矿物各论ppt课件教学内容.ppt

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1、矿物各论ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一章 自然元素大类概述 自然铜族矿物自然铂族矿物 自然硫族矿物 金刚石-石墨族矿物2一、概述 自然元素矿物超过自然元素矿物超过50种，占地壳总重量种，占地壳总重量0.1%，不均匀分布。部分可，不均匀分布。部分可富集成具有工业意义的矿床。富集成具有工业意义的矿床。键性 金属元素金属元素：为典型的金属键 Pt、Au、Cu、Ag 半金属元素半金属元素：由金属键逐步向多键性转变As、Sb、Bi 非金属元素

2、非金属元素：视不同矿物而异:金刚石具典型共价键；自然硫具分子键；石墨具层状结构，层内为共价键，层间为分子键 S、C 物理性质 金属元素矿物金属元素矿物：金属色、反射力强而不透明、金属光泽、强延展性、导电性和导热性、硬度低、无解理、比重大;半金属元素矿物半金属元素矿物：金属性较强者，其物理性质趋向于接近金属自然元素矿物。自然铋、自然锑、自然砷三矿物非金属性依次增加，硬度趋向于加大，胞性趋向于增高，金属光泽则趋向于减弱，比重趋向于降低;非金属元素矿物非金属元素矿物：自然硫具分子键，表现为硬度低、比重小、性脆、熔点低并易升华。金刚石和石墨差异较大。3abbbbbbbaaaaa0CSMnFeCoNiC

3、uZnAsSeTcRuRhPdAgCdInSnSbTeTaWReOsIrPtAuHgPbBi自然元素在周期表中的位置自然元素在周期表中的位置4自然铜族矿物包括自然铜,自然金和自然银。自然金自然银自然铜 主元素 Au Ag Cu 微元素 Au,Ag Au,CuAu,Cu Au和Ag的原子半径相似(为1.79和1.75 A),很容易类质同象代替,但不是完全类质同象系列;Cu的半径较小,约为1.57 A,只能在高温时才与Au形成固溶体。【化学化学组组成成】5均为铜型结构,即立方最紧密堆积，配位数为12，等轴晶系。6单晶体均少见单晶体均少见,多呈树枝状多呈树枝状,致密块状或片状集合体致密块状或片状集合

4、体。自然金自然金:八面体111,菱形十二面体110自然银自然银:立方体100,八面体111,或两者聚形自然铜自然铜:立方体100【晶体形态晶体形态】均为金属光泽均为金属光泽均为金属光泽均为金属光泽,硬度硬度硬度硬度2.52.52.52.5左右左右左右左右,电和热的良导体电和热的良导体电和热的良导体电和热的良导体,延展性高延展性高延展性高延展性高。自然金自然金自然银自然银自然铜自然铜 颜色颜色金黄色金黄色银白色银白色铜红色铜红色 条痕条痕金黄色金黄色银白色银白色铜红色铜红色 比重比重19.310.58.95 熔点熔点1062960.51083【物理性质物理性质】7自然金：自然金：热液作用（高、中

5、、低温热液）、外生作用热液作用（高、中、低温热液）、外生作用(砂金砂金)自然银：自然银：中低温热液作用、硫化物矿床氧化带中低温热液作用、硫化物矿床氧化带 自然铜：自然铜：形成于多种地质过程中的还原条件下形成于多种地质过程中的还原条件下 【成因产状成因产状】关于Au的一些知识成色：成色：指自然金的化学成分中金所占的比例，用千分数表示指自然金的化学成分中金所占的比例，用千分数表示 Au成色成色Au 1000/(Au+Ag+其它金属组分）其它金属组分）首饰用首饰用Au的纯度：的纯度：用用K表示。纯金为表示。纯金为24K(含金量含金量100%)，18K相当于相当于24K中金占中金占18份，其它金属占份

6、，其它金属占6份份国际计量单位：国际计量单位：盎司盎司(Ounce)表示，表示，1 1盎司盎司(oz)=31.103g。8GoldLocation:Arizona,USA自然金 Au(Gold)Gold in Quartz9 Gold Location:Arizona,USA10Gold in rock hole11螺硫银矿，自然银，菱锌矿螺硫银矿，自然银，菱锌矿Acanthite,Silver,Smithsonite.Location:Canada自然银 Ag (Silver)Silver.Location:Mexico12 Silver in Calcite.Location:Mexico

7、13Copper.Location:England自然铜 Cu (Copper)14金刚石金刚石-石墨族矿物石墨族矿物包括C的四个同质多象变体：金刚石、六方刚石、石墨和亮石墨。六方金刚石和亮石墨在自然界很罕见。金刚石金刚石石墨石墨晶系晶系等轴晶系六方晶系配位数配位数43原子间距原子间距0.154nm层内0.142nm,层间0.340nm键性键性共价键层内共价键，层间分子键形态形态八面体六方片状颜色颜色无色或浅色黑色透明度透明度透明不透明光泽光泽金刚光泽金属光泽解理解理111中等0001完全硬度硬度101相对密度相对密度3.552.23导电性导电性不良导体良导体15Diamond(1.60 ca

