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1、二）硫化物及其类似化合物大类,1、总述 硫化物及其类似化合物的矿物总数有300种左右，其中硫化物占2/3以上,这些矿物占地壳总重量的0.15，其中铁的硫化物占去了绝大部分，其余元素的硫化物及其类似化合物只相当于地壳总重量的0.001。虽然分布量有限，但却富集成具有工业意义的有色金属和稀有分散元素矿床。 硫化物及其类似化合物是指金属或半金属元素与硫等阴离子相化合而成化合物，其中阴离子为硫、硒、碲、砷、锑、铋，而阳离子主要是铜型离子和过渡型离子（如图）,它们相结合形成硫化物、硒化物、碲化物、砷化物，锑化物和铋化物等。,该类化合物类质同象现象广泛，有完全类质同象代替；如PbS和PbSe系列；不完全类
2、质同象代替，如(Zn，Fe)S中的Fe不超过26%； 部分稀有元素以类质同象混入物的形式存在于金属硫化物中，如闪锌矿中含Cd。 硫化物矿物晶体中，阳离子的配位多面体主要是八面体（如方铅矿、黄铁矿、雌黄铁矿、辰砂）和四面体（如闪锌矿、黄铜矿等），少数为链状、层状或其他多面体形态（如链状灰锑矿）。,从化合物类型看，硫化物应属于离子化合物，但其一系列物理性质却与离子晶体具有明显的区别。 其原因是由于在硫化物的化学组成中，阳离子半径小，电荷较高，极化力强；阴离子半径大，容易被极化，因而使化学键具有明显的过渡性，有些硫化物表现出离子键向共价键的过渡（如闪锌矿、辰砂等），有些则是离子键向金属键的过渡（如方
3、铅矿、黄铜矿等）；在硫化物中还存在多键型晶格，在具有链状和层状结构的硫化物中，链与链、层与层之间主要靠分子键力联结。 硫化物晶格中的键型决定了矿物的物理性质。 键型具有明显金属键性质的矿物（黄/辉铜矿、方铅矿等），都呈金属光泽、金属色；具有一定的导电性。,键型具有明显共价键性质的矿物（闪锌矿、辰砂等），则为金刚光泽、呈彩色、透明到半透明、不导电； 具有分子键的链状和层状结构的硫化物（灰锑矿)，常沿链或层的方向发育一组完全解理。 大多数硫化物的密度大于4，硬度小于5，容易产生解理。 硫化物矿物在水中的溶解度很小或不溶解；疏水性较好，硫化物的可浮性与其内部晶格类型有关；向共价键过渡的硫化物比向金属
4、键过渡的硫化物的疏水性弱. 在地表条件下或近地表的氧化条件下，硫化物易氧化，形成易溶于水的硫酸盐；大部分矿物可在硝酸中分解，析出硫磺。,成因：硫化物矿物形成范围很广，从内生到外生都可产出。 岩浆结晶作用的早期，硫化物熔融体从硅酸盐熔浆中熔离出来，形成以Fe、Co、Ni、Cu为主的硫化物矿物（早期岩浆矿床）。 大部分金属元素硫化物主要形成于热液作用，且往往构成重要的多金属硫化物矿床。 沉积作用中，硫化物（如黄铁矿、白铁矿）形成在有H2S存在的还原环境中，常形成巨大堆积，赋存于某些沉积岩内，其分布受层位控制（黄铁矿、白铁矿）。 在表生风化作用过程中，在次生硫化物富集带中可形成铜的次生硫化物（辉铜矿
5、、铜蓝等）。 用途：硫化物矿物是提取有色金属和部分稀有元素的主要原料。此外，硫化物在半导体、红外技术、激光等高科技领域，也显示出日益重要的作用。,硫化物分类： 根据阴离子的结构特点，分为三类： 简单硫化物：阴离子为S2-，与阳离子结合成简单硫化物。 复硫化物：阴离子呈哑铃状对硫排列，为S22-、 As22-、AsS2- 等；如黄铁矿、黄铜矿。 硫盐：硫与半金属元素As、Sb、Bi结合形成特殊的络阴离子团，如AsS33-和SbS3)3-等，然后再与阳离子结合成硫盐，硫砷银矿（Ag3AsS3）、黝铜矿（Cu12As4S13）。,化学组成： （PbS） 方铅矿是硫化物中很著名的矿物，它由金属元素铅和
