沸石晶體

沸石是沸石族礦物的總稱，是一種含水的堿或堿土金屬鋁硅酸鹽礦物。自然界已發(fā)現(xiàn)的沸石有80多種，較常見的有方沸石、菱沸石、鈣沸石、片沸石、鈉沸石、絲光沸石、輝沸石等，都以含鈣、鈉為主。它們含水量的多少隨外界溫度和濕度的變化而變化。晶體所屬晶系隨礦物種的不同而異，以單斜晶系和正交晶系（斜方晶系）的占多數(shù)。方沸石、菱沸石常呈等軸狀晶形，片沸石、輝沸石呈板狀，毛沸石、絲光沸石呈針狀或纖維狀，鈣十字沸石和輝沸石雙晶常見。純凈的各種沸石均為無色或白色，但可因混入雜質(zhì)而呈各種淺色。玻璃光澤。解理隨晶體結構而異。莫氏硬度中等。比重介于2.0～2.3，含鋇的則可達 2.5～2.8。沸石主要形成于低溫熱液階段，常見于噴出巖氣孔中，也見于熱液礦床和近代溫泉沉積中。沸石可以借水的滲濾作用，以進行陽離子的交換，其成分中的鈉離子可與水溶液中的鈣、鎂等離子交換，工業(yè)上用以軟化硬水。沸石的晶體結構是由硅（鋁）氧四面體連成三維的格架，格架中有各種大小不同的空穴和通道，具有很大的開放性。堿金屬或堿土金屬離子和水分子均分布在空穴和通道中，與格架的聯(lián)系較弱。不同的離子交換對沸石結構影響很小，但使沸石的性質(zhì)發(fā)生變化。

按沸石礦物特征分為架狀、片狀、纖維狀及未分類四種，按孔道體系特征分為一維、二維、三維體系。任何沸石都由硅氧四面體和鋁氧四面體組成。四面體只能以頂點相連，即共用一個氧原子，而不能“邊”或“面”相連。鋁氧四面體本身不能相連，其間至少有一個硅氧四面體。而硅氧四面體可以直接相連。硅氧四面體中的硅，可被鋁原子置換而構成鋁氧四面體。但鋁原子是三價的，所以在鋁氧四面體中，有一個氧原子的電價沒有得到中和，而產(chǎn)生電荷不平衡，使整個鋁氧四面體帶負電。為了保持中性，必須有帶正電的離子來抵消，一般是由堿金屬和堿土金屬離子來補償，如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金屬離子。

世界上已發(fā)現(xiàn)的天然沸石一般為淺灰色，有時為肉紅色。拿在手上明顯感到比一般石頭輕，這是因為沸石內(nèi)部充滿了細微的孔穴和通道，比蜂房要復雜得多。假如把沸石比作旅館，那么1立方微米的這種“超級旅館”內(nèi)竟有100萬個“房間”！的這些房間能根據(jù)“旅客”（分子和離子）的性別、高矮、胖瘦、嗜好的不同自動開門或擋駕，絕對不會讓“胖子”到“瘦子”的房間去，也不會使高個子與矮個子同住一室。根據(jù)沸石的這一特性，人們用它來篩選分子，獲得很好的效果。

馬鞍狀白云石

晶體參數(shù)： 三方晶系；對稱型?？臻g群； a0=0.484nm， c0=1.595nm； Z=3。

成分與結構：CaO ?30.41%，MgO ?21. 86%，CO2 47.73%。常含鐵和錳，偶含鈷、鋅等。白云石結構中的Ca和Mg具有確定的位置，與含鎂方解石結構中Ca和Mg之間的隨機分布是不同的。前者的Ca和Mg沿c軸方向呈有序的交替分布。因此，在結構上，含鎂方解石是無序的，白云石則是有序的。

形態(tài)：常呈 菱面體。晶面常彎曲成馬鞍形。雙晶以(0001)、、為雙晶面的聚片雙晶常見。此外尚有機械作用所產(chǎn)生的聚片雙晶，其雙晶面為(圖11-13A)，而方解石的機械雙晶，其雙晶面為)。此外，還 見有白云石的貫穿雙晶。集合體常呈粗粒至細粒狀或塊狀。

物理性質(zhì)：無色或白色； 玻璃光澤。硬度3.5~4；解理平行完全；解理面常彎曲。 密度2. 86g/cm3。

鑒定特征：以馬鞍狀晶形和遇冷稀HCI微弱起泡而與方解石及菱鎂礦區(qū)別。

成因與產(chǎn)狀：以白云石為主的巖石稱白云巖。 白云巖占地殼沉積巖體積的20%，是碳酸鹽巖地層中最主要的油氣儲層。它是長期以來眾多地質(zhì)學家研究的課題之一。白云巖的成因問題多年來一直是沉積學爭論的重大問題。目前的研究將白云巖分為原生白云巖和次生白云巖兩大成因類型。原生的白云巖是少量的，而大量分布的白云巖是次生的。

原生白云巖是指由以化學沉淀方式從水體中直接沉淀出白云石，而形成白云巖。它是在鹽度很高的海湖中直接形成的，并常伴生有膏鹽層。

次生白云巖是指一切非原生沉淀作用生成的白云巖，即指成巖過程中、成巖后等發(fā)生的由交代作用或白云石化作用生成的白云巖。古老地層中所見的白云巖大多具有交代的證據(jù)，是石灰?guī)r受到含鎂溶液交代所形成的，這種作用稱為白云石化作用。

當前對白云巖研究的熱點問題及研究發(fā)展方向主要為以下幾個方面:全球氣候變化與白云石化事件；大地構造環(huán)境和沉積作用對白云巖分布的控制:白云石化作用與層序地層學(相對海平面變化)的關系等。

此外，在金屬礦脈中也常有白云石作為脈石礦物出現(xiàn)。

主要用途：白云石在冶金工業(yè)中主要用作煉鋼熔劑、耐火材料和化工原料。在農(nóng)業(yè)上，白云石主要用作酸性土壤的中和劑，使用它能補償由于農(nóng)作物吸收而帶來的土壤中鈣和鎂的損 失，施用白云石后可使農(nóng)作物增產(chǎn)15% -40%。含方解石的白云巖經(jīng)處理后的農(nóng)用石灰，可作為農(nóng)藥來防治害蟲。白云石作為填料，可改善制品的色度、耐風化能力，提高機械穩(wěn)定性，減少收縮性和內(nèi)部張力，降低吸水、吸油能力及裂縫的擴張。這類制品主要包括黏合劑、密封塑料、油漆、洗滌劑和化妝品等。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 鈉長石? ? ? ? ? ? ? ? ?藍綠色鈉長石

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?奧長石? ? ? ? ? ? ? ? ? ?拉長石

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 鈣長石? ? ? ? ? ? ? ? ? ?鈣長石

由Ab和An兩個端員組分組成的類質(zhì)同像系列，但常溫下在某些區(qū)間內(nèi)只形兩相混合物，并不能相互混溶，在結構、物理性質(zhì)等方面均有突變。用肉眼觀察一般覺察到，可因出現(xiàn)暈彩而被發(fā)現(xiàn)。這種混溶間除中出現(xiàn)的交生體有三種：①暈長石 (peristerite)，由成分介于An2?– An15區(qū)間內(nèi)，分別具有其兩側邊界成分的兩種斜長石組成( 13 -73)。②拉長(labradorite)，由成分介于An47?~ An58區(qū)間內(nèi)，分別具有其兩側邊界成分兩種斜長石組成，會產(chǎn)生特殊的光學效應一變彩。 ③由兩種斜長石組成的交生體，其成 介于An60-An85。區(qū)間，稱為胡騰洛赫( Huttenlocher)然而，在Ab An 固溶體系列中這些不續(xù)性是以一種非常細小的尺度，并且大多數(shù)性質(zhì)，如密度或折射率，般顯示為隨化學成分化而呈線性變化，因此，通常仍習慣地把它看成是完全類質(zhì)同像系列。

鈉長石 ???Albite ???????Ab100-90An0-10

奧長石 ???Oligoclase ????Ab90-70An10-30

中長石 ???Andesine ????Ab70-50An30-50

拉長石 ???Labradorite ??Ab50-30An50-70

培長石 ???Bytownite ???Ab30-10An70-90

鈣長石 ???Anorthite ????Ab10-0An90-100

斜長石是分布很廣的造巖礦物。隨著火成巖類型的不同，所出現(xiàn)的斜長石的成分也有所不同。通常將斜長石劃分成酸性、中性及基性三類，其間界限大體上在An30及An50兩點。小于30者為酸性斜長石，大于50者為基性斜長石，介乎其間者為中性斜長石?；詭r或超基性巖中一般僅有基性斜長石出現(xiàn)；而中性巖類，出現(xiàn)奧長石、中長石或An偏低的拉長石；在酸性、堿性巖中則以酸性斜長石為主。

各種斜長石由于它們的化學組成、結構特征、物理性質(zhì)等方面均作規(guī)律的變化，故合并敘述之。

斜長石PlAgioclase一Na1-xCax[(Al1+xSi3-x)O8]

晶體參數(shù)：三斜晶系； 對稱型?？臻g群(鈉長石)，(鈣長石)； a0?=0.814nm， b0?= 1. 279nm， c0=0.716nm， a=94°16'， β-116°35'，γ=87°40'； Z=4(鈉長石)。a0?=0.818nm， b0=1. 288nm， c0=1.417m， a=93°10'， β=115°51'，γ=91°13'； Z=8(鈣長石)。

成分與結構：見長石族 和斜長石亞族描述。

形態(tài)：晶體一般呈平行(010)延展的板狀；鈉長石中星葉片狀者稱葉鈉長石最為普遍。此外，卡爾斯巴律雙晶、肖鈉長石律雙晶，以及鈉長石一卡爾斯巴律復合雙晶均經(jīng)常出現(xiàn)。集合體呈粒狀。

物理性質(zhì)：白色或灰白色，有的拉長石具變彩；玻璃光澤，{001}及{010}解理完全，其 二者的夾角為86°24' -85°50'；硬度6。密度2.61 ~2.76g/cm3，隨含An分子增多而增大。鑒定特征以形態(tài)、 解理以及較淺顏色為特征。也可依據(jù)所屬巖石類型，大致區(qū)分出酸性、中性和基性斜長石。精確鑒定需光性數(shù)據(jù)。

成因與產(chǎn)狀：是主要造巖礦物， 隨火成巖由基性向酸性演化，斜長石成分中的An分子含量趨向減小。一般偉晶巖中僅見有鈉長石或奧長石。區(qū)域變質(zhì)作用過程中所形成的斜長石，其An分子的含量將隨變質(zhì)作用的加深而增多。沉積巖中可以有鈉長石作為自生礦物。碎屑巖中也可以有斜長石存在，但是遠不及堿性長石普遍。

主要用途：為玻璃或陶瓷工業(yè)原料。具有暈彩的拉長石(也稱月長石)可作為玉石材料。我國河北宣化產(chǎn)有月長石。

螢石

不同形態(tài)及顏色的螢石

晶體參數(shù)：等軸晶系；對稱型m3m。空間群Fm3m； a0?=0.5462nm； Z=4。

成分與結構：Ca 51.33%， F 48.67%。其中Ca可部分被稀士元素所置換，其含量之比為 TR:Ca=1:6。當稀士元素主要為Y時，特稱為釔螢石，化學式為(Ca，Y)F2-3即當Y3+置換Ca2+時，為補償晶體中電荷的不平衡，需要額外補充一個F-。其晶體結構屬螢石型。即鈣離子星立方最緊密堆積，分布于立方晶胞的角頂和面中心。將晶胞劃分成8個小立方體，氟離子則位于每一小立方體的中心。陰陽離子的配位數(shù)分別為4和8。在{111}面網(wǎng)間的距離雖非最大，但在這個方向上存在著互相毗鄰的同號離子層，由于靜電斥力作用，使螢石具有平行{111}的完全解理。