8、rat macle-twin crystal)Location:Namibia金刚石 C（Diamond）化学组成化学组成：成分中几乎总是含有：成分中几乎总是含有Si、Al、Ga、Mg、Mn等。等。晶体结构晶体结构：等轴晶系，：等轴晶系，C原子位于立方晶原子位于立方晶胞的胞的8个角顶和个角顶和6个面心，并在其个面心，并在其8个小立个小立方格的半数中心相间地分布着方格的半数中心相间地分布着4个个C原子，原子，每个每个C都与都与4个个C相连接为共价键，键角相连接为共价键，键角均为均为10902816”。形态形态：常成八面体、菱形十二面体，较：常成八面体、菱形十二面体，较少立方体和其它形态。常成凸晶

9、，蚀象少立方体和其它形态。常成凸晶，蚀象常见，依（常见，依（111）成双晶。）成双晶。物理性质物理性质：无色或带篮、黄、褐褐黑色，：无色或带篮、黄、褐褐黑色，金刚光泽，断口油脂光泽，贝壳状断口，金刚光泽，断口油脂光泽，贝壳状断口，平行平行(111)解理中等，比重解理中等，比重3.5，硬度，硬度10，性脆。性脆。产状产状：金伯利岩中，风化后成砂矿。：金伯利岩中，风化后成砂矿。16原生金刚石金伯利岩次生金刚石砂矿17Diamond(2.56 carat double crystals)Location:Guateng Province,South AfricaDiamond(4.72 carat

10、octahedral crystal)Location:Cape Province,South Africa2.95carat18Diamond in KimberliteLocation:Shandong Province,China19名钻“Hope”罕见的深蓝色罕见的深蓝色,隐约透出凶恶的光芒隐约透出凶恶的光芒,与奇特和悲与奇特和悲惨相伴随惨相伴随,被称为被称为“噩运之钻噩运之钻”。重。重45.52ct,45.52ct,产产自自1717世纪的印度。世纪的印度。20钻石的评价与选购，应从以下四个方面考虑（钻石的评价与选购，应从以下四个方面考虑（4C标准标准）：）：颜色（颜色（colorco

11、lor）：以无色为最好，色调越深，质量越差。：以无色为最好，色调越深，质量越差。具有彩色的钻石，如：红、粉红、绿、蓝色等，又属于钻具有彩色的钻石，如：红、粉红、绿、蓝色等，又属于钻石中的珍品，价格昂贵。石中的珍品，价格昂贵。瑕精度（瑕精度（clarityclarity）：应在十倍显微镜下仔细观察钻石：应在十倍显微镜下仔细观察钻石洁净程度，瑕疵越多，所在位置越明显，则质量越差，价洁净程度，瑕疵越多，所在位置越明显，则质量越差，价格也相应地要降低。格也相应地要降低。重量（重量（caratcarat）：钻石的价格与重量的平方成正比，重：钻石的价格与重量的平方成正比，重量越大，价值越高。量越大，价值越

12、高。切工（切工（cutcut）：应按标准比例切磨而成标准圆钻型。比：应按标准比例切磨而成标准圆钻型。比例不合适，钻石会不出例不合适，钻石会不出“火火“，则价格下降。如果表面有，则价格下降。如果表面有琢磨的细纹和人工损伤，其价格也会下降。琢磨的细纹和人工损伤，其价格也会下降。钻石小知识钻石小知识21 钻石居世界五大珍贵高档宝石之首，素有钻石居世界五大珍贵高档宝石之首，素有“宝石之王宝石之王”、“无价之宝无价之宝”的美誉。国际宝石界定钻石为的美誉。国际宝石界定钻石为“四月诞生石四月诞生石”。世界上最早发现金刚石的国家是印度。世界上最大的钻石是世界上最早发现金刚石的国家是印度。世界上最大的钻石是19

13、051905年年1 1月月2121日在南非比勒陀利亚城发现的日在南非比勒陀利亚城发现的库里南钻石库里南钻石，呈淡，呈淡天蓝色，重量天蓝色，重量31063106克拉，近似一个男人的拳头。被琢磨成大克拉，近似一个男人的拳头。被琢磨成大小不等的小不等的105105粒钻石，其中最大的一粒粒钻石，其中最大的一粒“非洲之星非洲之星”重重530.2530.2克拉，镶在英王爱德华七世的权杖上。我国最著名的一颗大克拉，镶在英王爱德华七世的权杖上。我国最著名的一颗大钻石叫钻石叫“常林钻石常林钻石”，重量，重量158.78158.78克拉，克拉，19771977年年1212月月2121日，日，山东临沭县常林村的一位