6、硫组成，组成中常含有Ag、Bi、Sb、As、Cu、Zn、Se等元素。 当Se代替S时，可形成方铅矿硒铅矿完全类质同象系列。 晶体结构：等轴晶系，NaCl型结构，属于立方面心格子，硫离子呈立方最紧密堆积，铅离子充填在所有的八面体空隙中，阴阳离子的配位数均为6。,2、硫化物个论描述,方铅矿（Galena）,晶体外形呈立方体，有时为立方体和八面体的聚形，集合体常呈粒状和致密块状。,物理性质：颜色呈铅灰色，条痕呈灰黑色，金属光泽。摩氏硬度2-3，比重7.4-7.6，有弱导电性和良好的检波性，是它重要的鉴定特征之一。方铅矿发育三组相互垂直的完全解理，它很容易裂成立方体小块。 成因产状：方铅矿是自然界分布
7、最广的含铅矿物，是各种热液作用的产物，主要产在中低温热液和矽卡岩矿床中，方铅矿容易氧化成铅、矾等次生铅矿物。 鉴定特征：铅灰色、立方体完全解理，硬度小，密度大。溶于硫酸，并有硫酸铅白色沉淀。,用途：是炼铅的最重要的矿物原料，含银的方铅矿又是炼银的重要原料，还可用做红外探测器和检波器材料。 分布：世界著名产地有美国密西西比谷地、新南威尔士布若肯山、墨西哥圣犹拉里亚、加拿大苏里万矿以及保加利亚、捷克和斯洛伐克。 中国的著名产地有云南金顶、广东凡口、青海锡铁山等 。,闪锌矿 （Sphalerite）,化学成分是ZnS，晶体属等轴晶系。晶体结构中常含有铁（Fe）、镉（Cd）、铟（In）、镓（Ga）等类
8、质同象混入物，其中铁代替锌的最高可达到26.2%（富铁闪锌矿）。 闪锌矿为等轴晶系，完好晶形少见，常呈四面体，晶面上可见三角形聚形纹，粒状集合体。 物理性质：纯闪锌矿近乎无色，随含铁量的增加，闪锌矿的颜色从浅黄、黄褐变到铁黑色，透明度由透明到半透明，甚至不透明。 闪锌矿的条痕颜色呈白色到褐色。新鲜解理面呈金刚光泽，浅色闪锌矿稍有松脂光泽，深色闪锌矿呈半金属光泽。摩氏硬度3.5-4，比重3.9-4.2。,成因产状：与方铅矿密切共生，主要产在中低温热液矿床和矽卡岩矿床中。高温热液形成的闪锌矿富含铁、铟等元素，低温热液形成的相应元素含量低。 次生变化：氧化后生成可溶性的硫酸锌，因此在硫化锌氧化带，硫
9、化锌的次生矿物较少，表生条件下可生成菱锌矿、异极矿（Zn 4 S2 O 7 （OH）2 .H 2 O） 。 鉴定特征：金属光泽，多组解理，硬度小，与方铅矿共生。晶面上有三角形的聚形纹；硝酸溶解后，加入硫氰汞钾后生成羽毛状、箭头状和十字状的硫氰汞锌晶体。 用途：闪锌矿是提炼锌的主要矿物原料，其成分中所含的镉、铟、镓等稀有元素也可以综合利用。 分布：世界著名产地是澳大利亚的布罗肯希尔、美国密西西比河谷地区等。 中国著名产地是云南金顶、广东凡口和青海锡铁山。,辰砂 （Cinnabar）,辰砂晶体属三方晶系，具有变型的氯化钠晶形，晶体呈厚板状或菱面体，具有矛头状穿插双晶。集合体盛常见粒状，块状以及被膜
10、状集合体。化学成分是HgS，含有少量的Se和Te。 物理性质：矿物和条痕都呈朱红色。三组完全解理。半透明，金刚光泽。比重大，8.0-8.2，摩氏硬度低，为2-2.5，不导电、性脆。 成因：辰砂是典型的低温热液矿物。经常与其他硫化物（黄铁矿）、方解石、重晶石共生，在氧化带较稳定，能形成砂矿。,鉴定特征：朱红色及红色条痕，比重大，8.0-8.2，摩氏硬度低，为2-2.5，金刚光泽。 用途：辰砂是提炼汞的唯一矿物原料。辰砂的单晶体可以做激光调制晶体，是当前激光技术的关键材料。辰砂还是中药材之一。 小知识： 中国湖南辰州（今沅陵）盛产此矿物，故称辰砂，古代称之为丹砂或朱砂。 1980年在贵州岩屋坪矿山
11、发现的“辰砂王”，晶体长65.4毫米，宽35毫米，高37毫米，净重237克，质纯无暇，是辰砂晶体中的罕见珍品。 世界著名的辰砂产地是西班牙的阿尔玛登、意大利的伊德里亚、俄罗斯的尼基托夫卡、美国的新阿尔玛登。 中国产地有新疆阿尔泰、湖南晃县和贵州铜仁等。,黄铜矿 （Chalcopyrite）,化学成分：CuFeS2，常含有银金等， 晶体属四方晶系，晶体为四方四面体，单个晶体很少见，集合体常为不规则的分散粒状或致密块状、脉状。 物理性质：颜色是黄铜色，表面常有斑驳的蓝、紫、褐色的锖色膜，条痕绿黑色，不透明，金属光泽。 断口参差状或贝壳状，无解理。摩氏硬度34，小刀可以刻破，性脆，比重4.14.3，
