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1、第三类 硫化物及类似硫化物第一节 概 述一本大类可按阴离子分为三大类型 1单硫化物类 硫都是-2价的,如方铅矿PbS,黄铜矿CuFeS2、辉钼矿MoS2,S2为简单的硫离子。 2对硫化物类 阴离子由两个硫离子以共价键结合后形成双原子离子(S2)2-,如黄铁矿。 3含硫盐类 阴离子为半金属As、Sb、Bi与S、Se结合而成的离子。 AsS3 3- 、SbS33-等,如淡红银矿(硫砷银矿)Ag3AsS3 。含硫盐又叫黄酸盐。二晶体化学与物理性质 由于离子半径较大,电负性较低。本大类的矿物晶格不是典型的离子晶格,其化学键向金属键和分子键过度。没有玻璃光泽产物,也没有易溶于水和含水的矿物,一般硬度低,
2、比重较大,其性质界于离子化合物和金属物之间。向共价键过渡其物性为:金刚光泽,半透明,条痕为浅色或彩色,电热不良导体,如闪锌矿(ZnS)和辰砂(HgS)。向金属键过渡其物性为:金属光泽,不透明,条痕为黑色,具有典型的导电性和导热性。如方铅矿(PbS)和黄铜矿(CuFeS2)三成因特点该硫化物溶解度小,容易析出,形成独立的矿化物。其形成的条件 1 在岩浆作用中形成的硫化物为Fe、Ni、Cu以及Pt族元素的硫化物,其中以产于基性侵入体中者最有价值。本类其他硫化物在高温时易分解或挥发,很少直接形成于岩浆作用中。2 工业上需要的Mo、Zn、Cu、Hg、Ag、Co、Sb、Pb、As以及铁的硫化物主要来自各
3、种热液矿床和矽卡岩作用热液期矿床。因为在热液阶段,岩浆中排除的H2S大量进入到热液中,同时各种金属阳离子也富集于热液中,各种硫化物纷纷析出。3 在外生作用下,本类绝大多数容易氧化形成含氧盐或氢氧化物,只有在还原的条件下才能生成各种硫化物。如煤系中的黄铁矿Fe2S,炭质页岩中的MoS2等第二节 单硫化物2-1 辉 铜 矿 族辉 铜 矿 Cu2S化学组成:混入物常有银。晶体结构:单斜晶系。形 态:呈致密块状或粉末状。物理性质:铅灰色,表面常有黑色蜻(金旁)色,不透明,条痕灰黑色,金属光泽,能用小刀刻划,刻痕光亮。成因产状:热液作用后期在富铜贫硫的条件下形成,与斑铜矿共生。风化作用中形成的硫酸铜溶液
4、下渗到地下与原生硫化物反应生成次生辉铜矿(烟灰状或致密状),共生矿物有铜蓝CuS和斑铜矿Cu5FeS4等。上述作用能使含铜低的矿富集在一起,形成规模巨大的铜矿。沉积作用在还原的条件下形成铜的沉积分带,外围即盆地边缘辉铜矿,黄铜矿CuFeS2和黄铁矿FeS2,有时经后期变质改造,能形成规模巨大的沉积成因的铜矿。鉴定特征:风化表面的绿色孔雀石为主要鉴定特征。用 途:含铜量高,受欢迎。 2-2斑 铜 矿族斑 铜 矿 Cu5FeS4化学组成:成分中常常含有黄铜矿,辉铜矿等包裹体。晶体结构:四方晶系。形 态:常成致密状或不规则粒状。物理性质:新鲜面古铜色,很快复上深蓝色,也叫紫铜矿,不透明,条痕黑色,金
5、属光泽性脆,无解理,具有导电性。成因产状:在热液型和接触交代型铜矿中常与黄铜矿物共生;在次生富集形成的斑铜矿,成因与辉铜矿相似,但不稳定,可进一步生成辉铜矿,蓝铜矿,孔雀石,赤铜矿,褐铁矿等。 鉴定特征:深蓝紫蜻(金旁)色以及刻出的新鲜面的古铜色为鉴定特征。用 途:为重要的铜矿物。 2-3 方铅矿族方 铅 矿 PbS化学组成:常含有Ag、Bi杂质,当温度下降后,以硫铋银矿作为包裹体存在于方铅矿中。晶体结构:等轴晶系。 形 态:八面体和立方体,呈粒状集合体。物理性质:铅灰色,不透明,条痕亮黑色,金属光泽,微具延展性,解理平行立方体100面,具有导电性。成因产状:分布最广的铅矿物,主要形成于热液作
