福大结晶学与矿物学教案03矿物学各论-1自然元素大类.docx

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1、第三部分矿物学各论第一章自然元素大类概述自然元素矿物超过50种，占地壳总重量0.1%,不均匀分布。部分可 富集成具有工业意义的矿床。金属元素：为典型的金属键Pt、Au、Cu、Ag ;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：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：金属性较强者，其物理性质接近金属自然元素矿物。自然钮、 自然锦、自然碑三矿物非金属性依次增加，硬度趋大，脆性趋高，金 属光泽则趋弱，比重

2、趋低；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。自然铜族矿物包括自然铜，自然金和自然银。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。自然金：八面体111,菱形十二面体110。热液作用（高、中、低温热液）、外生作用（砂金），硫化物矿床氧化带自然银：立方体100,八面体111,或两者聚形。同上自然铜：立方体100 o形成于多种地质过程中的还原条件下自然硫族：自然硫S （Su I fur）化学组成：S晶体结构：斜方晶系，

3、S分子由8个原子组成，原子上下交替排列， 构成环状。形态：常成双锥状或厚板状，通常块状、粉末状。物理性质：不同色调的黄色，晶面金刚光泽，断口油脂光泽，贝壳状断口，不完全解理，比重2左右，硬度12,性脆，易熔。产状：生物化学（细菌还原硫酸盐）和火山作用形成。工业用途：化工原料。金刚石-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 C （Diamond）化学组成：成分中几乎总是含有Si、Al、Ga、Mg、Mn等。晶体结构：等轴晶系，C原子位于立方晶胞的8个角顶和6个面心, 并在其8个小立方格的半数中心相间地分布着4个C原子，每个C都

4、 与4个C相连接为共价键，键角均为109 28 16”。形态：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，蚀象常见，依（111）成双晶。物理性质：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，平行（111）解理中 等，比重3. 5,硬度10,性脆。产状：金伯利岩和钾镁煌斑岩岩筒中，风化后成砂矿。工业用途：珠宝、轴承、磨料与高科技领域。石墨 C （graphite）化学组成：C,含有各种杂质。晶体结构：六方和三方晶系两种多型，C原子成层排列，每层内C原 子按6方环状排列，层内共价键，多余一个电子，故表现为部分金属 键的性质，层间分子键。形态：单晶体片状或板状，少见。常见鳞片状、土状或块状集合体。 物理性质：条痕和颜色均为黑色，半金属光泽，硬度12,平行0001 极完全解理，薄片具挠性、有滑感，污手，导电。产状：沉积变质和接触变质成因。工业用途：电池、润滑剂、中子减速剂等。