12、能导电。,成因产状：可通过岩浆熔离作用形成；也可通过热液作用形成，分布在矽卡岩和中温热液矿床中。 鉴定特征：黄铜矿易被误认为黄铁矿和自然金，但以其更黄的颜色和较低的硬度与黄铁矿（6-6.5）相区别，以其绿黑色的条痕、性脆及溶于硝酸与自然金（金黄色、不溶于硝酸、延展性好）区别。 次生变化：在地表风化作用下，黄铜矿常变为绿色的孔雀石和蓝色的蓝铜矿以及褐铁矿铁帽。 用途：黄铜矿是提炼铜的主要矿物之一，是仅次于黄铁矿的最常见的硫化物之一。 分布：世界著名产地是西班牙里奥廷托、德国的曼斯菲尔德、瑞典的法赫伦、美国的亚利桑那和田纳西州、智利的丘基卡马塔等。 中国的黄铜矿分布较广，著名产地有甘肃白银、山西中
13、条山、长江中下游的湖北、安徽和西藏高原等。,黄铁矿 （Pyrite）,化学成分：FeS2，成分中常含钴、镍、铜、银、金类质同象混入物。 晶体结构：晶体属等轴晶系，是NaCl型结构的衍生。常有完好的晶形，呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。立方体晶面上有与晶棱平行的条纹，各晶面上的条纹相互垂直。 物理性质：集合体呈致密块状、粒状或结核状。浅黄（铜黄）色，条痕绿黑色，强金属光泽，不透明，无解理，参差状断口。 摩氏硬度达6-6.5，小刀刻不动,比重4.9-5.2。有弱导电性、热电性和检波性，具有逆磁性，性脆。,成因产状：黄铁矿是分布最广泛的硫化物矿物，在各类岩石中都可出现，但主要产在热液矿床和矽
14、卡岩矿床中；此外也产在沉积岩及煤系地层中，呈结核或团块状产出，地表条件下最终风化为褐铁矿（铁帽）。 用途：黄铁矿是提取硫和制造硫酸的主要原料。 鉴定：颜色和硬度 黄铁矿因其浅黄铜的颜色和明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。 分布：世界著名产地有西班牙里奥廷托、捷克、斯洛伐克和美国。 中国黄铁矿的储量居世界前列，著名产地有广东英德和云浮、安徽马鞍山、甘肃白银等。,辉锑矿 （Stibnite）,晶体结构：辉锑矿化学成分是Sb2S3，常含有机械混入物。 晶体属斜方晶系，形态为斜方双锥晶类，具有链状结构。 晶体常见，形态特征鲜明，单晶具有锥面的长柱状或针状，柱面具明显的纵纹（聚面双晶
15、纹），一般呈柱状、针状、放射状或块状集合体。（page126图7-10） 物理性质：铅灰色，条痕黑灰色，强金属光泽，不透明，沿柱面发育有一组完全板面解理（010），性脆。摩氏硬度2-2.5，比重4.52-4.66。,成因产状：主要产在低温热液矿床中，与辰砂、石英、萤石、重晶石共生，有时也产中温热液矿床中（少量），还可见于温泉的沉积物或火山的升华物中。 鉴定特征：铅灰色颜色，柱状晶形，柱面上有纵纹，解理面上有横纹，蜡烛加热可以熔化为特征，滴KOH溶液变为桔黄色，最后变成橘红色。 用途：辉锑矿是提炼锑的最重要的矿物原料。 小知识：中国是著名的产锑国家，储量居世界第一，尤以湖南新化锡矿山的锑矿储量大
16、质量高。,雌黄 （Orpiment）,化学成分：As2S3，含有Sb、Se、V、Hg等混入物。 晶体属单斜晶系。单晶体呈板状或短柱状，集合体呈片状、梳状、放射状、肾状、土状等。 层状结构，每个As离子周围有3个S离子，每个S离子周围与2个As离子联系，层间呈分子键。 物理性质：柠檬黄色，条痕鲜黄色，油脂光泽至金刚光泽；板状解理（010）极完全。摩氏硬度低，为1-2，比重3.4-3.5。薄片具有挠性。,成因产状：主要产在低温热液矿床，为低温热液的标型矿物，经常与雄黄、辰砂等共生；在火山升华物中，与自然硫和氯化物共生；外生成因的雌黄在煤矿或褐铁矿中有微量产出。 鉴定特征：呈柠檬黄色，鲜黄色条痕，具有一组极完全解理，比重比自然硫大。 用途：是提取砷及制造砷化物的主要矿物原料，还可用于中药。 分布：世界著名雌黄产地是马其顿的阿尔查尔、格鲁吉亚的鲁库米斯（晶体最大可达5厘米）、德国萨克森和美国犹他州等。 中国湖南慈利和云南南华也有出产。,化学成分：雄黄的化学成分是AsS或As4S4 ，晶体属单斜晶系，又名鸡冠石。 晶体结构：具有分子型结构， As与