6、用,与闪锌矿密切共生,其他共生矿物有黄铜矿,黄铁矿,萤石,石英等。 鉴定特征:铅灰色,立方体能完全解理,解理面有明亮的光泽和比重大特征。用 途:最重要的铅矿石,含银多时,可综合利用。2-3 闪锌矿族闪 锌 矿:ZnS化学组成:经常有铁的类质同象方式进入晶格中,不是完全类质同象,闪锌矿形成的温度越高铁的含量越低,质量分数最高为26%。晶体结构:等轴晶系,晶体结构中S2-作立方最紧密堆积,锌离子位于半数四面体空隙中,配位数为4。形 态:呈四面体状,呈粒状集合体。物理性质:颜色变化很大,从很浅的黄褐色到铁黑色,半透明至几乎不透明,条痕白色到褐色,金刚光泽到半金属光泽,不导电。成因产状:主要形成于热液
7、作用中,常与方铅矿紧密共生。易风化形成可溶性的硫酸锌,流失后再形成菱锌矿ZnCO3等次生含锌矿。在沉积作用中聚集在碳酸盐中的锌和铅能形成大量的铅锌矿床。 鉴定特征:多组解理,解理面金刚光泽,条痕色比颜色浅等特征。用 途:提取锌的唯一来源。其类质同象中的主要元素铅锌比其他同一矿床高。2-4 黄铜矿族黄 铜 矿:CuFeS2化学组成:常含银金锌等杂质。晶体结构:四方晶系,其结构与闪锌矿相似。形 态:四方面体,呈致密状和颗粒状。物理性质:铜黄色,表面常有蓝紫红褐等色,不透明,条痕黑色,金属光泽,无解理,具导电性。成因产状:在岩浆岩作用中,黄铜矿于磁黄铜矿、镍黄铁矿共生于基性或超基性岩石中,在热液矽卡
8、岩作用下,外生作用中,见于沉积岩含铜砂岩中。鉴定特征:以其较深的铜黄色、硬度、以及铜的焰色反应。 用 途:分布广泛。2-5 磁黄铁矿族磁黄铁矿:Fe1-xS化学组成:类质同象杂质主要有镍和钴,。晶体结构:六方晶系。形 态:晶体呈板状,通常呈致密状或块状产出。物理性质:古铜色,表面常有褐色青色,不透明,条痕黑色,金属光泽,无解理,有磁性。成因产状:分布于各种内生矿床和岩石中,在基性和超基性岩石中,磁黄铁矿往往与黄铜矿和镍铁矿共生,有时可形成重要的铜镍矿。在矽卡岩热液作用中也能生成。鉴定特征:以其较深的铜黄色、磁性、在单硫化物中较高的硬度来鉴定。 用 途:较富集时可做硫酸原料。2-6 辰砂族辰 砂
9、:HgS化学组成:有时含少量的Se。晶体结构:三方晶系,单晶常呈菱面体。形 态:集合体呈粒状,有时呈致密块状或被膜状。物理性质:红色表面呈铅灰色,半透明,条痕红色,金刚光泽,性脆,不导电,化学性质稳定。成因产状:只产于低温热液矿床中 鉴定特征:红色,半透明,条痕红色来鉴定。 用 途:几乎时汞的唯一来源。2-7 雄黄雌黄族雄 黄:AsS或As4S4 ( 雌 黄:As2S3)晶体结构:单斜晶系,分子晶格。形 态:集合体一般呈致密块状。物理性质:桔红色,半透明,条痕桔黄色(鲜黄色),金刚光泽,断口呈松脂光泽。成因产状:只产于低温热液矿床中或火山热液矿床。 鉴定特征:条痕桔黄色,半透明鉴定。 用 途:
10、制造砷化物的来源。2-8 辉锑矿族辉 锑 矿:Sb2S3化学组成:有时含少量的As、Pb、Ag、Cu、Fe杂质。晶体结构:斜方晶系,晶体呈柱状或针状,柱面具有明显的纵纹,集合体呈明显的放射状。形 态:集合体呈粒状,有时呈致密块状或被膜状。物理性质:铅灰色,不透明,条痕黑色,金属光泽,性脆。成因产状:分布最广的锑矿物,主要产于低温热液矿脉中,与石英和方解石共生。风化后常氧化为黄褐的氧化物,如Sb2O3,常常保持有辉锑矿的柱状外貌,形成假象。 鉴定特征:铅灰,柱面具有明显的纵纹色来鉴定。 用 途:为炼锑的最主要矿物。辉 铋 矿:Bi2S3化学组成:有时含少量的Sb、Pb、Ag、Cu、Se杂质。晶体