形態(tài)：呈立方體、 八面體或菱形十二面體晶形以及它們與四六面體、四角三八面體的聚形。在立方體面上有時出現(xiàn)鑲嵌式花紋。常見兩個立方體貫穿面成的雙晶、雙晶面(111)。實驗研究表明，螢石在高溫下形成八面體，低溫下形成立方體。集合體呈粒狀或塊狀。

物理性質(zhì)：常呈紫色、 藍色或綠色，而無色、黃色少見。玻璃光澤。硬度4；解理平行{111}完全。 密度3. 18g/cm3。 顯熒光性。

鑒定特征：以晶形、 八面體完全解理和硬度為其特征。

成因與產(chǎn)狀：螢石是常見， 并分布廣泛的礦物。它主要形成于熱液作用，常為熱液脈中的主要礦物，或作為金屬礦石(尤其是鉛和銀)中的脈石礦物出現(xiàn)。也見于白云巖、石灰?guī)r、火成巖和偉晶巖中。它可與很多不同的礦物共生，如方解石、白云石、石膏、天青石、重晶石、石英、方鉛礦、閃鋅礦、錫石、黃玉、電氣石、黑鎢礦和磷灰石等。我國是世界上產(chǎn)出螢石最多的國家之一。主要產(chǎn)地浙江武義、義烏和金華地區(qū)匯聚了全國大部分的螢石資源。

主要用途：大部分用在化學工業(yè)上，主要是提取氟，制造氫氟酸(50% )，以及焊接鋼制品。另外，用于制造玻璃、纖維、陶器和瓷釉。少量的螢石用作制造光學透鏡和棱鏡?，F(xiàn)在的光學材料大多為人工合成。

石膏

石膏晶體，板狀（左）及燕尾雙晶（右）

晶體參數(shù)：單斜晶系； 對稱型2/m?？臻g群A2/n； a0=0.567nm， b0=1.515m， c0= 0.628nm， β=113°50'； Z=4。

成分與結構：CaO 32.57%，SO3?46.50%，H2O 20. 93%。石膏隨著溫度的升高而發(fā)生脫水作用，并形成不同的相。當溫度約65℃時，石膏失去1/2的水，形成亞穩(wěn)定相Ca[SO4]·1/2H2O；當溫度約100℃時，形成

含水的γCa[SO4]。Ca2+與[SO4]2-配位四面體聯(lián)接成雙層的結構層，Ca2+的配位數(shù)為8，除與屬于相鄰的4個[SO4]2-中的6個O2-相聯(lián)結外，還與2個H2O分子中的O2相聯(lián)結。H2O分子則分布于雙層結構層之間。其結構層平行于{010}，因此，石膏常具{010}極完全解理和板狀形態(tài)。

形態(tài)：晶體常呈{010}板狀；雙晶以(100)為雙晶面的燕尾雙晶常見。集合體呈塊狀、細粒狀、纖維狀、土狀等。

物理性質(zhì)：通常呈白色， 無色透明的晶體稱透石膏( selenite)；玻璃光澤，解理面顯珍珠光澤。纖維狀集合體稱纖維石膏(satin spar)，呈絲絹光澤。硬度2:；解理平行{001}極完全，平行{100}和{011}中等；薄片具撓性。密度2.30-2.37g/cm3。

鑒定特征：以其硬度低和具有{010}極完全解理為特征。與碳酸鹽礦物的區(qū)別是遇HCl不起氣泡。

成因與產(chǎn)狀：石膏主要由沉積作用形成， ? 如海盆或湖盆中化學沉積的石膏常與石灰?guī)r、泥灰?guī)r等呈互層出現(xiàn)。熱液成因的石膏通常見于某些低溫熱液硫化物礦床中。碗化物礦床氧化帶中的硫酸水溶液與石灰?guī)r作用可形成石膏。此外，硬石膏在壓力降低并與地下水相遇時也可形成石膏。我國石膏儲量居世界前列，全國絕大多數(shù)省區(qū)都有產(chǎn)出。其中以湖北應城最為著名。

主要用途：石膏的用途十分廣泛。①它是世界上最古老的建筑材料之一，稱為建筑石膏，主要用來制造石音板，用于建筑及裝飾。美國芝加哥113層的西爾新大廈所用的主要輕型建筑材料就是石膏制品。②模型石膏比建筑石音凝固快，強度高，主要用于制作模型、雕塑、裝飾、花飾等。工藝美術商店里出售的石膏“維納斯”等，就是用石音鑄出來的。③石膏作為水泥緩凝劑用于生產(chǎn)水泥，不但可起到緩凝作用，還可改善水泥的強度、收縮性和抗腐性性。④其他方面，如做豆腐要用石膏；牙科醫(yī)生用石音做牙床模型:外科醫(yī)生給骨折病人正位固定也用石膏；等等。

石英

石英族礦物包括SiO2的數(shù)個同質(zhì)多像變體，它們是α-石英、β-石英、α-鱗石英、β1-鱗石英、β2-鱗石英、α-方石英、β-方石英、柯石英、斯石英，以及產(chǎn)于隕石坑中的兩個 “后斯石英”相的高壓變體，分別具α- PbO2結構和ZrO2結構。此外，蛋白石也歸入本族中。

熱膨脹性質(zhì)是影響礦物的穩(wěn)定性的極為重要的因素。當溫度升高時，礦物中隨著每個原子或離子振動的振幅的增加，原子間距增大，所以體積隨溫度增加而增大，即礦物產(chǎn)生膨脹。這 ?種使離子彼此分開的傾向和相互作用的引力之間存在著一種平衡。 一旦動能超過了引力，則礦物或形成另一種結構(變體)或熔化。α-石英的膨脹性如果達到一定程度就變成β-石英。

在SiO2的各種天然同質(zhì)多像變體中，除斯石英(屬金紅石型)中硅離子為八面體配位外，在其余各變體中硅離子均為四面體配位，即每個硅離子均被四個氧離子包圍而構成硅氧四面體。各硅氧四面體彼此均以角頂相連，構成三維的架狀結構。由于不同的變體中硅氧四面體在排布方式和緊密程度上有所差異，從而反映在形態(tài)和某些物理性質(zhì)上(如密 度、折射率等)有所不同。如鱗石英的結構由四面體組成的雙六元環(huán)，相互連接呈層狀排布，其緊密程度低于a-石英和β-石英。因此，鱗石英的密度的折射率都較α一石英和β-石英低。方石英呈單六元環(huán)，其排列的緊密程度略高于鱗石英。因此， ? 密度和折射率高于鱗石英?？率⒌慕Y構，除斯石英外，較其他變體堆積緊密得多，因此相應地有較大的密度和較高的折射率。斯石英是最高壓力下的同質(zhì)多像變體，為金紅石結構。硅占據(jù)八面體空隙，是所有變體中結構緊密程度最高的變體。密度和折射率也是最大的。

在石英(Quartz)、鱗石英(triymite)及方石英(cristobalite)自的高、低溫變體之間，其同質(zhì)多像轉(zhuǎn)變均不涉及晶體結構中鍵的破裂和重建，轉(zhuǎn)變過程迅速且是可逆的。但石英與鱗石英間及鱗石英與方石英間的轉(zhuǎn)變，都涉及鍵的破裂和重建，其過程相當緩慢，并且當降溫時，往往過冷卻而并不發(fā)生轉(zhuǎn)變，繼續(xù)以準穩(wěn)定狀態(tài)存在，直至最后轉(zhuǎn)變?yōu)楸旧淼牡蜏刈凅w。

在所存的變體中，α-石英在自然界分布最廣泛。

α-石英（左）和β石英（右）的晶體結構

鱗石英（A）、方石英（B）、柯石英（C）和斯石英（D）晶體結構

α-石英

晶體參數(shù)：?三方晶系:對稱型32?？臻g群P312或P322；a0 =0.491mm， c0 = 0. 540m；Z=3。

成分與結構：Si 46.7%，O 53.3%。 在所有礦物中，石英的化學成分是相對較固定的。晶體結構中具有平行c軸的螺旋軸31(右旋)或32(左旋)，所形成的晶體分別稱為右形晶體或左形晶體。但結構上的左右形與習慣上按晶體外形區(qū)分的左右形正好相反，亦即按慣例認為右形的晶體在結構上卻是左旋的，左形的晶體則是右旋的。硅氧四面體繞螺旋軸呈螺旋狀分布，其硅原子在(0001 )投影圖上連接成復三方形。

形態(tài)：常見六方柱 和菱面體、的聚形。柱面上常具橫紋。有時還出現(xiàn)三方雙錐或和三方偏方面體或。單體由三方偏方面體(x面)的分布可區(qū)分出左形晶和右形晶，以分布在柱面左上角的x面為左形晶，分布在柱面右上角的x面則為右形晶。常見的雙晶有道芬雙晶和巴西雙晶；偶見日本雙晶，雙晶面為，二單體的c軸成84°33′斜交。道芬雙晶以c軸為雙晶軸，由兩個右形晶或兩個左形晶組成的貫穿雙晶；巴西雙晶是以為雙晶面，由一個左形晶和一個右形品組成的貫穿雙晶。兩個雙晶的區(qū)別以x面的分布方位來確定。當柱面上 的x面繞c軸，每隔60°就出現(xiàn)一次的為道芬雙晶。其雙晶縫合線一般呈曲線； 若在柱面上有 兩個x面成左右對稱分布時，應為巴西雙晶，其雙晶縫合線-般為折線。 集合體呈粒狀、致密塊狀或晶簇狀。

物理性質(zhì)：因含微量色素離子或細分散包裹體，或因存在色心而呈各種顏色，并使透明度降低；玻璃光澤，斷口油脂光澤。硬度7；無解理；貝殼狀斷口。密度2.65g/cm3。具壓電性。顯晶質(zhì)石英的亞種:

(1) 無色透明的石英，稱水晶( rock crystal)。

(2) 煙黃至黑色的石英，稱煙水晶( smoky quartz)。

(3) 紫色的石英，稱紫水晶( amethys)。

以上呈色是由色心引起的顏色，當加熱至230 – 260℃以上可褐色，受高能射線輻照后則又重新呈色。色心的產(chǎn)生與品體結構中微量的Al3+成Fe3+對Si4+的異價類質(zhì)同像置換有關。

(4) 淺紅色的石英稱薔薇石英( ruse quartz)。

(5) 乳白色的石英稱乳石英( milky quartz)， 由細分散的氣態(tài)或液態(tài)包裹體所致。若石英 中的包裹體由液體和氣泡共同組成，并且其中液體約占氣泡總體積的一半。 “一瓶不滿，半瓶晃蕩"，輕輕揭動，水珠分合，稱水膽水晶( water drop quartz)。

