概要
カルコフィルとは、酸素よりも硫黄と結合することを好む元素または化合物を指す。地球化学では、この性質が、特定の元素が酸化物ではなく硫化鉱物として見いだされやすい理由を説明する。用語は、岩石の形成や鉱床の生成の際に元素がどのように分配されるかを左右する化学的性質を表すために用いられる。カルコフィル親和性は、地球における元素のふるまいを記述するいくつかの単純な分類の一つであり、ほかの区分と並んで使われる。
特徴
カルコフィル元素は、地殻の多くの部分でみられる還元的な条件のもとで、安定な硫化物を形成しやすい。これらの元素は、酸素(oxygen)よりも硫黄(sulfur)への親和性が高く、酸化物(oxides)よりも硫化物として存在する可能性が高い。こうした元素には遷移金属が多く、金属成分に富む種が含まれる。たとえば、亜鉛は鉱床中で硫化鉱物スファレライト(ZnS)として産することが多いが、亜鉛の酸化物は自然界では比較的まれである。
産出と生成
カルコフィル元素は、黄銅鉱、方鉛鉱、閃亜鉛鉱、辰砂などの硫化鉱物を構成する典型的な成分である。これらは、熱水脈、マグマ性硫化鉱床、堆積性噴出鉱床、さらに表生富化帯など、さまざまな地質環境に濃集する。ある元素が硫化物として沈殿するか、酸化物として沈殿するかは、温度、圧力、酸化還元状態、硫黄の供給量といった局所的な化学環境によって決まる。
用途と経済的重要性
多くの重要な鉱石鉱物はカルコフィル元素の硫化物であり、採鉱と冶金の中心的対象となっている。銅、亜鉛、鉛の硫化物は、ベースメタルを抽出するために処理される。また、貴金属が硫化鉱に伴うこともある。処理では、硫化物を酸化物や金属へ変える工程が必要になることが多く、廃石中の硫化物の酸化は、酸性鉱山排水のような環境問題を引き起こすことがある。
関連する分類と重要な違い
地球化学者は、カルコフィルを、リソフィル（岩石を好み、酸化物を形成する）、シデロフィル（鉄を好む）、アトモフィル（気体を好む）と対比させて、元素の広い傾向を要約することが多い。これらの区分は単純化ではあるが、教育上有用であり、特定の元素が特定の種類の鉱床に濃集する理由を理解する助けにもなる。