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1、第十七章第十七章 矿物的分类和命名矿物的分类和命名矿物的晶体化学分类：矿物的晶体化学分类：以晶体的结构与成分作为分类依据。以晶体的结构与成分作为分类依据。分为：分为：大类类（亚类）族（亚族）种（亚种、大类类（亚类）族（亚族）种（亚种、变种）变种）族 矿物的晶体化学分类：种：种：具有确定的晶体结构和相对稳定的化学成分。具有确定的晶体结构和相对稳定的化学成分。同质多像变体：同质多像变体：虽然成分相同，但结构不同，物理性质虽然成分相同，但结构不同，物理性质也不同，属不同矿物种。如：金刚石与石墨。也不同，属不同矿物种。如：金刚石与石墨。多型变体：多型变体：成分相同，且结构差异不大，物理性质也相近，成分
2、相同，且结构差异不大，物理性质也相近，属同一矿物种。如：属同一矿物种。如：2H石墨与石墨与3R石墨。石墨。矿物的晶体化学分类：矿物的晶体化学分类：完全类质同像系列：完全类质同像系列：两个端员为两个独立的矿物种，并以两个端员为两个独立的矿物种，并以中间二分法将整个系列分为两个矿物种，端员之间的成中间二分法将整个系列分为两个矿物种，端员之间的成分可作分可作亚种亚种。如：。如： MgCO3-FeCO3 菱镁矿菱镁矿 菱铁矿菱铁矿 （种）（种） （种）（种） 含铁菱镁矿含铁菱镁矿 （亚种）（亚种）同一矿物，因化学成分或物理性质、形态上出现较明显差同一矿物，因化学成分或物理性质、形态上出现较明显差异的，
3、称为该矿物的异的，称为该矿物的变种变种或或异种异种。如：铁闪锌矿。如：铁闪锌矿（Zn,Fe）S是闪锌矿是闪锌矿ZnS的变种，紫水晶是石英的变的变种，紫水晶是石英的变种，镜铁矿是呈片状的赤铁矿的变种。种，镜铁矿是呈片状的赤铁矿的变种。矿物的晶体化学分类（仅列出大类）o第一大类第一大类 自然元素矿物自然元素矿物o第二大类第二大类 硫化物及其类似化合物矿物硫化物及其类似化合物矿物o第三大类第三大类 氧化物和氢氧化物矿物氧化物和氢氧化物矿物o第四大类第四大类 含氧盐矿物含氧盐矿物o第五大类第五大类 卤化物矿物卤化物矿物在以后的章节里，我们将按以上分类对各大类、在以后的章节里，我们将按以上分类对各大类、
4、类、族、种矿物进行分门别类地介绍。类、族、种矿物进行分门别类地介绍。矿物的命名：矿物的命名：按成分：按成分：自然金、钛铁矿；自然金、钛铁矿；按物理性质：按物理性质：橄榄石、方解石、重晶石；橄榄石、方解石、重晶石；按形态：按形态：石榴子石、十字石；石榴子石、十字石；按物理性质化学成分：按物理性质化学成分：方铅矿、黄铜矿、磁铁矿；方铅矿、黄铜矿、磁铁矿；按物理性质形态：按物理性质形态：绿柱石、红柱石；绿柱石、红柱石；按地名：按地名：高岭石、香花石、包头矿；高岭石、香花石、包头矿；按人名：按人名：张衡矿张衡矿矿物的命名：矿物的命名：“矿矿”金属矿物：方铅矿、黄铜矿金属矿物：方铅矿、黄铜矿“石石”非金
5、属矿物：方解石、石榴子石非金属矿物：方解石、石榴子石“晶晶”透明矿物：水晶透明矿物：水晶“玉玉”宝石类矿物：黄玉、刚玉宝石类矿物：黄玉、刚玉“砂砂”细小颗粒产出矿物：辰砂细小颗粒产出矿物：辰砂“华华”地表次生的松散状矿物：钴华、钼华地表次生的松散状矿物：钴华、钼华“矾矾”溶于水的矿物：胆矾溶于水的矿物：胆矾第十八章第十八章 自然元素自然元素大类大类 概述概述呈呈单质单质状态产出的矿物；也可以是多种金属元素形成状态产出的矿物；也可以是多种金属元素形成的的金属互化物金属互化物、合金合金。单质如：自然金单质如：自然金Au、金刚石、金刚石C；金属互化物如：金属互化物如：Fe0.83Si2（相当于化合物