(6) 含纖維狀金紅石、電氣石等包裹體的水晶稱發(fā)晶( rutilated quartz)。

隱晶質(zhì)石英的品種：

(1)石髓(玉髓chalcedony)：隱晶質(zhì)的石英稱石髓(玉髓)。外形常呈腎狀、鐘乳狀，葡萄狀、皮殼狀等。一般為淡黃、灰藍、乳白色等。星紅色的王儲稱紅玉髓，草果綠的玉糖稱綠玉隨，綠色中夾紅色斑點稱血滴玉髓。蠟狀光澤。微透明。硬度6.5。由于有孔隙存在，密度略小于石英，為2. 57 -2.64g/cm3

(2)瑪瑙(Agate)：具有不同額色條帶的或花紋相間分布的石髓稱為瑪瑙。按其花紋和顏色的不同，分為截子瑪瑙、纏絲瑪瑙、苔紋瑪瑙等。

石英中含云母、赤鐵礦等細小包裹體，星淺黃或福紅色，稱砂金石。含密集定向排列的包裹體面量貓眼效應者，稱石英貓眼石。

鑒定特征：以共晶形 、無解理、貝殼狀斷口、硬度為特征。如由β-石英轉(zhuǎn)變面成，可保留六方雙錐的假象。

成因與產(chǎn)狀：α- 石英是三大類巖石中的造巖礦物，也是大多數(shù)熱液脈中的主要礦物成分，在偉晶巖晶洞和變質(zhì)巖系中的石英脈內(nèi)，α-石英是天然壓電水晶的重要來源。有些石英的亞種形成于一定的條件或特定的產(chǎn)狀。如煙水晶只能形成于較高溫度下；紫水晶形成于相當?shù)偷臏貕簵l件下；薔薇石英總是呈塊狀產(chǎn)于偉晶巖脈的核心部位；瑪瑙和石髓為低溫熱液的膠體成因產(chǎn)物，主要產(chǎn)于噴出巖的孔洞中；而風化沉積成因的瑪瑙和石髓見于風化殼碎屑沉積物中。

主要用途：α-石英的用途很廣。石英砂是重要的工業(yè)礦物原料，廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡膠、磨料等工業(yè)。還用于制作石英諧振器、濾波器和透鏡等。無裂院、無缺陷的水晶單晶用作壓電材料；熔煉石英用于制造石英燈泡、耐酸耐高溫等化學器材；薔薇石英和瑪瑙為雕刻工藝美術的材料。

硬石膏

硬石膏

晶體參數(shù)：正交晶系； 對稱型mmm?？臻g群Ccmm； a0?=0.622nm， b0=0.696nm，c0=0. 697nm； Z=4。

成分與結構：CaO 41.19%， SO3?58.81%。 常含Sr。在(100)和 (010)面上Ca2+和[SO4]2-成層分布，而在(001)面上[SO4]2-分布呈不平整的層。Ca位于4個[SO4]2-之間，與8個O2-相鄰，其配位數(shù)為8。每個O2-與1個S6+和兩個Ca2+相鄰，故配位數(shù)為3。

形態(tài)：晶體呈等軸狀或厚板狀。集合體常呈塊狀或粒狀。雙晶依(011)呈接觸雙晶或聚片雙晶。

物理性質(zhì)：純凈者透明，無色或白色，常因含雜質(zhì)而呈暗灰色，有時微帶紅色或藍色；玻璃光澤，解理面顯珍珠光澤。硬度3~3.5； 解理平行{010}和{100|完全，平行{001}中等，三組解理面相互垂直，可裂成火柴盒狀小塊。密度2.9 ~3.0g/cm3

鑒定特征：以三組相互垂直的解理為特征。與方解石等碳酸鹽礦物的區(qū)別是解理的方向不同，且遇HCI不起氣泡。

成因與產(chǎn)狀：主要產(chǎn)于蒸發(fā)作用所形成的鹽湖沉積物中。當海水的溫度為42℃以上時，直接形成硬石膏；若海水的鹽度較高，則形成溫度可低于42℃。但當溫度和鹽度都低時，則僅形成石膏。硬石青亦可由石青脫水而形成。此外，石灰?guī)r或白云巖受熱液交代而形成的硬石膏以及金屬礦脈中的硬觀石膏，均可能是受含硫酸溶液作用的產(chǎn)物。

主要用途：用于造型塑像、 醫(yī)療、造紙等方面，用量最大的是水泥工業(yè)。

正長石晶簇及單晶

晶體參數(shù)：單斜晶系； 對稱型2/m。空間群C2/m； a0?=0.856nm， b0= 1.300nm， c0= 0.719nm， β=116°； Z=4。

成分與結構：成分中通常均含有一定的 Ab分子。有少量的Fe3+置換Al3+，還存在微量的 Mg、Fe2+、 Sr、Pb、Mn等。晶體結構見長石族描述。

形態(tài)晶體：呈短柱狀或厚板狀?？査拱吐呻p晶最為常見，其次為 巴溫諾律和曼尼巴律雙晶。 集合體呈粒狀。

物理性質(zhì)：?常呈肉紅色、淡黃色或灰白色；玻璃光澤。解理平行{001}完全，平行{010} 完全或中等，其二者的夾角為90°；硬度6。密度2.56 -2.57g/cm3.

鑒定特征：通常以肉紅色， 具有完好的兩組正交的解理加以識別。利用有無聚片雙晶與斜長石可區(qū)別。精確鑒定需借助光性測定。

成因與產(chǎn)狀：是中酸性和堿性火成巖中的主要造巖礦物之一。片麻巖等變質(zhì)巖中也常以正長石為主要礦物。

主要用途：用作陶瓷材料。

不同形態(tài)的文石

晶體參數(shù)：正交晶系； 對稱型mmm空間群Pmcn； a0?=0.495nm， b0=0.796nm， c0= 0.573nm； Z=4。

成分與結構：成分同方解石， 少量的Sr、Pb替代Ca。

形態(tài)：晶形呈柱狀或尖錐狀: 常見以(110)為雙晶面的文石律接觸雙晶和貫穿三連晶，三連晶常呈假六方柱。 集合體常呈柱狀、針狀、纖維狀或晶簇，也有呈鐘乳狀、豆狀、鮞狀。

物理性質(zhì)：無色或白色； 玻璃光澤，斷口油脂光澤。硬度3.5~4； 解理平行{010}不完 全；貝殼狀斷口。密度2.94g/cm3。 遇冷稀HCI劇烈起泡。

鑒定特征：文石遇冷稀 HCI劇烈起泡，與方解石相似。但以解理和密度不同而區(qū)別。

成因與產(chǎn)狀：在自然界， 文石遠比方解石少。文石穩(wěn)定于較高的壓力條件下。它的密度大約要比方解石大8%。在藍閃石片巖(為高壓條件下形成)中常見文石與硬玉、硬柱石和石英共生。文石主要是由外生作用形成。常見于許多動物的貝殼或骨骸之中(如頭足類和雙殼類動物的外殼)。珍珠的主要構成物就是文石。文石在海水中可直接形成。在金屬礦床的氧化帶中也有出現(xiàn)。內(nèi)生成因的文石是熱液作用最后階段的低溫產(chǎn)物，見于玄武巖、安山巖的氣孔中或裂配中，溫泉沉淀物中也有文石產(chǎn)出。

貝殼珍珠層中文石的擇優(yōu)取向生長

多晶體是許多單晶體的集合，即同種晶質(zhì)礦物集合體。多晶體中的每個單晶為各向異性體，但如果組成多晶體的各單晶在空間上的排列是完全無規(guī)則的，僅為統(tǒng)計上的均勻分布，即在不同方向上取向幾率相同，則這種多晶集合體在不同方向上，其力學、電學、光學、耐腐蝕、磁學甚至核物理等方面的性能在宏觀上就會表現(xiàn)出相同的現(xiàn)象，具有各向同性的性質(zhì)。但如果多晶體在其形成過程中，由于受到外界的力、熱、電、磁，以及生物作用等各種不同條件的影響，或在形成后受到不同的加工工藝的影響，多晶集合體中的各晶粒不同程度地朝一個或幾個特定方向排列和聚集，這種在某些方向上的取向幾率增大的現(xiàn)象稱為 ?擇優(yōu)取向( preferential tropism； preferential growth)。其性能在宏觀上則顯示各向異性的性質(zhì)。

貝殼珍珠層中的文石晶體的生長具有擇優(yōu)取向。通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察，證實了珍珠層由文石晶體與有機基質(zhì)交替排列而成，呈現(xiàn)出規(guī)整有序的“磚墻”式結構。表現(xiàn)為文石沿著珍珠層面定向分布，其結晶學C軸垂直珍珠層層面(相當于(001)面網(wǎng)平行珍珠層面)。它的形成機理一直受到人們的關注，其中的模板說認為珍珠層成分由文石和少量的有機質(zhì)(總量只占1-5wB/%)構成，薄層有機質(zhì)充填于文石礦物之間，正是這微量的有機質(zhì)控制了珍珠層的形成。導致珍珠層中所有的文石小板片的C軸垂直于珍珠層面。

珍珠層是由文石和微量有機質(zhì)經(jīng)生物自組裝形成的一種優(yōu)異的天然納米無機-有機復合材料。它的抗破裂能力比無機成因的文石要高出3000倍以上，如此優(yōu)異的力學性能與珍珠層的有機質(zhì)和文石的擇優(yōu)取向有關。珍珠層在形變和斷裂過程中，有機基體與相鄰的文石層彼此粘合、降低了裂紋尖端的應力場強度因子，增大了裂紋的擴展阻力，從而提高了材料的韌性。

微斜長石晶簇

晶體參數(shù)：三斜晶系； 對稱型?？臻g群； a0=0. 858nm，b0=1.297mm， c0=0. 722nm α=90°39'，β=115°56'， γ=87°47'； Z=4。

成分與結構：K2O 16.9%， Al2O3?18.4%， SiO2?64.7%。 可有Na置換K。根據(jù)晶體結構中 配位四面體中的AI、Si 占位情況，可分為有序度低、中等和高的微斜長石。

形態(tài)：晶體呈短柱狀，但往往沿a軸方向延伸。雙晶以由鈉長石律和肖鈉長石律組成的格子雙晶最為普遍(圖13-71)。集合體呈塊狀或粒狀。

物理性質(zhì)：常呈肉紅色，有時呈淺黃或灰白色，呈綠色者稱天河石( amazonite)。玻璃光澤。解理平行{001}和{010}完全，其二者的夾角為89°40'；硬度6。密度2. 56 -2.57g/cm3。

鑒定特征：同正長石。 與正長石的區(qū)別，以格子雙晶判識。精確鑒定需借助光性測定。

成因與產(chǎn)狀：其形成溫度較正長石低， 故偉晶巖和長英巖中的鉀長石以微斜長石為主。熱液蝕變過程中的鉀長石化，亦多為微斜長石。在變質(zhì)巖中，淺變質(zhì)帶里以微斜長石居多。沉積巖里自生作用過程中可以形成微斜長石。

主要用途：用作陶瓷原料。 色澤美麗的天河石用作玉石材料。

硫化物(sulfides)及其類似化合物大類是指由金屬元素、半金屬元素與S.Se.Te、As等相結合形成的化合物。自然界中已發(fā)現(xiàn)的該大類礦物種類超.過370種。其中以硫化物礦物種類最多。占該大類總量的2/3以上，而其中又以Fe的硫化物占了絕大部分。其類似化合物為硒化物、碲化物、砷化物及個別銻化物、鉍化物。該大類礦物是工業(yè)上有色金屬和稀有分散元素礦產(chǎn)的重要來源。