14、女社员魏振芳，在耕地时发现的。山东临沭县常林村的一位女社员魏振芳，在耕地时发现的。宝石级金刚石多富集于砂矿或金伯利岩和钾镁煌斑岩岩宝石级金刚石多富集于砂矿或金伯利岩和钾镁煌斑岩岩筒中。世界上最著名的钻石产地有澳大利亚、南非、扎伊尔、筒中。世界上最著名的钻石产地有澳大利亚、南非、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯等国。中国的辽宁、山东、湖南等省均有博茨瓦纳、俄罗斯等国。中国的辽宁、山东、湖南等省均有产出。产出。钻石小知识钻石小知识22石墨 C(graphite)化学组成化学组成：含有各种杂质。：含有各种杂质。晶体结构晶体结构：六方和三方晶系两：六方和三方晶系两种多型，种多型，C原子成层排列，每层原子成层排

15、列，每层内内C原子按原子按6方环状排列，层内方环状排列，层内共价键，多余一个电子，故表共价键，多余一个电子，故表现为部分金属键的性质，层间现为部分金属键的性质，层间分子键。分子键。形态形态：单晶体片状或板状，少：单晶体片状或板状，少见。常见鳞片状、土状或块状见。常见鳞片状、土状或块状集合体。集合体。物理性质物理性质：条痕和颜色均为黑色，半金属光泽，硬度：条痕和颜色均为黑色，半金属光泽，硬度12，平，平行行0001极完全解理，薄片具挠性、有滑感，污手，导电。极完全解理，薄片具挠性、有滑感，污手，导电。产状产状：沉积变质和接触变质成因。：沉积变质和接触变质成因。23第二大类 硫化物及其类似化合物a

16、bbbbbbbaaaaa0SVMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeMoRuRhPdAgCdInSnSbTeWReOsIrPtAuHgTlPbBi 概述硫化物及其类似化合物包括一系列金属元素与硫、硒、碲、砷等相化合的化合物。矿物种数有350种左右，而其中硫化物就占2/3以上，它们只占地壳总重量的0.15%。24（1）阳离子：主要为铜型离子(Cu、Pb、Zn、Ag、Hg)及靠近铜型离子一边的过渡型离子(Fe、Co、Ni)。（2）阴离子:主要是S,少量的Se、Te、As、Sb、Bi等。S的三种形式：S S2-2-简单硫化物 S22-、AsS2-复硫化物 AsS33-或SbS33-等硫盐 区别于硫

17、酸盐（3）类质同像普遍且多样。（4）一些稀有分散元素呈类质同像混入物存在，可作为稀有金属矿床综合利用。化学成分化学成分25 晶体化学特征晶体化学特征 性质上区别于标准离子晶格的晶体。这是因为在硫化物及其类似化合物中原子间的键性复杂，不仅表现共价键性，还显示一定的离子键性，甚至还有金属键性。可以看作硫离子作最紧密堆积，阳离子位于四面体或八面体空隙。类质同像替代广泛，同质多像普遍。物物理理性性质质 绝大多数硫化物及其类似化合物呈金属色、显金属光泽、条痕色深而不透明。仅少数硫化物如雄黄、雌黄、辰砂、闪锌矿等具金刚光泽，半透明。单硫化物和硫盐矿物硬度低，其摩斯硬度在2-4之间，双硫化物及其类似化合物，

18、其硬度增高至5-6.5左右，同时缺乏解理或解理不完全，面其它硫化物大多具有明显解理性。这一类矿物的熔点低，比重一般在4以上。26q形形态态 简单硫化物和双硫化物大多数晶形较好，硫盐矿物自形性较差。硫化物主要呈粒状或块状集合体出现。q成成因因产产状状 在内生的岩浆作用的晚期，可形成Fe,Ni,Cu的硫化物，如基性超基性岩中的磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿组成的铜镍硫化物矿床。绝大部分硫化物是热液作用的产物。q高温热液阶段主要形成辉钼矿、辉铋矿、磁黄铁矿、毒砂等。q中温热液阶段形成黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等。q低温热液阶段形成雄黄、雌黄、辉锑矿、辰砂等。分类分类：简单硫化物、复硫化物、硫盐矿物2

19、7q阴离子为S2-、Te2-、As3-，阳离子主要是过渡型离子（Fe、Co、Ni等）和铜型离子（Cu、Ag、Pb等）。q需要掌握的矿物需要掌握的矿物 q方铅矿,闪锌矿,辰砂,磁黄铁矿,镍黄铁矿,黄铜矿,斑铜矿,辉锑矿,雄黄,雌黄,辉钼矿,铜蓝 q学习要点学习要点化学组成 结构特点 晶体形态 物理性质 鉴定特征单硫化物及其类似化合物单硫化物及其类似化合物 28Galena.Location:Kansas,USA方铅矿 PbS （Galena）SPbq化学组成化学组成:PbS,成分中常含Ag、Bi、Sb、Se等q结构特点结构特点:等轴晶系。NaCl型结构，S离子按立方最紧密堆积，Pb离子充填于八面

20、体空隙，阴阳离子的配位数均为6。q晶体形态晶体形态:常呈立方体晶形，有时以八面体与立方体聚形出现。q物理性质物理性质:铅灰色；条痕灰黑色；金属光泽。硬度23；解理平行100完全；比重7.47.6。q鉴定特征鉴定特征:铅灰色，金属光泽，立方体完全解理，比重大。29方铅矿，白云石，黄铜矿Galena,Dolomite,ChalcopyriteLocation:Missouri,USA30闪锌矿，方解石，重晶石Sphalerite,Calcite,BariteLocation:Peru闪锌矿 ZnS (Sphalerite)q化学组成化学组成:ZnS,成分中通常含有Fe等各种类质同象混入物。q结构特