6、，含量比列（相当于化合物，含量比列固定）固定）合金如：合金如：Au-Ag（类质同像系列，含量连续变（类质同像系列，含量连续变化）化）在有些情况下，金属互化物与合金不好区分。在有些情况下，金属互化物与合金不好区分。第十八章第十八章 自然元素自然元素大类大类 概述概述化学组成：化学组成：只有某些元素能形成自然元素矿物（表只有某些元素能形成自然元素矿物（表181）晶体结构：晶体结构：自然金属元素矿物主要为自然金属元素矿物主要为铜型结构铜型结构（立方（立方最紧密堆积）、最紧密堆积）、锇型结构锇型结构（六方最紧密堆积），半（六方最紧密堆积），半金属元素矿物为金属元素矿物为砷型结构砷型结构（NaCl结构沿
7、结构沿L3变形，变形，L33L23PC）；自然非金属元素矿物结构各异。）；自然非金属元素矿物结构各异。物理性质：物理性质：自然金属元素矿物金属键的特点（自然金属元素矿物金属键的特点（有有哪些特点？哪些特点？）；自然非金属元素矿物非金属键）；自然非金属元素矿物非金属键的特点，物性各异，与化学键有关。的特点，物性各异，与化学键有关。第十八章第十八章 自然元素自然元素大类大类 分类分类o自然金属元素自然金属元素类类：铜族（：铜族（Cu、Au、Ag） 铂族（铂族（Pt、Ir、Ru 、Os等）等）o自然非金属元素自然非金属元素类类：C: 金刚石、石墨、金刚石、石墨、C60 S: 自然硫自然硫o自然半金属
8、元素自然半金属元素类类：As、 Sb、Bi主要矿物简介主要矿物简介自然金：自然金： 化学成分：化学成分：Au，与，与Ag呈完全类质同像，形成金银矿、呈完全类质同像，形成金银矿、银金矿等：银金矿等： 晶体结构：晶体结构：铜型结构（立方最紧密堆积）（铜型结构（立方最紧密堆积）（图片图片）；）； 思考：思考：晶系？对称型？晶系？对称型？ 形态：形态：不规则粒状集合体，树枝状等不规则粒状集合体，树枝状等 （图片图片）；）； Ag含量含量（%）0551515505085859595100矿物名称矿物名称自然金自然金含银含银自然金自然金银金矿银金矿金银矿金银矿含金含金自然银自然银自然银自然银主要矿物简介主
9、要矿物简介自然金：自然金： 物理性质：物理性质： （请同学们自己说出）；（请同学们自己说出）； 成因：成因：热液型，砂金（沉积砂矿），变质型。热液型，砂金（沉积砂矿），变质型。 用途：用途：“硬通货硬通货”，装饰，精密仪器，耐高温、腐蚀材料等。，装饰，精密仪器，耐高温、腐蚀材料等。关于黄金的纯度：关于黄金的纯度：成色成色Au的含量，用千分数表示：的含量，用千分数表示：首饰用首饰用“K”表示纯度：表示纯度：24K金表示金表示100纯度的金，纯度的金，18K则表则表示示18/24纯度的金。纯度的金。主要矿物简介主要矿物简介金刚石：金刚石： 化学组成：化学组成：C，但通常还含，但通常还含N、B，并且
10、根据含，并且根据含N、B的多的多少对金刚石进行分类。少对金刚石进行分类。 晶体结构：晶体结构：为一典型结构（为一典型结构（图片图片），单晶胞内除了立方面），单晶胞内除了立方面心上有心上有C原子外，晶胞内还有原子外，晶胞内还有4个个C原子。化学键：每个原子。化学键：每个C原子外的原子外的1个个s轨道与轨道与3个个p轨道形成轨道形成4个个sp3杂化轨道，与杂化轨道，与周围周围4个个C原子形成共价键，所以，原子形成共价键，所以，C都是四面体配位。都是四面体配位。思考：思考：C原子是最紧密堆积吗？原子是最紧密堆积吗？Sp3杂化轨道主要矿物简介主要矿物简介金刚石：金刚石： 形态：形态：呈单晶体产出，八面