化學成分

組成本大類礦物的陽離子主要為元素周期表右方的銅型離子(Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ag+、Hg2+)及靠近銅型離子一邊的過渡型離子(Fe2+、Co2+、Ni2+)，陰離子主要是S2-及少量的Se2-、Te2-、As3-、Sb3-、Bi3-等。

陰離子硫可以有不同的價態(tài)，大部分呈簡單陰離子S2-(如在閃鋅礦ZnS中)，也可以啞鈴型對硫結合呈復硫離子[S2]2-(如在黃鐵礦FeS2中)。硒、碲、砷也有類似的不同價態(tài)，如紅砷鎳礦(NiAs)中的As2-、斜方碲鐵礦(FeTe2)中的[Te2]2-，此外硫還可與半金屬元素砷、銻、鉍組成一系列復雜的絡陰離子，如[AsS3]3-、[SbS3]3-等。

本大類礦物中類質(zhì)同像很普遍且多樣。既有完全的又有不完全類質(zhì)同像，既有等價類質(zhì)同像也可出現(xiàn)異價類質(zhì)同像。圖1歸納了硫化物中陽離子的主要類質(zhì)同像情況，其中，對角線方向為異價類質(zhì)同像。值得指出的是，在硫化物中一些稀有分散元素雖然很少與S形成獨立礦物，但往往可呈類質(zhì)同像混入物存在。例如，Re常在輝鉬礦中作為類質(zhì)同像混入物代替Mo，但它卻很少呈獨立礦物。故在一些硫化物中，含稀有元素的類質(zhì)同像混入物可作為稀有金屬礦床綜合利用，因而具有重要的經(jīng)濟意義。

硫化物中陽離子的主要類質(zhì)同像關系（潘兆櫓等，1993）

晶體化學特征

大多數(shù)硫化物的晶體結構常可看做S作最緊密堆積，陽離子充填于四面體或八面體空隙中，因此陽離子配位多面體很多是八面體、四面體或由此畸變的多面體。從質(zhì)點堆積特點來看，硫化物應屬于離子化合物，但其晶體卻常出現(xiàn)一系列不同于典型離子晶體的特點。這是因為在硫化物及其類似化合物中出現(xiàn)復雜的化學鍵造成的，晶體中不僅表現(xiàn)共價鍵性，同時還顯示一-定的離子鍵性，甚至還有金屬鍵性。這種化學鍵的復雜性源于硫化物的陽離子主要為銅型和靠近銅型離子的過渡型離子，它們位于元素周期表的右方，極化力強，電負性中等。而S的陰離子又易被極化，電負性(相對氧)較小。因而陰、陽離子電負性差較小，致使硫化物的化學鍵出現(xiàn)上述復雜的過渡性質(zhì)。本大類礦物同質(zhì)多像普遍，其同質(zhì)多像變體主要取決于形成時的溫度和成礦溶液的酸堿度等因素。通常溫度升高時，形成對稱程度較高的變體。例如CuFeS2，當溫度高于550℃時，結晶成等軸晶系的黃銅礦，低于該溫度，則結晶為四方晶系的黃銅礦。本大類礦物亦常見多型現(xiàn)象，明顯的例子有纖維鋅礦具154種多型變體，輝鉬礦具有2H3R或混合型(2H+3R)多型變體。

形態(tài)

本大類礦物的形態(tài)變化表現(xiàn)出一定的特征性。相對而言，成分簡單的硫化物?？沙霈F(xiàn)對稱程度高的形態(tài)，如許多礦物具有等軸晶系或六方晶系的形態(tài)。而組分復雜的硫鹽則對稱程度較低，主要為斜方晶系和單斜晶系。大多數(shù)硫化物晶形較好，特別是復硫化物黃鐵礦、毒砂等完好晶形很常見；硫鹽則主要以粒狀或塊狀集合體出現(xiàn)。

物理性質(zhì)

本大類礦物的物性主要取決于其上述的晶體化學特征。絕大多數(shù)礦物呈金屬色、金屬光澤，條痕色深而不透明，僅少數(shù)硫化物如雄黃、雌黃、辰砂、閃鋅礦等具金剛光澤、半透明。部分礦物具完好的解理。本大類礦物的硬度變化較大。其中簡單硫化物和硫鹽礦物硬度低，其硬度介于2~4之間，尤其具層狀結構者，如輝鉬礦、銅藍、雌黃等，其硬度甚至降低到1~2之間。而具對陰離子[S2]2-、[Te2]2-、[AsS]2-等的復硫化物及其類似化合物的硬度增高至5~6.5。這一大類礦物的熔點低，相對密度較大，一般在4以上，這是由于它們的陽離子多具有較大的相對原子質(zhì)量。

成因及產(chǎn)狀

本大類絕大部分礦物主要是熱液作用的產(chǎn)物。但形成的溫度范圍很大，有的形成于高溫高壓環(huán)境中，如基性、超基性巖中的銅鎳硫化物。本大類礦物在地表氧化環(huán)境中很不穩(wěn)定，易被氧化。如幾乎所有的硫化物礦物在地表均被氧化、分解，最初形成易溶于水的硫酸鹽，然后形成氧化物(如赤鐵礦)、氫氧化物(如針鐵礦)、碳酸鹽(如孔雀石)和其他含氧鹽礦物，組成了硫化物礦床氧化帶的礦物成分。當硫酸鹽溶液(主要是硫酸銅，偶爾為硫酸銀溶液)下滲至氧化帶的深部(地下水面附近)時，在氧不足的還原條件下，硫酸銅、硫酸銀溶液就與原生硫化物相作用形成次生的銅或銀的硫化物(次生輝銅礦、螺硫銀礦、銅藍)，從而形成硫化物礦床的次生富集帶。

分類

按陰離子或絡陰離子的類型不同相應地分為以下3類：

(1)簡單硫化物：由陰離子S2-與陽離子(主要為Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ag+、Hg2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+)結合而成，如方鉛礦(PbS)、閃鋅礦(ZnS)、辰砂(HgS)、磁黃鐵礦(Fe1-xS)、黃銅礦(CuFeS2)、輝鉬礦(MoS2)。

(2)復硫化物：陰離子為啞鈴型對硫[S2]2-、對砷[As2]2-及[AsS]2-、[SbS]2-等與陽離子(主要為Fe2+、Co2+、Ni2+等過渡型離子)結合而成，如黃鐵礦(FeS2)，毒砂(FeAsS)。

(3)硫鹽：所謂硫鹽是指硫與半金屬元素As.Sb、Bi結合組成絡陰離子團[AsS3]3-、[SbS3]3-等形式，然后再與陽離子(主要是Cu2+、Ag+、Pb2+這3種銅型離子)結合而成較復雜的化合物。主要礦物有：硫砷銀礦(淡紅銀礦)(Ag3AsS3)、硫銻銀礦(濃紅銀礦)(Ag3SbS3)、脆硫銻鉛礦(Pb4FeSb6S14)、黝銅礦-砷黝銅礦(Cu12Sb4S13-Cu12As4S13)等。

主要礦物描述

方鉛礦 （galena）PbS

[化學組成]成分中常含Ag、Cu、Zn、Ti、As、Bi、Sb、Se等元素，其中以Ag最為重要；Se以類質(zhì)同像置換S；存在著PbS-PbSe完全類質(zhì)同像系列。

[晶體結構]等軸晶系；Oh5-Fm3m；a0=0.593nm；Z=4。

晶體結構為NaCl型：面心立方格子(圖1)，S2-立方最緊密堆積，而Pb2+充填于所有八面體空隙中，陰、陽離子的配位數(shù)均為6?；瘜W鍵為離子鍵一金屬鍵過渡型。

方鉛礦晶體結構

[形態(tài)]最常呈立方體{100}，還可出現(xiàn)八面體{111}、菱形十二面體{110}，并有時以八面體與立方體聚形出現(xiàn)。也常見呈粒狀、致密塊狀的集合體。

[物理性質(zhì)]鉛灰色；條痕灰黑色；金屬光澤。解理平行{100}完全；含Bi的亞種，則可見平行{111}裂開。硬度2~3。相對密度7.4~7.6。具弱導電性，晶體具有良好的檢波性。

[成因及產(chǎn)狀] 主要形成于中溫熱液礦床中，常與閃鋅礦一起形成鉛鋅硫化物礦床。方鉛礦也可形成于接觸交代礦床中。

我國方鉛礦產(chǎn)地很多，以云南金頂、湖南水口山、廣東凡口等地最著名。方鉛礦在氧化帶中不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)變?yōu)殂U釩、白鉛礦等一系列的次生礦物。

[鑒定特征]鉛灰色，強金屬光澤，立方體完全解理，相對密度大，硬度小。

[主要用途]為鉛的主要礦石礦物；而含Ag的方鉛礦又是提煉銀的重要礦物原料。晶體還可用作檢波器。

閃鋅礦 （sphalerite）ZnS

[化學組成]通常含有Fe、Mn、In、Ti、Ag、Ga、Ge等類質(zhì)同像混入物。其中Fe2+替代Zn2+十分普遍，替代量最高可達26.2%。其富含鐵的亞種(Fe2+含量大于8%)，稱鐵閃鋅礦(marmatite)。一般地，較高溫度條件下形成的閃鋅礦，其成分中Fe 和Mn的含量增高，顏色趨深。

[晶體結構]等軸晶系；；a0=0.540nm(純閃鋅礦)，Z=4。

具閃鋅礦型結構：S2-呈立方最緊密堆.積，Zn2+充填于半數(shù)的四面體空隙中。如果從晶胞內(nèi)離子分布特點描述，則Zn2+分布于單位晶胞的角頂及面心，如將晶胞分為8個小的立方體，則S2-分布于相間的4個小立方體的中心。或者，S2-分布于晶胞角頂及面心，Zn2+分布于小立方體中心，即閃鋅礦結構中陰陽離子交換位置，結構是等效的。在小立方體中心的離子是四面體配位。面網(wǎng){110}為Zn2+和S2-的電性中和面，因此，閃鋅礦具有平行{110}的6組完全節(jié)理。

[形態(tài)]通常呈粒狀集合體，有時呈腎狀、葡萄狀，反映出膠體成因的特征。單晶體常呈四面體，正形和負形的晶面上常見聚形紋。有時呈菱形十二面體(通常為低溫下形成)。偶見以{111}為接合面形成雙晶，雙晶軸平行{111}，有時成聚片雙晶。閃鋅礦的形態(tài)具有標型意義：一般地，高溫條件下形成的閃鋅礦主要是呈正負四面體，并見立方體，中低溫下則以菱形十二面體為主。

閃鋅礦晶體（具正負四面體的聚形紋）（（潘兆櫓等，1993））

[物理性質(zhì)] Fe的含量直接影響閃鋅礦的顏色、條痕、光澤和透明度。當含Fe量增多時，顏色為淺黃、棕褐直至黑色(鐵閃鋅礦)；條痕由白色至褐色；光澤由樹脂光澤至半金屬光澤；透明至半透明。解理平行{110}完全。硬度3.5-4。相對密度3.9~4.1，隨含Fe量的增加而降低。不導電。

[成因及產(chǎn)狀]閃鋅礦是分布最廣的鋅礦物。常見于各種高、中溫熱液礦床中，也常出現(xiàn)于接觸交代礦床中。在高溫熱液礦床中，閃鋅礦成分中常富含Fe、In、Se和Sn，與毒砂、磁黃鐵礦、黃銅礦等礦物共生；在中低溫熱液礦床中則含Cd、Ga、Ge和Ti，往往與方鉛礦共生，有時還出現(xiàn)各種硫鹽礦物，如硫銻鉛礦。