21、点结构特点:等轴晶系；晶体结构表现为:S离子成立方最紧密堆积，Zn离子充填于半数的四面体空隙，阴阳离子的配位数均为4。q晶体形态晶体形态:晶形常呈四面体，有时呈菱形十二面体，见以(111)为接合面的双晶。q物理性质物理性质:当含铁量增多时，颜色由浅变深，从浅黄黑色,条痕白色褐色；光泽由树脂光泽至半金属光泽；从透明至半透明。硬度3.54；解理平行110完全。比重3.94.1，随含Fe量的增加而降低q鉴定特征鉴定特征:菱形十二面体完全解理、条痕、光泽以及经常与方铅矿密切共生31Sphalerite and BariteLocation:Peru32SphaleriteLocation:Colora

22、do,USA33cinnabar on dolomite.Location:Fenghuang,Hunan Province,China辰砂 HgS(Cinnabar)包括HgS三个同质多象变体：三方晶系的辰砂、等轴晶系的黑辰砂以及六方晶系的六方辰砂。后两者在自然界分布稀少。q化学组成化学组成:HgS,有时含Se、Sb、Cu、Te等。q结构特点结构特点:三方晶系,晶体结构属变形NaCl型结构。q晶体形态晶体形态:双晶常见，常呈以c轴为双晶轴的贯穿双晶(矛状双晶)。q物理性质物理性质:猩红色；条痕红色；金刚光泽。硬度22.5；解理平行1010完全;比重8.05。q鉴定特征鉴定特征:猩红色及红色条

23、痕，比重大，硬度低。34两种同质多象变体：低温四方晶系和高温等轴晶系变体。二者转变温度是550；高温变体的阳离子呈无序分布，低温有序。q化学组成化学组成:CuFeS2,混入物有Mn、Sb、Ag、Zn、In、Bi等。q结构特点结构特点:四方晶系。晶体结构类似闪锌矿，其单胞好似由两个闪锌矿晶胞叠加而成。q晶体形态晶体形态:单晶体不常见，晶形呈四方四面体、四方偏三角面体、四方双锥。q物理性质物理性质:黄铜色，条痕绿黑色；金属光泽;硬度34；性脆。比重4.14.3。q鉴定特征鉴定特征:黄铁矿相似，以其更黄的颜色和较低的硬度加以区别。黄铜矿 CuFe2+S2（chalcopyrite）35 36Pyrr

24、hotite on DolomiteLocation:Brazil磁黄铁矿 Fe1-xS(x=0-0.17)(Pyrrhotite)有两个同质多象变体：在320以上稳定的为高温六方晶系变体和在320以下稳定的为低温单斜晶系变体。化学组成化学组成:一般用Fe1-xS表示,混入物以Ni和Co为最常见。结构特点结构特点:晶体结构属红镍矿NiAs型结构（阴离子按六方最紧密堆积，阳离子充填所有的八面体空隙）。晶体形态晶体形态:晶形呈六方板状、柱状或桶状，但很少见。物理性质物理性质:暗青铜黄色，条痕灰黑色；金属光泽;硬度4，性脆；解理平行1010不完全；比重4.64.7,具磁性。鉴定特征鉴定特征:暗青铜黄

25、色，具磁性。37StibniteLocation:Romania辉锑矿 Sb2S3 (Stibnite)q化化学学组组成成:Sb2S3,含少量As、Pb、Ag、Cu、Fe等混入物。q结构特点结构特点:斜方晶系。晶体结构中,S紧密衔接和Sb离子组成平行c轴链，链内硫与锑离子的距离仅为2.5A；而链间则为3.2A左右，键力较弱，因而沿着这一方向010表现出解理性。q晶体形态晶体形态:单晶体呈柱状或针状，柱面具有明显的纵纹。q物理性质物理性质:铅灰色；条痕黑色；金属光泽。硬度2；性脆；解理平行010完全，解理面上常有横的聚片双晶纹，比重4.6。q鉴定特征鉴定特征:铅灰色，柱状晶形，柱面有纵纹，解理面

26、有横纹。38StibniteLocation:Qingjiang,Jiangxi,China39辉铋矿 Bi2S3 (Bismuthinite)q化化学学组组成成:Bi2S3,含Pb、Cu、Sb、Se等混入物，其中，Pb2+置换Bi3+时，Cu+同时进入晶格，使电价得到补偿。q结构特点结构特点:斜方晶系。晶体结构相似于辉锑矿。q晶体形态晶体形态:晶形相似于辉锑矿，柱面具有明显的纵纹。q物理性质物理性质:略带铅灰的锡白色，表面常现黄色或斑状色，条痕铅灰色；金属光泽。硬度22.5；解理平行010完全，比重6.8。q鉴定特征鉴定特征:与辉锑矿相似，但颜色稍浅，光泽较强，比重较大，熔点稍高。湖南新化锡