11、体、菱形十二面体等。（呈单晶体产出，八面体、菱形十二面体等。（图片图片） 物理性质物理性质：（请同学们自己说说）。（请同学们自己说说）。 成因：成因：高温高压产物，只能形成于地下深处岩浆作用，主高温高压产物，只能形成于地下深处岩浆作用，主要产于超基性的金伯利岩（一种形成于地幔或下地壳的，要产于超基性的金伯利岩（一种形成于地幔或下地壳的，但被迅速带至地面浅处的岩石）中；砂岩。但被迅速带至地面浅处的岩石）中；砂岩。 世界上产金刚石的主要为南非，我国山东、辽宁也产。世界上产金刚石的主要为南非，我国山东、辽宁也产。 世界上最大的金刚石产于南非，重世界上最大的金刚石产于南非，重3000多克拉，我国最大多
12、克拉，我国最大的的 金刚石金刚石“常林钻石常林钻石”158克拉，发现于山东临沭县常林克拉，发现于山东临沭县常林村。村。 用途：用途：宝石之王，极硬材料，半导体等。宝石之王，极硬材料，半导体等。 1克拉克拉0.2克克主要矿物简介主要矿物简介石墨：石墨： 化学组成：化学组成：C 晶体结构：晶体结构：为一典型层状结构（为一典型层状结构（图片图片），），层内：层内：每个每个C原原子外的子外的1个个s轨道与轨道与2个个p轨道形成轨道形成3个个sp2杂化轨道，与周杂化轨道，与周围围3个个C原子形成共价键，所以，原子形成共价键，所以，C都是三角形配位；还有都是三角形配位；还有一个一个p轨道没有参加杂化，这个
13、轨道没有参加杂化，这个p轨道垂直层面，相互重轨道垂直层面，相互重叠形成大叠形成大 键（键（金属键）。金属键）。层与层层与层之间还有分子键。之间还有分子键。Sp2杂化轨道未参加杂化的p轨道主要矿物简介主要矿物简介石墨：石墨： 形态、物理性质：形态、物理性质：同学们自己说说。同学们自己说说。 成因：成因：高温变质。高温变质。 用途：用途：耐高温材料，润滑剂，导电材料。耐高温材料，润滑剂，导电材料。主要矿物简介主要矿物简介富勒烯（富勒烯（C60）与纳米碳管：）与纳米碳管： 化学组成：化学组成：C，是在合成过程中新发现的，是在合成过程中新发现的C元素的物相。元素的物相。 晶体结构：晶体结构： C60：
14、60个个C原子形成一个像足球一样的大分子；原子形成一个像足球一样的大分子； 纳米碳管：类似于石墨层卷曲成管。纳米碳管：类似于石墨层卷曲成管。它们结构新颖，物理性质特别，具有超导性、量子效应等，它们结构新颖，物理性质特别，具有超导性、量子效应等，引起人们的关注。引起人们的关注。主要矿物简介主要矿物简介自然硫：自然硫： 化学组成：化学组成：S，一般不纯。，一般不纯。 晶体结构：晶体结构：分子型结构，分子型结构，S8分子：分子： 分子内为共价键，分子间为分子键。分子内为共价键，分子间为分子键。 形态：形态：块状、粒状、土状。块状、粒状、土状。 物理性质：物理性质： 黄色，晶面金刚光泽，黄色，晶面金刚
15、光泽， 断断口口油脂光泽，无解理，硬度小，油脂光泽，无解理，硬度小， 轻，性脆。轻，性脆。 成因：成因：生物化学沉积，火山喷气。生物化学沉积，火山喷气。 用途：用途：制造硫酸。制造硫酸。 续续铜型结构铜型结构返回返回返回返回金金刚刚石石结结构构与铜型结构对比与铜型结构对比返回返回返回返回 石墨结构（石墨结构（2H多型），与金刚石结构对比多型），与金刚石结构对比思考：思考： 2H多型是什么意思？多型是什么意思？ （返回返回）石墨层状结构石墨层状结构金刚石结构金刚石结构思考题：思考题：1、自然金属元素矿物的共性？、自然金属元素矿物的共性？2、自然金的成因类型？、自然金的成因类型？3、金刚石、石墨的