11、结构:斜方晶系,晶体呈柱状或针状,柱面具有明显的纵纹,集合体呈明显的放射状。形 态:集合体呈粒状,有时呈致密块状或被膜状。物理性质:铅灰色,不透明,条痕黑色,金属光泽,性脆。成因产状:主要产于中-低温热液矿脉中。风化后常氧化为黄褐的氧化物,如Si2O3,常常保持有辉铋矿的柱状外貌,形成假象。 鉴定特征:铅灰,柱面具有明显的纵纹色来鉴定。 用 途:为铋的最主要矿物。2-9 辉钼矿族辉 锑 矿:MoS2化学组成:有时含少量的Se、Re杂质。晶体结构:六方晶系,晶体结构中两层S2-夹一层Mo4+离子形成牢固的层,层与层间以分子键相结合。形 态:集合体呈六方板状,片状和细小鳞片状。物理性质:铅灰色,不
12、透明,条痕黑亮灰色,金属光泽,薄片具有挠性,有滑感,污手,比重5,导电很弱。成因产状:分布最广的钼矿物,主要产于高-中温热液矿脉中,在含钨、锡的石英脉中的辉钼矿常呈较大的晶片,与锡石、黑钨矿、绿柱石、石英共生;在斑岩钼矿中,辉钼矿常呈散状或细脉状分布于小侵入体的边缘,与黄铜矿等共生,在矽卡岩中也有辉钼矿产出。在外生作用中,MoS2 可呈黑色粉末状或胶体形式,产于黑色页岩中。在地表风化后,辉钼矿常变为黄色粉末状的钼华MoO3 。鉴定特征:铅灰色,金属光泽、低硬度、片状晶形和其解理等为主要鉴定特征。其研细的粉末条痕为黄绿色。 用 途:为炼钼的最主要矿物。对硫化物2-10 辉钼矿族黄 铁 矿:FeS
13、2化学组成:有时含少量的Se、Co、Ni杂质。晶体结构:等轴晶系。形 态:晶形立方体,五角十二面体。集合体呈致密,粒状,常在沉积岩中以结核形式出现。物理性质:浅黄铜色,不透明,条痕黑亮灰色,金属光泽,导电很弱。成因产状: 分布最广的硫化物。广泛零星分布各类岩浆岩中,在热液作用中分布最广,常形成规模巨大的矿床。在外生环境下,常形成于还原条件下,在含煤地层和黑色页岩,石灰岩,砂岩等均可见其结核,透镜体和薄层。在地表易风化为褐铁矿。鉴定特征:特有的晶形,晶面的条纹,颜色和硬度来识别。用 途:制造硫酸的主要原料,不能炼铁。白 铁 矿:FeS2化学组成:有时含少量的Se、Co、Ni杂质。晶体结构:等轴晶
14、系。形 态:晶形立方体,五角十二面体。集合体呈致密,粒状,常在沉积岩中以结核形式出现。物理性质:浅黄铜色,不透明,条痕黑亮灰色,金属光泽,导电很弱。成因产状: 分布最广的硫化物。广泛零星分布各类岩浆岩中,在热液作用中分布最广,常形成规模巨大的矿床。在外生环境下,常形成于还原条件下,在含煤地层和黑色页岩,石灰岩,砂岩等均可见其结核,透镜体和薄层。在地表易风化为褐铁矿。鉴定特征:特有的晶形,晶面的条纹,颜色和硬度来识别。用 途:制造硫酸的主要原料,不能炼铁。2-11 辉砷钴矿-毒砂族毒 砂:FeAsS化学组成:有时含少量的Se、Co杂质。晶体结构:单斜晶系。形 态:集合体呈致密,粒状。物理性质:银白色,不透明,条痕灰黑色,金属光泽,具有导电性。成因产状: 形成于热液特别是高温热液阶段。鉴定特征:柱状晶形、银白色、高硬度为特征,燃烧有刺鼻的蒜臭味。用 途:主要制造砷化物。含硫盐2-11 黝铜矿族黝 铜 矿:Cu12Sb4S13化学组成:As和Sb能发生类质同象,Ag、Zn、Fe、Hg代替Cu,Bi代替Sb、As。 晶体结构:等轴晶系。形 态:集合体呈致密块状,粒状。物理性质:铜灰色,不透明,条痕灰黑色,也呈暗红褐色,无解理,性脆,断口常不光滑,金属光泽,