27、矿山40铜蓝 CuS (Covellite)q化学组成化学组成:CuS(Cu2S.CuS2),混入物有Fe、Ag、Se等。q结结构构特特点点:六方晶系。晶体结构具复杂层状；Cu2+位于由三个S2-所组成的等边三角形之中，各个三角形的角顶彼此相连成层。由S2-所占据的三角形的角顶却又是上下相对应的四面体的一个共用角顶，而四面体的其余角顶由S22-占据。Cu+位于四面体的中心。这样由CuS3三角形所连接的层及位于其上下的CuS4四面体层就构成铜蓝复杂层状的结构。q晶体形态晶体形态:单晶体极为少见，呈细薄六方板状或片状。q物理性质：物理性质：靛青蓝色；条痕灰黑；金属光泽。硬度1.52；性脆；解理平行

28、0001完全。比重4.67。q鉴定特征鉴定特征:铅灰色，金属光泽，硬度低，底面解理极完全。41Covellite42雌黄 As2S3(Orpiment)q化化学学组组成成:As2S3,类质同象混入物Sb，可达3%。q结构特点结构特点:单斜晶系。晶体结构表现为砷、硫离子连接成层，层中每一砷离子被三个硫离子所包围，而每个硫离子与两个砷离子相连接。q晶体形态晶体形态:单晶体呈板状或短柱状,集合体成片状、梳状、土状等。q物理性质物理性质:柠檬黄色；条痕鲜黄色；油脂光泽至金刚光泽。硬度1.52；解理平行010极完全，薄片具挠性。比重3.5。q鉴定特征鉴定特征:与自然硫相似，但雌黄柠檬黄色；条痕鲜黄色，具

29、一组完全解理，比重较自然硫大。自然硫条痕黄白色，无解理，性脆。43雄黄 AsS (Realgar)q化学组成化学组成:As4S4q结构特点结构特点:单斜晶系。晶体结构系由As4S4分子所构成，分子中的四个硫原子与四个砷原子之间以共价键相维系，而分子与分子间则以分子键相连接。q晶体形态晶体形态:单晶体通常细小，呈柱状。q物理性质物理性质:桔红色；条痕淡桔红色；晶面上具金刚光泽，断面上现树脂光泽。硬度1.52；性脆；解理平行010完全。比重3.6。q鉴定特征鉴定特征:桔红色，条痕淡桔红色，硬度低。44辉钼矿 MoS2 (Molybdenite)二种多型：2H型(六方晶系)和3R型(三方晶系),其物

30、理性质彼此间极为相似。化学组成化学组成:MoS2,类质同象混入物有Re等(0.n1.88%)、Se等。结构特点结构特点:钼离子组成的面网，夹在上下由硫离子组成的面网之间，共同构成一个结构层。Mo为六次配位，与S构成三方柱形配位多面体。而结构层可视为以Mo为中心的三方柱彼此共棱构成。晶体形态晶体形态:单晶体呈六方板状，但往往不完全。底面上常有条纹。物理性质物理性质:铅灰色；条痕为亮铅灰色;金属光泽;硬度1；解理平行0001极完全；薄片具桡性;有滑腻感;比重5.0鉴定特征鉴定特征:铅灰色，金属光泽，硬度低，底面解理极完全。45双硫化物及其双硫化物及其类似化合物似化合物阴离子为S22-、Se22-、

31、Te22-、As22-等对阴离子;阳离子主要是Fe、Co、Ni等过渡型离子。结构中往往是由哑铃状对阴离子近似于按立方密堆积而成。但由于对阴离子的存在，对称性有所降低。对阴离子本身之间具有强烈的共价键，其键长很短,如对硫离子中S-S之距离(2.05)小于二倍硫离子半径之和(3.5)，因而相应地使金属阳离子与这些对阴离子之间的距离缩短，使晶体结构趋向于紧密；缺乏解理或解理不完全，这些对阴离子成哑铃状在结构中交错配置，使各方向键力比较相近所造成。q需要掌握的矿物需要掌握的矿物:q黄铁矿,毒砂q学习要点学习要点:同单硫化物46PyriteLocation:Spain黄铁矿 FeS2(Pyrite)化学

32、组成化学组成:FeS2,混入物有Co、Ni、As、Sb、Cu、Au、Ag等。结构特点结构特点:等轴晶系。晶体结构与方铅矿相似，即哑铃状对硫离子代替了方铅矿结构中简单硫离子的位置，铁离子代替了铅离子的位置。晶体形态晶体形态:晶形常呈立方体、五角十二面体，八面体或其聚形,在立方体晶面上常能见到晶面条纹。物理性质物理性质:浅黄铜色，条痕绿黑色;金属光泽。硬度66.5；性脆；断口参差状。比重5。鉴定特征鉴定特征:浅黄铜色，条痕，高硬度。47PyriteLocation:Vermont,USA48白铁矿 FeS2 (Marcasite)q化学组成化学组成:成分同黄铁矿。q结构特点结构特点:正交晶系，配位