此外，閃鋅礦還有表生沉積成因的。閃鋅礦在氧化帶中形成菱鋅礦Zn[CO3]、異極礦Zn4[Si2O7](OH)2等次生礦物。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?菱鋅礦? ? ? ? ? ? ? ? ?異極礦

[鑒定特征]以其具多組完全解理 .粒狀晶形、硬度小、金剛光澤以及常與方鉛礦密切共生為特征。

[主要用途] 最重要的鋅礦石礦物原料。其成分中所含Cd、In、Ge、Ca、Ti等一系列稀有元素可綜合利用。良好的閃鋅礦的單晶可用作紫外半導體激光材料。

黃銅礦 （chalcopyrite） CuFeS2

[化學組成] 其成分中可有Mn、As、Sb、Ag、Au、Zn、In、Bi、Se、Te等元素混入，個別情況下Mn達3% ，As達1.5% ，Sb達1%。當形成溫度高于200℃時，其成分與理想化學式比較，S不足，即NCu+Fe：Ns>1。形成溫度越高，缺S越多形成溫度低于200℃時，其成分與理想化學式一致，即NCu+Fe：NS=1。

[晶體結構]四方晶系；a0=0.524 nm，c0=1.032nm；Z=4。晶體結構為閃鋅礦型結構的衍生結構(圖19-5)，即其單位晶胞類似于將兩個閃鋅礦晶胞疊置而成。每一金屬離子(Cu2+和Fe2+)的位置均相當于閃鋅礦中Zn2+的位置，但由于Zn2+位置被Cu2+和Fe2+兩種離子代替并有序分布，使其對稱由原閃鋅礦結構的等軸晶系下降為四方晶系。高溫無序黃銅礦仍保留閃鋅礦結構的等軸晶系。

[形態(tài)]通常為致密塊狀或分散粒狀集合體。偶爾出現(xiàn)隱晶質(zhì)腎狀形態(tài)。晶體常見單形有四方四面體、四方雙錐，但單晶較少見。

[物理性質(zhì)]顏色為銅黃色，但往往帶有暗黃或斑狀錆色；條痕綠黑色；金屬光澤；不透明。解理不發(fā)育。硬度3~4。相對密度4.1 ~4.3。性脆。能導電。

[成因及產(chǎn)狀]

黃銅礦成因類型較多。

(1)在與基性巖有關的銅鎳硫化物巖漿礦床中，與磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦共生。

(2)在接觸交代礦床中，黃銅礦充填于石榴子石或透輝石等夕卡巖礦物間。

(3)在中溫熱液礦床中，黃銅礦往往與黃鐵礦、方鉛礦、輝鉬礦及方解石、石英共生。在地表氧化環(huán)境中，黃銅礦易于氧化、分解，可形成孔雀石、藍銅礦。

在含銅硫化物礦床的次生富集帶中，黃銅礦被次生斑銅礦、輝銅礦和銅藍所交代。

[鑒定特征]黃銅礦與黃鐵礦相似，但可以其更黃的顏色和較低的硬度加以區(qū)別。與自然金的區(qū)別在于綠黑色的條痕，性脆及溶于硝酸。.

[主要用途] 煉銅的主要礦石礦物。

磁黃鐵礦 （pyrrhotite）Fe1-xS

[化學組成]FeS元素組成的理論值為Fe63.53%，S36.47%。但自然界產(chǎn)出的磁黃鐵礦往往含有更多的S，可達39%~40%。成分中常見Ni、Co類質(zhì)同像置換Fe，此外，還有Cu、Pb、Ag等。磁黃鐵礦中部分Fe2+被Fe3+代替，為保持電價平衡，結構中Fe2+出現(xiàn)部分空位，此現(xiàn)象稱“缺席構造”。故其成分為非化學計量，通常以Fe1-xS表示(其中x=0~0.223)。

[晶體結構]紅砷鎳礦晶體結構描述。

[形態(tài)]通常呈致密塊狀、粒狀集合體或呈浸染狀。單晶體常呈平行{0001}的板狀，少數(shù)為柱狀或桶狀。成雙晶或三連晶。

[物理性質(zhì)] 暗古銅黃色，表面常具褐色的銷色；條痕灰黑色；金屬光澤；不透明。解理不發(fā)育；{0001}裂開發(fā)育。硬度4。相對密度4.6-4.7。性脆。具導電性和弱~強磁性。

[成因及產(chǎn)狀]磁黃鐵礦的主要產(chǎn)狀有：

(1)產(chǎn)于基性巖體內(nèi)的銅鎳硫化物巖漿礦床中，與鎳黃鐵礦、黃銅礦緊密共生。

(2)產(chǎn)于接觸交代礦床中，與黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、鐵閃鋅礦、毒砂等礦物共生，主要形成于夕卡巖過程的后期階段。

(3)產(chǎn)于一系列熱液礦床中，如錫石硫化物礦床，與錫石、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦等共生。

在氧化帶，它極易分解而最后轉(zhuǎn)變?yōu)楹骤F礦。

[鑒定特征]暗古銅黃色，硬度小，具弱~強磁性。

[主要用途]為制作硫酸的礦石礦物原料，但經(jīng)濟價值遠不如黃鐵礦。含Ni較高時可作為鎳礦石綜合利用。

紅砷鎳礦（nickeline） NiAs

[化學組成]可有Fe、Co、S等呈類質(zhì)同像混入。此外，還有Sb、Bi、Cu，其賦存狀態(tài)未明。

[晶體結構] 六方晶系；；a0=0.361nm，c0=0.502nm；Z=2。

紅砷鎳礦為一典型結構：As按六方最緊密堆積，Ni充填所有八面體空隙。[NiAs6]八面體共面平行c軸方向連成直線型鏈，在水平方向上[NiAs6]八面體共棱。Ni除被6個As所包圍外(配位數(shù)為6)，往往與上下2個Ni距離較近，成為它最近的相鄰者，這使紅砷鎳礦中的鍵性明顯地向金屬鍵過渡。

紅砷鎳礦的晶體結構（潘兆櫓等，1993）

[形態(tài)]通常呈致密塊狀、粒狀集合體，有時呈腎狀等膠體形態(tài)。單晶呈六方柱狀或板狀，但極少見。

[物理性質(zhì)]

新鮮面淡銅紅色，風化面具灰或黑色的錆色；條痕褐黑，金屬光澤。解理平行{1010}不完全；斷口不平坦。硬度5。相對密度7.6-7.8。性脆。具強導電性。

[成因及產(chǎn)狀]常見于熱液礦床中，有時見于基性、超基性巖有關的銅鎳硫化物巖漿礦床后期熱液過程。

[鑒定特征]淺銅紅色和金屬光澤。易熔，在木炭上以氧化焰燒之形成As2O3白色被膜，并有生蒜臭味。

[主要用途]鎳的礦石礦物原料。

銅藍 （covellite） CuS（）

[化學組成] 僅有少量的Fe、Ag、Se和Pb等混人物，它是成分簡單、結構復雜的礦物。陰陽離子均有兩種不同價態(tài)，陰離子除S2-外，還有復硫[S2]2-，因此，它是單硫化物與復硫化物之間的過渡類型。

[晶體結構]六方晶系；a0=0.380 nm，c0=1.636nm；Z=2。晶體結構具復雜層狀：Cu2+位于由3個S2-所組成的等邊三角形之中，各個三角形的角頂彼此相連成層，由S2-所占據(jù)的三角形的角頂卻又是上下相對應的四面體的一個共用角頂，而四面體的其余角頂則由[S2]2-占據(jù)。Cu+位于四面體的中心。這樣由[CuS3]三角形所連接的層及位于其上下的[CuS4]四面體就構成銅藍復雜層狀的結構。在此結構中，同時存在S2-和[S2]2-兩種離子及Cu+和Cu2+兩種離子。因此，銅藍是介于簡單硫化物與復硫化物之間的結構。

[形態(tài)]單晶極為少見，通常以粉末狀、被膜狀或煤灰狀集合體附于其他硫化物之上。

[物理性質(zhì)]靛青藍色；條痕灰黑；金屬光澤；不透明，極薄的薄片透綠光。解理平行{0001}完全。硬度1.5~2。相對密度4.67。性脆。

[成因及產(chǎn)狀]主要形成于外生作用，為含銅硫化物礦床次生富集帶中最為常見的一種礦物。

[鑒定特征] 靛青藍色，低硬度。塊體呵氣后變紫色。

[主要用途]為銅的礦石礦物，常與其他銅礦物一起作為銅礦石利用。

辰砂 （cinnabar） HgS

[化學組成]成分固定，有時含少量的Se、Te、Sb、Cu混入物等。

[晶體結構]三方晶系；；a0=0.414 nm，c0=0.949nm；Z=3。晶體結構為變形的NaCl型，即將NaCl型結構沿L'變形后得到辰砂結構。

[形態(tài)] 單晶常呈菱面體{101}，或平行{0001|厚板狀，或平行c軸方向延伸的六方柱狀。雙晶常見，常成以c軸為雙晶軸的貫穿雙晶。集合體多呈粒狀，有時為致密塊狀以及被膜狀。

[物理性質(zhì)] 鮮紅色，有時表面呈鉛灰的銷色；條痕紅色；金剛光澤；半透明。解理平行{100}完全。硬度2~2.5。相對密度8.05~8.2。成分純凈者，導電性極差，如含0.1%的Se或Te時，其導電性就顯著增加。

[成因及產(chǎn)狀]為低溫熱液礦床標型礦物。 常與輝銻礦、雄黃、雌黃、黃鐵礦、隱晶質(zhì)石英、方解石等礦物共生。

我國是辰砂的主要生產(chǎn)國之一。湖南晃縣、江西婺源和貴州銅仁等地是辰砂的著名產(chǎn)地。

[鑒定特征] 鮮紅的顏色和條痕，相對密度大，硬度低。黑辰砂與辰砂的不同是：灰黑色，條痕黑色，金屬光澤，無解理，相對密度7.7，導電性良好。

[主要用途]提煉汞最重要的礦石礦物。辰砂的單晶可作激光調(diào)制晶體，為目前激光技術的關鍵材料。此外，大而完好的晶體還具有極高的觀賞及收藏價值。

輝銻礦 （stibnite 或 antimonite） Sb2S3

[化學組成]成分較固定，含少量As、Pb、Ag、Cu和Fe，其中絕大部分元素為機械混入物。

[晶體結構]斜方晶系；；a0= 1.120nm，b0=1.128nm，c0=0.383 nm；Z=4。

晶體具鏈狀結構，鏈是由S和Sb緊密連接而成，這些鏈平行于c軸。鏈內(nèi)S與Sb的距離為0.32nm左右，為較強的離子-金屬鍵聯(lián)系。而鏈間以較弱的分子鍵聯(lián)系，因而沿著這-方向{010}表現(xiàn)出解理性，同時晶體的形態(tài)亦是沿結構中鏈體的方向延伸而呈平行e軸的柱狀。

