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1、矿物各论之二： 硫化物及其 类似化合物矿物大类,硫化物及其类似化合物矿物： 一系列金属元素与S、Se、Te、As、Sb、Bi等化合而成的化合物。 已发现的矿物种达370种左右，约占矿物总数的 1/10，其中硫化物占2/3以上。为有色金属矿床的主要矿物。,一 概 述,（一）化学组成 1阴离子： 主要为 S ， 少量为 Se、Te 、 As 、 Sb 、 Bi等。 2阳离子：主要有： 铜型离子：Cu 、Pb 、Zn 、Ag 、Hg 、Cd 、Au 靠近铜型离子的过渡型离子：Fe 、Co 、Ni 、Mo 、Mn 类质同像替代极广泛，矿物成分复杂，Ga、Ge、In、Re等稀有分散元素呈类质同像混入物存
2、在，具重要经济价值。,（二）晶体结构 本大类矿物常可看作阴离子（如S2- ）等作最紧密堆积，阳离子充填四面体或八面体空隙。 矿物的化学键由离子键向共价键或金属键过渡。 同质多像现象普遍，主要取决于形成温度及成矿溶液的酸碱度等 （三）形态 简单硫化物，组分简单，对称程度一般较高，多为等轴或六方晶系，少数属斜方或单斜晶系，组分复杂的硫盐主要为单斜或斜方晶系。大多数硫化物的晶形较好，特别是复硫化物更常见完好晶形；硫盐主要呈粒状或块状集合体。,（四）物理性质 取决于矿物的成分、结构及键力特征。 1）具明显金属键的硫化物(方铅矿、黄铜矿) ：金属色，条痕深色，金属光泽，不透明，强导电性和导热性。 具明显
3、共价键的矿物(闪锌矿、辰砂)：鲜艳彩色，条痕为浅色或彩色，金刚光泽，半透明。电和热的不良导体 2）简单硫化物解理发育，复硫化物解理不完全或无解理 3）简单硫化物的硬度较低，一般在24，层状结构者(辉钼矿、雌黄) 为 12 ；但复硫化物具较高的硬度，一般 56.5 ，个别达 78 。 4）本大类矿物比重一般4。熔点低。,（五）成因产状 绝大多数系热液作用的产物，也有属岩浆成因、接触交代成因、沉积成因。 （六）分类 据阴离子特点分三类： 1）简单硫化物： S2-与铜型或过渡型离子（Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Fe、Co、Ni ）结合而成，如方铅矿（PbS）、闪锌矿(ZnS)、黄铜矿(CuFeS2
4、)等。 2）复硫化物：哑铃状对硫 S22-、对砷As22-及AsS2-、SbS2-等与Fe、Co、Ni等过渡型离子结合而成。如黄铁矿(FeS2) 等。 3）硫盐： S 与半金属元素As、Sb、Bi 结合组成络阴离子AsS33-、SbS33-等，与铜型离子 Cu、Pb、Ag 结合成较复杂的化合物。,.,7,二 主要矿物,简单硫化物 方铅矿 闪锌矿 黄铜矿 磁黄铁矿 辰砂 辉锑矿 雌黄 雄黄,复硫化物 黄铁矿,方铅矿： PbS 晶体结构： 等轴晶系，Fm3m 。 形态及物理性质：晶形为立方体或立方体八面体，集合体为粒状或致密块状。铅灰色；条痕为灰黑色；金属光泽；不透明。硬度2.5；解理平行于100
5、完全；比重为7.4-7.6；具有弱导电性。,成因产状： 主要产于中温热液多金属硫化物矿床中。 常与闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、萤石等共生 。 用途： 提炼Pb最主要的矿石，含Ag多时可综合利用Ag；作红外探测器及检波器的材料。,方铅矿，白云石，黄铜矿,化学组成：常有Fe2+替代Zn进入晶格，其他尚有Mn、Cd、In、Ga、Ge、Tl等类质同像混入物。 晶体结构：等轴晶系，F3m。 S2- 作立方最紧密堆积，Zn2+充填于半数的四面体空隙，CN = 4 。,闪锌矿：ZnS 或 -ZnS,形态及物理性质：晶形常呈四面体，晶面上三角形花纹。通常为粒状集合体。颜色变化大，随含Fe量的增加而变深，由浅黄、棕
6、褐黑色。条痕白色褐色，光泽由金刚光泽至半金属光泽，半透明不透明 。平行于110完全解理；Fe含量增大，硬度增大（3.5-4）；比重却下降（3.9-4.2）。不导电。,用途： 为最重要的锌矿石矿物，综合利用Cd、In、Ga、Ge等稀有金属； 结晶良好的单晶体是最佳的红外窗口材料和发光材料。,.,13,化学组成：常含少量 Ag、Au、Zn等机械混入物。 晶体结构：四方晶系，对称型2m。为闪锌矿型结构之衍生结构：其单位晶胞若2个闪锌矿晶胞叠置而成。,黄铜矿： CuFeS2,.,14,形态及物理性质： 晶形少见，一般为致密块状集合体。铜黄色，常有蓝色、紫色、褐色等斑状锖色；条痕为绿黑色；不透明，金属光