33、同于黄铁矿，但对硫离子之轴与C轴斜交，对称程度降低。q晶体形态晶体形态:单晶体呈板状，有时呈矛头状，鸡冠状反复双晶。通常结核状、皮壳状产出。q物理性质物理性质:淡黄铜色而稍带浅灰或浅绿色调，条痕暗灰绿色；金属光泽。硬度56；性脆；不完全解理；比重4.9。q鉴定特征鉴定特征:晶形和色调与黄铁矿相区别。49白铁矿结核50ArsenopyriteLocation:Mexico毒砂 FeAsS(Arsenopyrite)q化学组成化学组成:FeAsS,常含类质同象混入物Co，它对Fe的置换可以形成从毒砂到铁硫砷钴矿FeAsS-(Co,Fe)AsS的系列。q结构特点结构特点:单斜晶系，也有三斜晶系的毒砂

34、。晶体结构属于白铁矿型。q晶晶体体形形态态:单晶体常呈柱状,集合体往往为粒状或致密块状。q物物理理性性质质:锡白色；条痕灰黑；金属光泽。硬度5.56；性脆；解理平行101、010不完全。比重6.2。q鉴定特征鉴定特征:锡白色，硬度高，锤击之发蒜臭。51硫硫盐矿物物半金属元素As、Sb、Bi与硫组成较复杂的络阴离子AsS33-、SbS33-、BiS33-、AsS43-和SbS43-等，具有这些络阴离子的硫化物通常称为硫盐。与硫盐中络阴离子相结合的阳离子主要是Cu、Ag、Pb等。硫盐矿物中络阴离子可构成多种复杂形式的配位。q需要掌握的矿物需要掌握的矿物:q黝铜矿q学习要点学习要点:同单硫化物52q

35、化学组成化学组成:Cu12Sb4S13,与砷黝铜矿Cu12As4S13呈完全类质同象,含类质同象混入物Ag、Fe、Zn、Hg，Co、Ni等q结构特点结构特点:等轴晶系。单胞的大小随着Sb置换As而有所改变。q晶体形态晶体形态:单晶体呈四面体形，依(111)为接合面成双晶。q物理性质物理性质:钢灰铁黑色；条痕与颜色相同；硬度34；性脆；无解理。比重4.65，具弱导电性。q鉴定特征鉴定特征:四面体晶形，断口呈黝黑色，明显的脆性。黝铜矿 Cu12Sb4S13（clinohedrite）53思考题思考题 q单硫化物、对硫化物和硫盐的划分依据是什么单硫化物、对硫化物和硫盐的划分依据是什么?q说明方铅矿和

36、闪锌矿分别具有说明方铅矿和闪锌矿分别具有100100和和110110完全解理的完全解理的原因。原因。q方铅矿和黄铁矿的结构类型相同方铅矿和黄铁矿的结构类型相同,为何对称性却不同为何对称性却不同?q如何区别如下矿物如何区别如下矿物:辰砂和雄黄辰砂和雄黄 黄铁矿和黄铜矿黄铁矿和黄铜矿 辉钼矿和石墨辉钼矿和石墨 黄铜矿和自然金黄铜矿和自然金 雌黄和自然硫雌黄和自然硫 54硫化物主要形成于哪些地质作用？为什么在黑色地层中（包括煤层中）容易出现硫化物，而在红色地层中只能看见硫酸盐（如石膏CuSO4.2H2O）？哪些硫化物硬度大于5.5，哪些硫化物硬度小于2.5？各举出3个矿物实例。试解释方铅矿、闪锌矿、

37、辉锑矿，雌黄、辉钼矿、黄铁矿等的形态，物性与其晶体化学特征的关系。硫化物矿物中哪些是锡白色一铅灰色一钢灰色的?它们如何区分?硫化物矿物中具有金刚光泽的矿物有哪些?各有什么特征?硫化物中哪些矿物硬度大于小刀?哪些硬度小于小刀?为什么?黄铜矿和黄铁矿的次生产物是什么?有何地质意义？闪锌矿中铁的类质同象对其物性有何影响?它们的地质意义何在?硫化物的主要成因产状有哪些?在你学过的硫化物矿物中，有哪些可作标型矿物?55第三章第三章 氧化物和氢氧化物大类氧化物和氢氧化物大类q需要掌握的矿物需要掌握的矿物q刚玉,赤铁矿,金红石,锡石,石英q钛铁矿,钙钛矿,尖晶石,磁铁矿,黑钨矿q水镁石,三水铝石,针铁矿,硬

38、锰矿q简单氧化物矿物：简单氧化物矿物：一种阳离子q复杂氧化物矿物：复杂氧化物矿物：阳离子2种或2种以上q氢氧化物矿物氢氧化物矿物56概念：概念：O2-和(OH)-金属元素化合物。种数：种数：300种以上，其中氧化物200种以上，氢氧化物80种左右。分布：分布：占地壳总重量17%，其中石英族占12.6%，铁的氧化物和氢氧化物占3.9%。用途用途:(a)提取金属元素，如磁铁矿、软锰矿；（b）直接用作工业原料，刚玉、石英、蛋白石等。（c）作宝石原料。一一 概述概述57二二.晶体晶体化学化学1.1.化学组成化学组成 氧化物氧化物:阴离子阴离子OO2-2-。附加阴离子附加阴离子少数有少数有F F-、Cl