[形態(tài)]單晶呈柱狀或針狀，柱面具有明顯的縱紋。較大的晶體往往顯現(xiàn)彎曲。集合體常呈放射狀或致密粒狀。

[物理性質(zhì)]鉛灰色或鋼灰色，表面常有藍色的錆色；條痕黑色，研磨后呈褐色；晶面常帶暗藍錆色；金屬光澤；

透明。解理平行{010}完全。解理面上； 常有橫的聚片雙晶紋。硬度2。相對密度4.6。性脆。

[成因及產(chǎn)狀]主要產(chǎn)于低溫熱液礦床中，與辰砂、石英、螢石、重晶石、方解石等共生。

我國湖南新化錫礦山是世界最著名、最大的輝銻礦產(chǎn)地。

[鑒定特征]鉛灰色，柱狀晶形，柱面上有縱紋(聚形紋)，解理面上有橫紋.(聚片雙晶紋)。對于細粒的塊體，滴KOH于其上，立刻呈現(xiàn)黃色，隨后變?yōu)殚偌t色，以此區(qū)別于與其類似的輝鉍礦。

[主要用途]為銻的重要礦石礦物，晶體大或呈美觀的晶簇狀，具很高的觀賞和收藏價值。

輝鉍礦 （bismuthinite）Bi2S3

[化學組成]類質(zhì)同像混入物主要有Pb、Cu、Sb和Se。

[晶體結構]斜方晶系；；a0=1.113nm，b0=1.127nm，c0=0.397nm；Z=4。輝鉍礦與輝銻礦等結構。

[形態(tài)]晶形常呈長柱狀至針狀，晶面大多具縱紋，集合體以致密粒狀較常見。

[物理性質(zhì)]微帶鉛灰的錫白色；表面?，F(xiàn)黃色或斑狀錆色；條痕鉛灰色；金屬光澤；不透明。解理平行{010}完全。硬度2~2.5。相對密度為6.8。

[成因及產(chǎn)狀]主要見于鎢錫高溫熱液礦床和接觸交代礦床中。

[鑒定特征]與輝銻礦相似，惟顏色較輝銻礦淺，光澤較強，相對密度較大，解理面上無橫紋，與KOH溶液不起反應。

[主要用途]為鉍的重要礦石礦物。

雌黃 （orpiment）As2S3

[化學組成]Sb呈類質(zhì)同像混入含量可達3%。此外，存在微量的Hg、Ge、Se.V等。

[晶體結構]單斜晶系；；a0=1.149nm，b0=0.959nm，c0=0.425nm，β=90°27'；Z=4。雌黃具有層狀結構：As、S連接成層，層中每一個As被3個S所包圍，而每個S與兩個As相連接(圖19-10)。層平行于(010)，各層間以微弱分子鍵相維系；因而平行{010}產(chǎn)生完全解理。

[形態(tài)]常見板狀或短柱狀。集合體呈片狀、梳狀、土狀等。

[物理性質(zhì)]檸檬黃色；條痕鮮黃色；油脂光澤至金剛光澤，解理面為珍珠光澤。解理平行{010}極完全，薄片具撓性。硬度1.5-2。相對密度3.5。

[成因及產(chǎn)狀]見于低溫熱液礦床中，為標型礦物。常與雄黃共生。我國湖南.云南、貴州、四川、甘肅等省均有產(chǎn)出，尤以湖南和云南著名。

[鑒定特征]檸檬黃色，硬度低，一組極完全解理。與自然硫相似，但自然硫不具極完全解理。

[主要用途]為砷及制造各種砷化物的主要礦石礦物，還可用于中藥。

雄黃 （realgar）As4S4

[化學組成]成分固定，含雜質(zhì)較少。

[晶體結構]單斜晶系；；a0=0.929nm，b0=1.353nm，c0=0.657 nm，β=106°33'；Z=4。具分子型結構：由As4S4分子所構成，分子中的4個S與4個As之間以共價鍵相維系，而分子與分子間則以分子鍵相連接。對于As4S4分子，其中S形成正方形，As形成四面體，而正方形和四面體的中心相吻合。每個S與兩個As相鄰，而每個As則與2個S及另一As相鄰。

[形態(tài)]通常以致密塊狀或土狀塊體或皮殼狀集合體產(chǎn)出。單晶體通常細小，呈柱狀、短柱狀或針狀，柱面上有細的縱紋。

[物理性質(zhì)]橘紅色，條痕淡橘紅色；晶面上具金剛光澤，斷面上出現(xiàn)樹脂光澤，透明至半透明。解理平行{010}完全。硬度1.5-2。相對密度3.6。性脆。長期受光作用，可轉(zhuǎn)變?yōu)榈偌t色粉末。

[成因及產(chǎn)狀]形成條件與雌黃相似，并常與雌黃共生。

[鑒定特征]橘紅色，條痕淡橘紅色，硬度與辰砂相似，但辰砂條痕色鮮紅，相對密度大。

[主要用途]為砷及制造各種砷化物的主要礦石礦物。

輝鉬礦 （molybdenite）MoS2

[化學組成]自然界的輝鉬礦成分幾乎都接近理論值。Re為其重要的類質(zhì)同像混人物，含量可高達2%。S被Se，Te替代可達25%。輝鉬礦在自然界有2H和3R兩種多型，彼此的物理性質(zhì)極為相似。據(jù)統(tǒng)計，稀有元素Re主要賦存在3R型或3R+2H混合型的輝鉬礦中。

[晶體結構]六方晶系(2H)；；a0=0.315nm，c0=1.230nm；Z=2。

輝鉬礦的晶體具層狀結構。結構中，Mo4+組成的面網(wǎng)夾在上下由S2-組成的面網(wǎng)之間，共同構成一個三方柱配位結構層，[MoS6]構成三方柱形配位多面體，而此結構層由S2-組成空八面體層相連。層內(nèi)離子連接緊密，層與層之間的引力卻很微弱，因而平行{0001}發(fā)育極完全解理，且晶體呈片狀、板狀。

[形態(tài)]單晶呈六方板狀、片狀，通常以片狀鱗片狀集合體產(chǎn)出。

[物理性質(zhì)]鉛灰色；條痕為亮鉛灰色，在上釉瓷板上為微綠的灰黑色；金屬光澤，不透明。解理平行{0001}極完全，解理薄片具撓性。硬度1。相對密度5.0。有滑膩感。

[成因及產(chǎn)狀]主要產(chǎn)于高、中溫熱液礦床中。

我國鉬礦儲量居世界首位，最著名的產(chǎn)地有遼寧、河南、山西、陜西等。

[鑒定特征]鉛灰色，金屬光澤，硬度低，一組極完全解理。以其相對密度大，光澤較強，顏色及條痕較淡，且在涂釉瓷板上有特征的黃綠色條痕可與相似的石墨相區(qū)別。

[主要用途]為鑰最重要的礦石礦物，亦為提取Re的主要礦石，當含Pt族元素(Os、Pd、Rn、Pl)較多時，可綜合利用。

斑銅礦 （bornite）Cu5FeS4

[化學組成]由于斑銅礦中常含有黃銅礦、輝銅礦的顯微包裹體，其成分變化很大。

[晶體結構]等軸晶系，，a0=0.550nm，Z=1；四方晶系，，a0=1.094nm，c0=2.188nm，Z=16；其晶體結構相當復雜。

[形態(tài)]單晶極為少見，通常呈致密塊狀或粒狀不規(guī)則集合體。

[物理性質(zhì)]新鮮斷面呈暗銅紅色，風化表面常呈暗藍紫斑狀錆色，因此得名；條痕灰黑色；金屬光澤；不透明。無解理。硬度3。相對密度4.9~5。性脆。具導電性。

[成因及產(chǎn)狀]斑銅礦可形成于Cu-Ni硫化物礦床、矽卡巖礦床及銅硫化物礦床的次生硫化物富集帶中。

斑銅礦在地表氧化環(huán)境中易分解而形成孔雀石、藍銅礦、赤銅礦、褐鐵礦等礦物。

[鑒定特征]特有的暗銅紅色和不新鮮表面的藍紫斑雜的錆色；低硬度。

[主要用途]為銅的主要礦石礦物。

輝銅礦 （chalcocite）Cu2S

Cu2S有3個同質(zhì)多像變體。在103℃以下穩(wěn)定的為斜方晶系變體;在此溫度之上至420℃范圍內(nèi)穩(wěn)定的為六方晶系變體；在420℃以上穩(wěn)定的為等軸晶系變體。

高溫等軸晶系輝銅礦具反螢石型結構；高溫六方晶系輝銅礦的結構表現(xiàn)為S呈六方最緊密堆積。低溫斜方晶系輝銅礦的結構相當復雜,這里僅描述分布最廣的Cu2S低溫變體。

[化學組成]常含Ag，有時含Fe、Co、Ni、As、Au等，其中有些是機械混入物。

[晶體結構]斜方晶系；；a0=1.192nm，b0=2.733nm，c0=1.344nm；Z=96。

[形態(tài)]單晶極少見。晶形呈假六方形的短柱狀或厚板狀。通常呈致密塊狀、粉末狀(煙灰狀)集合體。

[物理性質(zhì)]新鮮面鉛灰色，風化表面黑色；條痕暗灰色；金屬光澤。不透明。無解理。硬度2~3。相對密度5.5-5.8。略具延展性。電的良導體。

[成因及產(chǎn)狀]有內(nèi)生和外生兩種成因。內(nèi)生者見于富Cu貧s的晚期熱液銅礦床中，常與斑銅礦共生。外生輝銅礦見于某些含銅硫化物礦床氧化帶的下部，為氧化帶滲濾下去的硫酸銅溶液與原生硫化物(黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦等)進行交代作用的產(chǎn)物。輝銅礦在地表環(huán)境下很不穩(wěn)定，易于分解而轉(zhuǎn)變?yōu)殂~的氧化物和銅的碳酸鹽。在不完全的氧化下，可轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀汇~。

[鑒定特征]暗鉛灰色，低硬度，弱延展性，小刀刻之出現(xiàn)光亮溝痕。常與其他銅礦物共生或伴生。

[主要用途]為含銅最富的硫化物，是銅的重要礦石礦物。

黃鐵礦 （pyrite）Fe[S2]

[化學組成]成分中常見Co、Ni等元素呈類質(zhì)同像置換Fe，并常見Au、Ag呈機械混入物。

[晶體結構]等軸晶系；a0=0.542nm；Z=4。黃鐵礦是NaCl型結構的衍生結構，晶體結構與方鉛礦相似,即啞鈴狀對硫離子[S2]2-代替了方鉛礦結構中簡單硫離子的位置，Fe2+代替了Pb2+的位置。但由于啞鈴狀對硫離子的伸長方向在結構中交錯配置，使各方向鍵力相近，因而黃鐵礦解理極不完全，而且硬度顯著增大。

[形態(tài)]常見完好晶形,呈立方體{100}、五角十二面體{210}或八面體{111}。在立方體晶面上常能見到3組相互垂直的晶面條紋，這種條紋的方向在兩相鄰晶面上相互垂直，和所屬對稱型相符合。此外，還可形成穿插雙晶，稱鐵十字。集合體常呈致密塊狀、分散粒狀及結核狀等。

黃鐵礦的晶體形態(tài)具有標型性，在熱液體系中，隨著溫度由低變高，黃鐵礦的晶形從立方體→立方體與五角十二面體聚形→八面體與五角十二面體聚形→八面體。黃鐵礦晶形在金礦床的水平及垂直分布上具有一定規(guī)律性，據(jù)此可以估計礦體剝蝕程度及評價礦床深部遠景。

