ГлавнаяДля системы медь — сера характерны чрезвычайно высокие скорости топотоксических реакций (topotactic reactions) между минералами группы халькозина — дигенита при низкой температуре, однако для некоторых реконструктивных реакций (reconstructive reactions) существуют, по-видимому, значительные кинетические барьеры. Это приводит не только к смене фаз при небольших изменениях состава, температуры и давления, но также к возможности образования и сохранения метаста-бильных фаз. При увеличении температуры выше 100°C количество и степень сохранности метастабильных фаз понижаются, однако даже выше 400°С реконструктивная инверсия гексагонального халькозина в высокотемпературный халькозин настолько медленна, что температура перехода для состава Cu2S установлена только приблизительно, несмотря на многочисленные попытки измерить ее более точно.
За исключением некоторых низкотемпературных гипогенных и супергенных процессов, геологическая значимость системы медь — сера состоит только в том, что она используется как связующее звено по отношению к широко изучаемой и достаточно сложной системе медь — железо — сера.
Наши современные знания о системе медь — сера (рис. 7.15) получены в результате длительных исследований. В высокотемпературной части диаграммы преобладает поле высокотемпературного дигенита. Этот минерал с гранецентрированной кубической решеткой обладает способностью к широким замещениям как в пределах бинарной системы медь — сера, так и по отношению к другим металлам (например, серебру и железу). Активность Cu2S для высокотемпературного дигенитового твердого раствора рассчитана Бартоном по данным работ. В природных системах обычно много железа, которое может входить в высокотемпературный дигенит, образуя твердые растворы вплоть до состава борнита, поэтому ни высокотемпературный дигенит, ни его низкотемпературные производные практически не встречаются в виде первичных фаз в рудных ассоциациях. В противоположность высокотемпературному дигениту ковеллин имеет постоянный состав, отвечающий при низкой температуре формуле Cu1+000+0,005S, и почти лишен примесей. В высокотемпературной области стабильны еще только такие бинарные фазы, как гексагональный халькозин (ниже 435°C) и CuS2 — пиритоподобная фаза, устойчивая только при высоких давлениях.
В противоположность простым фазовым взаимоотношениям в высокотемпературной области при температурах ниже 100°C бинарная система медь — сера чрезвычайно сложна. Поттер на основе исследований методами чувствительных электрических потенциалов, микрозондового анализа и использования рентгеновской камеры Гинье, дающей возможность измерить и охарактеризовать очень тонкие фазовые различия, установил равновесную диаграмму системы и количественно доказал, что оба типа ковеллина, «остающегося голубым», низкотемпературный дигенит, тетрагональный халькозин и протоджарлеит метастабильны при 25°C и 1 атм. Различные сульфиды меди группы халько-