39、Cl-氢氧化物：氢氧化物：（OHOH）-或或O O2-2-和（和（OHOH）-阳离子阳离子约约4040种，惰气型和过渡型，少量铜型种，惰气型和过渡型，少量铜型 类质同象类质同象复阳离子氧化物较复阳离子氧化物较单阳离子氧化物广泛；单阳离子氧化物广泛；58二二.晶体晶体化学化学3.3.键型键型离离子子键键为为主主，随随阳阳离离子子电电价价增增加加，从从惰惰气气型型向向过渡型和铜型转变而共价键性增强。过渡型和铜型转变而共价键性增强。少少数数呈呈分分子子键键（方方锑锑矿矿SbSb2 2O O3 3中中SbSb4 4O O6 6 砷砷华华AsAs2 2O O3 3中中AsAs4 4O O6 6 分子）。

40、分子）。氢氢氧氧化化物物中中多多存存在在氢氢键键，且且（OHOH）-比比O O2-2-的的电电价价低低，使使之之与与阳阳离离子子的的键键力力减减弱弱比比重重硬硬度度减减小。小。591 1 形态形态：氧化物常可形成完好的晶形，亦常见呈粒状、致密块状及其他集合体形态；氢氧化物则常见为细分散胶态混合物，结晶好时，晶体呈板状、细小鳞片状或针状。粒状或块状:岛状、架状和配位型氧化物。其中，因刚玉有AlO6配位体沿c轴呈三次螺旋状排列，向链状过渡，故呈柱状。柱状或针状：链状氧化物氢氧化物。因黑钨矿的链为折状，故呈板条状。三三形态物性形态物性60（2）硬度：氧化物高硬度（5.5以上）。氢氧化物硬度显著降低。

41、例如方镁石的硬度为6，而水镁石仅为2.5。（3）解理：氧化物仅少数发育中等至不完全解理。氢氧化物因键力较弱，往往发育一组完全极完全解理。（4）密度：氧化物相对密度变化较大，如W、Sn、U等的氧化物相对密度一般大于6.5，而石英仅2.65。氢氧化物结构松散，相对密度小，例如方镁石的相对密度为3.6，而水镁石仅为2.35。（5）光学性质：阳离子惰性气体型离子Mg、Al、Si等的氧化物和氢氧化物，无色或浅色、条痕无色白色透明半透明，以玻璃光泽为主阳离子为过渡型离子如Fe、Mn、Cr等元素，条痕黑色深彩色，半透明-不透明，金属半金属光泽。三三形态物性形态物性2.2.物性物性61CupriteLocat

42、ion:Arizona,USA赤铜矿 Cu2O (Cuprite)q化学组成化学组成:含Cu88.82%，常含自然Cu机械混入物。q结构特点结构特点:等轴晶系。O离子位于单位晶胞的角顶和中心，Cu离子配置于相互错开的1/8晶胞小立方体的四个中心，Cu和O的配位数分别是2和4。q晶体形态晶体形态:单晶体呈八面体形，有时呈针状或发状，集合体呈致密粒状或土状。q物理性质物理性质:暗红色，条痕褐红；金刚光泽或半金属光泽，薄片微透明。硬度3.54；性脆；不完全解理。比重6.14。q鉴定特征鉴定特征:金刚光泽，褐红条痕。62CupriteLocation:Namibia63刚玉 Al2O3 (Corund

43、um)q化学组成化学组成:Al2O3。有时含微量Fe、Ti或Cr等。q结构特点结构特点:三方晶系。O2-成立方最紧密堆积；而Al3+则在两氧离子层之间，充填三分之二的八面体空隙，组成共面的Al-O6。q晶体形态晶体形态:一般呈近似腰鼓状晶形，常依菱面体(1011)，较少依（0001）成聚片双晶。q物理性质物理性质:蓝灰、黄灰色，含铁者呈黑色；含铬而呈红色者，称红宝石(ruby)；含钛而呈蓝色者称蓝宝石(sapphire)；玻璃光泽。硬度9；无解理；常因聚片双晶或细微包体产生(0001)或(1011)裂理。比重3.954.10。q鉴定特征鉴定特征:以其晶形，双晶条纹和高硬度作为鉴定特征。64刚玉

44、65HematiteLocation:Brazil赤铁矿 Fe2O3 (Hematite)q化学组成化学组成:Fe2O3。有时含TiO2、SiO2、Al2O3等混入物。q结构特点结构特点:三方晶系。晶体结构属刚玉型。q晶体形态晶体形态:单晶体常呈板状，主要由板面与菱面体等所形成之聚形。集合体多样，显晶质有片状、鳞片状或块状，隐晶质有鲕状、肾状、粉末状和土状。具金属光泽的片状集合体称镜铁矿；具金属光泽的细鳞片状集合体称云母赤铁矿；鲕状或肾状的称鲕状或肾状赤铁矿；粉末状的称铁赭石。q物理性质物理性质:显晶质的赤铁矿呈铁黑至钢灰色。硬度5.56，土状者显著降低；性脆；无解理。比重5.05.3。q鉴定