[物理性質(zhì)]淺銅黃色，表面帶有黃褐的錆色；條痕綠黑色；強金屬光澤，不透明。無解理；斷口參差狀。硬度6~6.5。相對密度4.9-5.2。性脆。

[成因及產(chǎn)狀]黃鐵礦是地殼中分布最廣的硫化物，形成于多種不同地質(zhì)條件下。

(1)產(chǎn)于銅鎳硫化物巖漿礦床中，以富含Ni為特征。

(2)產(chǎn)于接觸交代礦床中，常含有Co。

(3)產(chǎn)于多金屬熱液礦床中，黃鐵礦成分中Cu、Zn、Pb、Ag等含量有所增高。

(4)與火山作用有關的礦床中，黃鐵礦成分中As、Se含量有所增多。

(5)外生成因的黃鐵礦見于沉積巖、沉積礦床和煤層中，往往呈結核狀和團塊狀。

在地表氧化條件下，黃鐵礦易于分解而形成各種鐵的硫酸鹽和氫氧化物。鐵的硫酸鹽中以黃鉀鐵礬最為常見；鐵的氫氧化物中以針鐵礦最為常見，它是構成褐鐵礦的主要礦物成分。褐鐵礦有時呈黃鐵礦假象。

[鑒定特征]據(jù)其晶形、晶面條紋、顏色、硬度等特征，可與相似的黃銅礦、磁黃鐵礦相區(qū)別。

[主要用途]為制造硫酸的主要礦物原料，也可用于提煉硫磺。當含Au、Ag或Co、Ni較高時可綜合利用。

毒砂 （arsenopyrite） Fe[AsS]

[化學組成]通常其成分大致變化范圍為FeAs0.9S1.1至FeAs1.1S0.9利用As和s的含量比可估計其形成的條件：高溫形成的毒砂富As；低溫者富S。但同時還受壓力的影響，壓力增加含S量也增加。

在毒砂成分中常有Co類質(zhì)同像置換Fe，此外可含微量Bi、Sb、Zn、Se等，其中大部分系機槭混入物。

[晶體結構]單斜晶系；；a0=0.953nm，b0=0.566nm，c0=0.643nm，β=90°，Z=8。其晶體結構為白鐵礦型結構的衍生結構,將白鐵礦結構中的[S2]2-換成[AsS]3-即變成毒砂型結構。注意,毒砂結構為β=90°的單斜結構。

[形態(tài)]單晶常呈柱狀，發(fā)育{120}或{110}斜方柱，且柱面上有晶面條紋。另還發(fā)育{101}假斜方柱。有時依(101)形成接觸雙晶；依(012)形成穿插雙晶或三連晶。以(101)和(201)為雙晶面形成的穿插雙晶；或以(312)為結合面，以[021]為雙晶軸形成的穿插雙晶。集合體往往為粒狀或致密塊狀。

[物理性質(zhì)]錫白色至鋼灰色；表面常帶淺黃的錆色；條痕灰黑；金屬光澤，不透明。解理不完全。硬度5.5~6。相對密度5.9~6.29。以錘擊之發(fā)砷之蒜臭，灼燒后具磁性。性脆。

[成因及產(chǎn)狀]毒砂形成的溫度范圍很大，廣泛出現(xiàn)于金屬礦床中，但以高溫和中溫熱液礦床中更為常見。

毒砂在氧化環(huán)境中易分解而形成淺黃色或淺綠色的臭蒜石Fe[AsO4].2H2O。

[鑒定特征]錫白色，硬度高，錘擊發(fā)蒜臭。與白鐵礦相似，但毒砂條痕加HNO3研磨分解后，再加入鉬酸銨，可產(chǎn)生鮮黃綠色砷鉬酸銨沉淀。

[主要用途]為制造砷及砷化物的礦石礦物。成分中含Co較高時可綜合利用。

天青石晶體

晶體參數(shù)：正交晶系； 對稱型mmm?？臻g群Pnma； a0?=0. 8359nm， b0?=0. 5352nm，c0= 0.6866nm； Z=4。

成分與結構：SrO 56. 42%，SO3?43. 58%。常含CaO和BaO。如BaO達20% ~26%，稱鋇天青石。其結構與重晶石結構等型。

形態(tài)：常呈厚板狀或短柱狀。 集合體呈粒狀、塊狀、結核狀。

物理性質(zhì)：灰白色并帶淺藍色調(diào)， 有時無色透明；玻璃光澤，解理面顯珍珠暈彩。硬度3-3.5；解理平行{001)和{210|完全，平行{010}中等。 密度3.9-4.0g/cm3。

鑒定特征：與重晶石較難區(qū)別， 以帶有藍色色調(diào)和密度稍小于重晶石可區(qū)別。

成因與產(chǎn)狀：以沉積成因為主， 見于白云巖、石灰?guī)r、泥灰?guī)r等巖石中；也見于鹽丘的頂帽中。熱液成因的天青石呈脈狀產(chǎn)出。江蘇溧水愛景山天青石礦床是亞洲最大的鍶礦。

鏡鐵礦花狀晶簇

赤鐵礦的亞種，三方晶系，一種重要的鐵礦石，主要賦存于沉積變質(zhì)型礦床和接觸交代一熱液型鐵礦床中，由于磁性較弱，屬傳統(tǒng)的難選、難利用礦石。礦石類型按鐵礦物種類可劃分為：鏡鐵礦石、磁鐵礦石、假象赤鐵礦石和半假象赤鐵礦石。按脈石礦物種類可劃分為：石英型（含石英鏡鐵礦石、石英磁鐵鏡鐵礦石、石英磁鐵礦石及其他石英型氧化礦石）、閃石（陽起石、鐵閃石及角閃石）石英型兩類礦石。

從礦石結構來看，鏡鐵礦型礦石以鱗片變晶結構為主，其次有他形粒狀變晶結構，假象自形半自形晶結構，交代結構及殘余結構等。粒度主要為0.05～025mm，其次為0.25～0.5mm，部分大于0.5mm和少量小于0.05mm。

礦石構造以帶狀構造為主，其次有斑點狀構造、片狀構造和塊狀構造。帶狀構造以細紋條紋為主，細條痕一條痕次之，兩者常交替或重疊；浸染狀構造以稠密浸染狀為主，稀疏浸染狀次之。

其探明儲量約占全國探明總儲量的1.1%，在我國已探明具有工業(yè)開發(fā)價值的鏡鐵礦主要為沉積變質(zhì)型鐵礦，分布于安徽霍丘、山西袁家村、甘肅鏡鐵山等礦區(qū)。

（1）鏡鐵山式鐵礦床 ? 鏡鐵山式鐵礦床主要分布在我國西北部甘肅境內(nèi)，屬于寒武紀前奧陶紀沉積變質(zhì)鐵礦。它雖然與鞍山式鐵礦同屬沉積變質(zhì)型，但成礦時代晚，物質(zhì)組成比鞍山式鐵礦復雜，其工藝類型可以稱為碧玉型弱磁性混合鐵礦石。礦石中主要金屬礦物為鏡鐵礦、菱鐵礦、少量赤鐵礦和褐鐵礦；礦體深部偶爾有少量磁鐵礦。其他共生有價礦物為重晶石。脈石礦物主要為碧玉、鐵白云石，少量石英、方解石、白云石、絹云母等。礦石含鐵30%～40%、含二氧化硅20%、含硫0.1%～2.8%。礦石呈條帶狀構造，條帶由鏡鐵礦、菱鐵礦、重晶石和碧玉組成。礦石浸染粒度較細，結晶顆粒一般為0.02～0.5mm。

（2）安徽霍丘鏡鐵礦

安徽霍丘鏡鐵礦礦床屬沉積變質(zhì)型鐵礦床。礦石中金屬礦物主要為鏡鐵礦，其次為磁鐵礦和赤鐵礦，少量菱鐵礦、褐鐵礦；脈石礦物主要為石英，其次為閃石和云母，少量石榴石、藍晶石和綠泥石，微量磷灰石、碳酸鹽礦物等。礦石全鐵含量一般在30%～38%，含硫磷等雜質(zhì)很低，SiO2含量較高，達到46.00%左右?；瘜W組成特點是低鐵、低硫磷、高硅，可回收的有價元素只有鐵。

形態(tài)：單體呈片狀，集合體為致密塊狀

物理性質(zhì)：紅棕色至黑色，條痕紅色，不透明，細薄片或晶體碎片邊緣透光，金屬光澤至半金屬光澤或土狀光澤，無解理，貝殼狀斷口，硬度：5.5-6，比重：5.0-5.3 ，具有磁性。

成因及產(chǎn)狀：形成于各種地質(zhì)作用之中，但以熱液作用，沉積作用和沉積變質(zhì)作用為主。形成鏡鐵礦的熱液主要有：變質(zhì)（區(qū)域變質(zhì)、構造變質(zhì)、接觸變質(zhì)）熱液和巖漿作用有關的熱液（特別是火山熱液）。

重晶石晶體（厚板狀）

晶體參數(shù)：正交晶系； 對稱型mmm.空間群Pnma； a0=0. 8878nm，，b0=0. 5450nm， c0?= 0.7152nm； Z=4。

成分與結構：BaO 65.70%，SO3?34.30%。 常含Sr和Ca。在晶體結構中Ba2+處于7個[SO4]2-之間，其Ba2+的配位數(shù)為12。O2-與1個S6+和3個Ba2+相鄰， 故其配位數(shù)為4。形態(tài)常以良好的單晶體出現(xiàn)， 一般為平行于{001}的板狀或厚板狀，有時沿a軸或b軸延長呈短柱狀。板狀晶體常聚成晶簇，也常見塊狀、 粒狀、結核狀集合體。

物理性質(zhì)：無色或白色；玻璃光澤，解理面顯珍珠光澤。硬度3-3.5；解理平行{001}和 {210}完全，平行{010}中等。 密度4. 5g/cm3左右。

鑒定特征：以其晶形、解理和密度較大為特征。

成因與產(chǎn)狀：熱液成因的重晶石見于中、低溫熱液金屬礦脈中，或以單一的重晶石脈出現(xiàn)。沉積成因的重晶石呈透鏡體狀和結核狀見于沉積錳礦、鐵礦和淺海相沉積中。我國重晶石產(chǎn)地很多，其中尤以湖南、廣西、山東等省最為重要，重晶石呈巨大的單礦物脈產(chǎn)出。

主要用途：作為鉆井泥漿的加重劑；在醫(yī)藥工業(yè)中作為消化道造影劑；利用重晶石具有吸收X射線的性能，作為X射線防護劑，可制成防射線水泥、砂漿及混凝土，來建造防X射線的建筑物。在油漆工業(yè)中，重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、強度及耐久性。造紙、橡膠和塑料等也用重晶石作為填料，可增強紙張的光滑程度，提高橡膠和塑料的硬度、耐磨性及耐老化性。此外，重晶石是提取Ba的礦物原料，還可作為電視和其他真空管的黏結劑等。

自然元素礦物（Natural mineral elements；native single element minerals）是自然界中呈單質(zhì)產(chǎn)出的自然元素礦物和多種元素組成的金屬化合物礦物。約占地殼總質(zhì)量的0.1%，分布極不均勻。

簡介

組成元素主要有兩類：d 型元素釕(Ru)、

(Os)、銠(Rh)、銥(Ir)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)等；sp 型元素砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)、硫(S)、碳(C)等及其之間鋅(Zn)、汞(Hg)、銦(In)等。

