の組織を受け継ぎ、一般的に「魚の鱗」として知られる斑状ペントランダイト結晶の明るい等粒状から球状の集合体を発達させます。[ 24 ]
変成作用はニッケルの濃度、硫化物の Ni:Fe 比、Ni:S 比も変化させる可能性がある。この場合、ペントランダイトはミラー石に、まれにヘーズルウッド石に置き換わることがある。変成作用は交代作用を伴うこともあり、ヒ素が既存の硫化物と反応してニケリン、ゲルスドルフ石、その他の Ni–Co ヒ化物を生成することは特に一般的である。[ 25 ]
ペントランダイトは、鉱化作用を受けた層状貫入岩体の下部縁辺部に産出する。代表的な例としては、南アフリカのブッシュフェルト火成岩複合体、カナダのヴォイジー湾トロクトライト貫入岩複合体、北米のダルース斑れい岩などが挙げられる。また、世界各地にもペントランダイトが産出する。これらの地域では、ペントランダイトは重要なニッケル鉱石として認識されている。
ペントランダイトは、カンバルダ型コマチアイト質ニッケル鉱床に産出する主要な鉱石鉱物でもあり、その代表的な例は西オーストラリア州のイルガルン・クラトンに見られる。同様の鉱床は、ナミビアのンコマティ、カナダのトンプソン・ベルト、そしてブラジルにもいくつか存在する。
ペントランダイト、そして主に黄銅鉱と白金族元素は、ロシアのシベリア横断地域にある超巨大ニッケル鉱床、ノリリスクからも産出される。
カナダのオンタリオ州にあるサドベリー盆地は、巨大な隕石衝突クレーターと関連している。サドベリー構造周辺のペントランダイト・黄銅鉱・磁硫鉄鉱鉱石は、衝突によって生成された溶融シートから分離した硫化物溶融物から形成された。