45、特征鉴定特征:樱红色条痕。66金红石 TiO2 (Rutile)本族化合物属AX2型，主要包括金红石、锡石和软锰矿。它们的晶体结构均属金红石型。另外还包括TiO2的其余两个同质多象变体锐钛矿和板钛矿。q化学组成化学组成:TiO2,常含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等。q结构特点结构特点:四方晶系。表现为氧离子近似成六方紧密堆积，而钛离子位于变形八面体空隙中，构成Ti-O6八面体配位。钛离子配位数为6，氧离子配位数为3。Ti-O6配位八面体沿c轴成链状排列，链间由配位八面体共顶相连。q晶体形态晶体形态:单晶体呈短柱状、长柱状或针状。q物理性质物理性质:通常褐红色；条痕浅褐色；金刚光泽；微透明。硬度

46、6；性脆；解理平等110中等。比重4.24.3。q鉴定特征鉴定特征:以其四方柱形、双晶、颜色为特征。67Cassiterite and QuartzLocation:Bolivia锡石 SnO2 (Cassiterite)q化学组成化学组成:SnO2。常含Fe、Ti、Nb、Ta等元素。q结结构构特特点点:四方晶系。晶体结构属金红石型。q晶体形态晶体形态:单晶体常呈由四方双锥和四方柱所组成的双锥柱状聚形；以(101)为双晶面之肘状双晶常见。q物理性质物理性质:纯净者无色，一般为黄棕色至深褐色；条痕白色至淡黄色；金刚光泽，断口油脂光泽。硬度67；性脆；解理平等110不完全；贝壳状断口。比重6.87

47、.0。q鉴定特征鉴定特征:锡石的晶形和颜色很相似于金红石、磷钇矿和锆石，但其比重远较后三者为大。68Cassiterite(twinned crystals).Location:Xianghualing Cassiterite Mine,Hunan Province,China69PyrolusiteLocation:New Mexico,USA软锰矿 MnO2 (Pyrolusite)q化学组成化学组成:常含Fe2O3、SiO2等机械混入物，常含H2O。q结结构构特特点点:四方晶系。晶体结构属金红石型。q晶体形态晶体形态:单晶体少见，结晶完善的长柱状晶体称黝锰矿。常呈肾状、结核状、块状和土状

48、集合体。q物理性质物理性质:黑色，条痕黑色，半金属光泽至暗淡；不透明；硬度显晶质可达6，而隐晶质仅为2；性脆；解理平等110完全；比重5。q鉴定特征鉴定特征:黑色，条痕黑色、性脆、晶质者有完全的柱面解理、隐晶质者硬度低而易污手。70石英族石英族本族矿物包括同一SiO2成分的一系列同质多象变体；-石英、-石英、-鳞石英、1-鳞石英、2-鳞石英、-方石英、-方石英、柯石英、斯石英等。此外，把含H2O的SiO2矿物蛋白石合并在内。化学组成化学组成:SiO2,为-石英和-石英的总称。两者相转变温度在570。常含不同数量的气态、液态和固态物质的机械混入物。结构特点结构特点:-石英属三方晶系。-石英属六方

49、晶系。晶体形态晶体形态:-石英的单晶体通常呈六方柱1010和菱面体1011等单形所成之聚形。柱面上常具横纹。有时还出现三方双锥1121或2111和三方偏方面体5161或6151单形的小面。-石英的单晶体常呈完好的六方双锥。最常见的双晶是由两个六方双锥依（3032）而成接触双晶。71q隐晶质的石英称石髓石髓(玉髓chalcedony),具有不同颜色条带的或花纹相间分布的石髓称为玛瑙玛瑙(agate)。q物理性质物理性质:纯净的-石英无色透明，因含微量色素离子或细分散包裹体，或存在色心而呈各种颜色，并使透明度降低；玻璃光泽，断口呈油脂光泽。硬度7；无解理；贝壳状断口。比重2.65。具压电性。-石英

50、通常呈灰白色、乳白色；玻璃光泽，断口油脂光泽。比重2.53。在常温常压下均已转变为-石英，此时其比重增大至2.65。q鉴定特征鉴定特征:-石英以其晶形、无解理、贝壳状断口、硬度为其特征。如由-石英转变而成，则仍保持六方双锥的假象。72斯石英四方Stishovite柯石英单斜Coesite低温石英三方-Quartz高温石英六方-Quartz凯石英四方低温鳞石英单斜或斜方-Tridymite中温鳞石英六方1-Tridymite高温鳞石英六方2-Tridymite低温方石英四方-Cristobalite高温方石英等轴-Cristobalite二氧化硅Glass纤维硅石斜方moganite焦石英无序蛋