由d 型元素構成的礦物，具典型金屬鍵，原子呈最緊密堆積，呈等軸粒狀和六方板狀晶形，具典型的金屬特性，不透明、金屬光澤、硬度低、密度大、延展性強，為熱和電的良導體。由sp 型元素構成的礦物，主要是共價鍵和分子鍵，具有明顯的非金屬性，除金剛石外，具有低硬度、低熔點、導電性和導熱性差的特點。本類礦物成因具多樣化，內(nèi)生和表生皆有。有些可富集成重要工業(yè)礦床。

種類

目前已知大約有40種元素以自然狀態(tài)存在于巖石中，這些元素以最還原的狀態(tài)存在，不與氧，硫等陰離子結合，因此我們稱之為“自然元素”。與其他礦物相比，自然元素礦物非常稀少，約占地殼質(zhì)量的0.1%，但是它們非常重要，主要是由于它們在工業(yè)上的用途，可作為某些貴金屬（金，銀）和寶石的主要來源。根據(jù)元素的金屬鍵性質(zhì)，將自然元素分為：自然金屬、 自然半金屬、自然非金屬。

本大類礦物按元素的化學性質(zhì)可分為：

自然金屬元素礦物：自然鉑、自然金、自然銀、自然銅等。

自然半金屬元素礦物：自然鉍等。

自然非金屬元素礦物：自然硫、金剛石、石墨。

組成成分

自然元素在元素周期表中包括了惰性氣體型元素、鉑族元素、銅族元素部分非金屬元素等。這些元素其所以能形成單質(zhì)礦物，有一些是由于其本身的化學上的惰性，如Au、Pt等，另一些化學性質(zhì)比較活潑的元素如Cu、Ag等，則是由于它們在一定的條件下易于從化合物中被還原出來的結果。

晶體構造和物理性質(zhì)

本大類礦物的晶體構造分屬三種晶格：金屬晶格、原子晶格、分子晶格、由于晶體構造不同，所以礦物的形態(tài)，物理性質(zhì)也不同。

1、金屬晶格的礦物（如自然金、自然銅、自然鉑等），其內(nèi)部質(zhì)點等大，多呈立方或六方最緊密排列，故礦物對稱程度高，為等軸晶系。晶格中質(zhì)點之間以金屬鍵聯(lián)合，金屬陽離子之間彌漫著自由運動的電子，故自然金屬元素礦物具有金屬特性：強金屬光澤、金屬色（如金黃、銅紅、銀白等）不透明，硬度低，具延展性，強的導電性和導熱性。由于質(zhì)點聯(lián)合力無方向性，所以礦物的解理不發(fā)育。又由于元素原子量大，質(zhì)點排列緊密，所以礦物比重大?；瘜W性質(zhì)穩(wěn)定（銅、銀）除外，故多見于砂礦中?。

2、原子晶格的礦物（如金剛石）晶格質(zhì)點之間以共價鍵相聯(lián)合，因此表現(xiàn)為金屬光則，無色透明（不含雜質(zhì)），硬度高，熔點高，不導電?。

3、分子晶格的礦物（如自然硫），晶格中原子間以共價鍵相聯(lián)結成分子，分子之間以分子鍵相聯(lián)接。它們在光學、電學性質(zhì)取決于分子內(nèi)的鍵力，而力學性質(zhì)取決于分子間的鍵力。所以自然硫?qū)щ娦匀?，硬度小，熔點低。

成因和產(chǎn)狀

自然元素礦物在成因上很不相同。鉑族自然元素礦物常見于基性、超基性巖漿有關的巖漿礦床。金常見于熱液礦床。銀、銅常見于熱液礦床或硫化物礦床氧化帶的下部。金剛石見于超基性金伯利巖中，石墨、硫成因則較多?。

主要礦物描述

自然鉑 Pt

[化學組成]成份中常含Fe，當含Fe量達9~11%時成為粗鉑礦（Pt、Fe），實際上一般所謂自然鉑，大多數(shù)是粗鉑礦。此外，還常含Pd、Rh、Ir、Ru、Os等類質(zhì)同象混入物。

[形態(tài)]等軸晶系，晶體極少見。通常呈不規(guī)則細小顆粒狀。有時也成較大塊體。

[物理性質(zhì)]顏色由銀白到鋼灰色，（隨含Fe量增加而顏色變深）。條痕為光亮的鋼灰色，金屬光澤，硬度4~4.5。比重15~19（純鉑21.5）。不透明。富延展性。微具磁性（含Fe多的，磁性顯著）。良導體。熔點高。

[成因及產(chǎn)狀]產(chǎn)于基性、超基性巖有關鉑礦床的原生礦及砂礦中。亦產(chǎn)于矽卡巖含金黃鐵礦礦床及含鉑石英脈中。與鉑族其它礦物、銅鎳硫化物礦物、鉻鐵礦共生。

[鑒定特征]以銀白~鋼灰的顏色，富延展性，熔點高（1755oC）以及普通酸不熔為其特征。

自然金Au

[化學組成]自然界中純金很少見。成份中常含Ag、Cu、Rh、Bi、Fe等元素，當含銀量達15~50%時，稱銀金礦。

[形態(tài)]晶體呈八面體，但極少見，常呈分散的顆粒狀和樹枝狀集合體。

[物理性質(zhì)]金黃色，含銀、銅時顏色變淺，條痕為光亮的金黃色，強金屬光澤，硬度2.5~3，無解理，斷口鋸齒狀。比重15.6~18.3（純金19.3）。具延展性，可以錘成金箔。有高度的傳熱性和導電性。化學性質(zhì)很穩(wěn)定，不溶于酸，只溶于王水。

[成因及產(chǎn)狀]可分原生礦和砂礦兩種。原生礦常產(chǎn)于中、酸性火成巖有關的的高、中、低溫熱液石英脈和熱液蝕變帶中，常于黃鐵礦、毒砂、黃銅礦等共生。砂金礦為次生搬運沉積而成。

[鑒定特征]以金黃的顏色、強金屬光澤、硬度低、富延展性、比重大為其特征。

自然銀Ag

[化學組成]常含少量的Au、Cu、Sb等混入物。

[形態(tài)]晶體極少見，常呈樹枝狀、不規(guī)則細粒狀。也有成較大塊體。

[物理性質(zhì)]銀白色，表面常有灰黑色的色。條痕為光亮的銀白色。金屬光澤。硬度2.5~3。無解理，鋸齒狀斷口。比重10.1~11.1。為電和熱的良導體。

[成因及產(chǎn)狀]（1）熱液成因的自然銀產(chǎn)于中、低溫石英、方解石、重晶石礦脈中。

（2）外生成因的自然銀見于含銀的硫化礦床氧化帶下部。

[鑒定特征]以銀白色、富延展性、比重大為特征。

自然銅Cu

[化學組成]次生自然銅的成份較純凈，但原生自然銅則常含有Fe、Ag、Au等混入物。當含金達2~3%時，稱為金銅。

[形態(tài)]晶體少見，偶見立方體或四六面體。常呈不規(guī)則狀、樹枝狀、薄片狀、粒狀等。

[物理性質(zhì)]銅紅色，條痕為光亮的銅紅色，金屬光澤。硬度2.5~3，無解理，斷口鋸齒狀。比重8.5~8.9。富延展性。為電和熱的良導體，化學性質(zhì)中等，在氧化條件下，表面常氧化成一層黑色氧化銅（CuO）薄膜。

[成因及產(chǎn)狀]自然銅主要產(chǎn)于含銅硫化礦床氧化帶內(nèi)，是由銅的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸锏倪^渡產(chǎn)物：

CuFeS2→Cu→Cu2→CuCO3·Cu(OH)2

此外，熱液蝕變的基性火成巖和火山巖中也有產(chǎn)出。有時自然銅呈交代砂礫巖膠結物出現(xiàn)在含銅砂巖中。

[鑒定特征]以銅紅色，表面呈黑色氧化膜，或者具有孔雀石的綠色薄膜，金屬光澤，富延展性，比重大，易溶稀硝酸，經(jīng)常于藍銅礦、孔雀石等共生為特征。

自然硫S

[化學組成]?；祀s有泥質(zhì)或有機質(zhì)，亦有Se、Te等類質(zhì)同象混入物。

[形態(tài)]晶形少見，偶見雙錐狀或厚板狀。集合體常呈致密塊狀、土狀、被膜狀、瘤狀、鐘乳狀等。

[物理性質(zhì)]純硫呈黃色，含有機質(zhì)呈黃灰、褐黑等色。條痕為白至微黃色，晶面為金剛光澤，斷口微油脂光澤。晶體透明至半透明。硬度1~2。性極脆，無解理。比重2.05~2.08。熔點低（119oC），燃點低（270oC）燃燒時產(chǎn)生SO2臭氣。為熱和電的絕緣體。摩擦產(chǎn)生負電。用手握之，至于耳旁，可以聽見輕微的炸裂聲。

[成因及產(chǎn)狀]（1）火山噴發(fā)型：由硫蒸汽直接結晶或由H2S氧化而成。

（2）沉積型：由生物化學作用（硫細菌作用）而成。常與石膏、方解石、天青石等伴生。該類型一般較大，具有較大的工業(yè)價值。

（3）風化型：由金屬硫化物或硫酸鹽氧化分解而成。

[鑒定特征]以其黃色、油脂光澤、硬度小、性脆，易燃（燃燒時生成淡藍色火焰，且發(fā)出硫臭味），易熔為特征。

金剛石C

[化學組成]常含石墨包裹體及Si、Al、Mg、Fe、Ti等混入物。

[形態(tài)]常呈八面體，晶面常有花紋，有時呈菱形十二面體、立方體、六四面體，晶棱常彎曲，渾圓，自然界中的金剛石大多數(shù)呈圓粒狀或碎粒產(chǎn)出。

[物理性質(zhì)]無色透明，或帶藍、褐、黃、綠、黑等色。強金剛光澤。硬度10，是硬度最大的礦物。（絕對硬度是石英的1000倍，為剛玉的150倍）。在紫外線的照射下，發(fā)紫、藍、綠色螢光。熔點高，化學性質(zhì)極穩(wěn)定。

[成因及產(chǎn)狀]產(chǎn)于超基性巖的金伯利巖（角礫云母橄欖巖）中，是在高溫、高壓條件下巖漿分異作用形成的。含礦母巖遭受風化后，可富集成金剛石砂礦。

[鑒定特征]以其極高的硬度，燦爛的金剛光澤，晶面及晶棱常彎曲成渾圓狀，具發(fā)光性為特征。

石墨C

[化學組成]很少純凈的，常含10~20%的雜質(zhì)，如Ca、Mg、Cu、P、Si等氧化物以及瀝青、氣體等。

[形態(tài)]晶體完整者少見，有時呈六方板狀或片狀，通常呈鱗片狀或片狀集合體。

[物理性質(zhì)]鐵黑色~鋼灰色。條痕為光亮的黑色。金屬光澤。硬度1。比重2.09~2.23，薄片具撓性。有滑膩感。易污手。電的良導體。耐高溫。化學穩(wěn)定性強，不溶于酸。

[成因及產(chǎn)狀]石墨是在高溫條件下的還原作用中形成的。

（1）煤層或含瀝青質(zhì)、碳質(zhì)的沉積巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用或接觸變質(zhì)作用形成。

（2）石灰?guī)r與巖漿侵入接觸，石灰?guī)r分解出CO2，還原而成石墨。

[鑒定特征]以顏色、條痕、比重小、硬度小、具滑感為特征。

中國石油大學（華東） 地球科學與技術學院

作者：發(fā)布者：顏世永發(fā)布時間：2020-12-16