7、泽。硬度3-4，比重4.1-4.3。性脆。能导电。,.,15,成因：可见于各种地质作用中，如铜镍硫化物岩浆矿床、斑岩铜矿、接触交代矿床、各种热液（包括火山热液）成因铜矿床，以及沉积成因的层状铜矿床等，外生斑铜矿形成于铜镍硫化物矿床的次生硫化物富集带。 用途：为提炼Cu的重要矿石矿物。,.,16,磁黄铁矿： Fe1-xS,化学成分：非化学计量性，高温下 x = 00.125， 320时：六方晶系变体，成分相当于FeSFe7S8 之间的固溶体。 320时：单斜晶系变体，成分为Fe7S8。,.,17,形态及物理性质：单晶体呈板状、柱状，但少见。通常呈致密块状。暗古铜色，常有黑色、褐色等锖色；条痕为灰
8、黑色；不透明；金属光泽。硬度4，比重4.6-4.7。具导电性和弱-强具磁性。 用途：主要用于提取S、制作H2SO4； 综合利用Ni、Cu。,.,18,辰砂（HgS）,化学组成: HgS, 有时含Se、Sb、Cu、Te等。 晶体结构: 三方晶系, 晶体结构属变形NaCl型结构 。,.,19,辰砂,形态及物理性质:单晶呈板状，双晶常见，常呈以c轴为双晶轴的穿插双晶。猩红色；时有铅灰色锖色；条痕红色；金刚光泽，半透明。硬度22.5；解理平行1010完全; 比重8.1。不导电。 主要用途： 辰砂含汞86.2,几乎是提炼汞的唯一原料。 其晶体是激光技术的重要材料。,.,20,辉锑矿（Sb2S3）,化学组
9、成: Sb2S3, 含少量As、Pb、Ag、Cu、Fe等混入物。 结构特点: 斜方晶系。链状结构，S紧密衔接和Sb离子组成平行c轴链。,.,21,形态及物理性质: 单晶体呈柱状或针状，柱面具有明显的纵纹。 常呈放射状或致密粒状集合体。 钢灰-铅灰色；表面常有蓝色的锖色；条痕黑色；不透明；金属光泽。平行于010完全解理，解理面上常见横的聚片双晶纹；硬度2，比重4.6。性脆， 主要用途：是提炼锑的最主要的矿物原料。,.,22,成因及产状 辉锑矿产于低温热液矿床，与辰砂、雄黄、雌黄等共生。 偶尔见于火山喷气或温泉沉积物中。 主要产地 中国是世界最主要的产锑国。 辉锑矿矿床分布于湖南、贵州、广西、广东
10、、云南等省区 其中湖南新化锡矿山一直是世界闻名的大型矿床。,.,23,雌黄（ As2S3 ）,化学组成: As2S3, 类质同象混入物Sb，可达3% 。 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。,.,24,形态及物理性质:单晶体呈板状或短柱状, 集合体成片状、梳状、土状等。柠檬黄色；条痕鲜黄色；油脂光泽至金刚光泽。硬度12；解理平行010极完全，薄片具挠性。比重3.4-3.5。,.,25,主要用途：雌黄含砷 60.91。用于制取砷和砷化物。还可用于中药。 其它 雌黄是典型的低温热液矿物，经常与雄黄共生。 中国湖南慈
11、利、云南南华等为著名产地。,.,26,雄黄（ AsS ）,化学组成: AsS 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。,.,27,形态及物理性质:单晶体通常细小，呈柱状。集合体粒状、致密块状，有时为土状、粉末状或皮壳状。桔红色；条痕桔黄色；晶面上具金刚光泽，断面油脂光泽。硬度1.52；解理平行010完全。比重3.6。 主要用途： 雄黄含砷70.0，主要用于提取砷和制备砷化物。 雄黄是中国传统中药材，具杀菌、解毒功效。,.,28,雄黄,雄黄是典型的低温热液矿物，常与雌黄共生。 在锑、汞矿床中常与辉
12、锑矿、雌黄、辰砂等一起出现。 温泉沉积物中也有产出。 中国为雄黄的主要出产国，湖南慈利、石门交界的牌峪雄黄矿为当今世界之最。,雌黄 和雄黄-鸳鸯矿石,.,29,化学组成：常有Co、Ni替代Fe；As、Se、Te替代S。常含Au、Ag、Cu、Pb、Zn等细分散机械混入物。 晶体结构：等轴晶系，对称型 m3 。 为NaCl型结构之衍生结构：哑铃状对硫S22-近似于立方最紧密堆积，S22-之中心相当于Cl- 的位置，Fe2+位于Na+的位置。哑铃状 S22-的伸长方向在结构中犬牙交错配置，使各方向键力相近，故解理极不完全，而硬度大。,黄铁矿： FeS2,.,30,形态及物理性质：晶形为较好，常呈立方
13、体、五角十二面体或八面体，晶面条纹常见，集合体为粒状、浸染状或致密块状。浅铜黄色，条痕绿黑或黑色，强金属光泽。参差状断口，硬度66.5，性脆，无磁性。,.,31,用途： 为提取S、制造H2SO4的主要原料； 可综合利用Au、Co、Ni、As、Cu、Ag等； 副产品 “黄铁矿渣” 部分用于铸炼生铁； 黄铁矿晶体可入中药； 黄铁矿的成分、形态、热电性等具标型意义，可指导找矿勘探。,.,32,思考题,简述硫化物及其类似化学物矿物大类晶体结构及物理性质等方面的特征。 简述硫化物、复硫化物和硫盐的划分依据及形态。 以黄铁矿为例，简述其晶体结构与形态、物理性质之间的关系。 对比雌黄、雄黄，并指出它们的区别。,/10/29,.,33,