16、结构特点？化学键特点？从它、金刚石、石墨的结构特点？化学键特点？从它们的结构、化学键特点解释它们各自的物性特点。们的结构、化学键特点解释它们各自的物性特点。4、金刚石的成因特点？、金刚石的成因特点？5、天然金刚石是否含、天然金刚石是否含N、B？含什么杂质的金刚石？含什么杂质的金刚石是半导体？是半导体？ 第十九章第十九章 硫化物及其硫化物及其 类似化合物类似化合物大类大类 概述概述化学组成：化学组成：阴离子为阴离子为S，以及少量，以及少量Se、Te、As、Sb，阳离子为铜型离子（，阳离子为铜型离子（Cu、Pb、Zn、Ag）以及）以及靠近铜型离子一边的过渡型离子（靠近铜型离子一边的过渡型离子（Fe
17、、Co、Ni）。）。另外，常含一些稀有元素另外，常含一些稀有元素Ge、Ga、Re、Tl等可综等可综合利用。该大类矿物是合利用。该大类矿物是工业上有色金属和稀有分散工业上有色金属和稀有分散元素矿产的重要来源。元素矿产的重要来源。 晶体化学特点：晶体化学特点：S作最紧密堆积，阳离子充填空隙。但作最紧密堆积，阳离子充填空隙。但具体结构有变异。化学键以共价键为主（铜型离子具体结构有变异。化学键以共价键为主（铜型离子极化力强，极化力强，S易被极化，两者电负性差小）易被极化，两者电负性差小）第十九章第十九章 硫化物及其硫化物及其 类似化合物类似化合物大类大类 概述概述物理性质：物理性质：大多表现为金属矿物
18、、半金属矿物的特点。大多表现为金属矿物、半金属矿物的特点。成因：成因：热液成因为主（铅锌硫化矿床），也有基性岩热液成因为主（铅锌硫化矿床），也有基性岩浆成因的（铜镍硫化矿床），还有接触交代的。浆成因的（铜镍硫化矿床），还有接触交代的。 但在地表条件下不稳定，易被氧化。但在地表条件下不稳定，易被氧化。 硫化矿床次生富集带：硫化矿床次生富集带：氧化带氧化带次生富集带次生富集带原生硫化矿床原生硫化矿床第十九章第十九章 硫化物及其硫化物及其 类似化合物类似化合物大类大类 分类分类o简单硫化物简单硫化物类类：阴离子为：阴离子为S2-： 方铅矿方铅矿PbS、闪锌矿、闪锌矿ZnS、黄铜矿、黄铜矿CuFeS2
19、、磁黄、磁黄铁矿铁矿Fe1xS、辉钼矿、辉钼矿MoS2、辉铜矿、辉铜矿Cu2S、辉锑矿、辉锑矿Sb2S3、雌黄、雌黄 As2S3、雄黄、雄黄As4S4、辰砂、辰砂HgS、斑铜、斑铜矿矿Cu5FeS4。o复硫化物复硫化物类类：阴离子为：阴离子为对硫离子对硫离子S22、AsS2 ： 黄铁矿黄铁矿FeS2、毒砂、毒砂FeAsSo硫盐硫盐类类：阴离子团阴离子团：AsS3、SbS3主要矿物简介主要矿物简介方铅矿：方铅矿： 化学组成：化学组成：PbS，常类质同像混入，常类质同像混入Ag。 晶体结构：晶体结构：NaCl型结构。型结构。 思考：思考：怎么从堆积的角度描述其结构？怎么从堆积的角度描述其结构？ 主
20、要矿物简介主要矿物简介方铅矿：方铅矿： 形态：形态：粒状、致密块状。粒状、致密块状。 物理性质：物理性质：铅灰色，强金铅灰色，强金属光泽，立方体解理（几属光泽，立方体解理（几组组？符号符号？夹角夹角？），硬），硬度小于小刀，重。度小于小刀，重。 成因：成因：热液型，常与闪锌热液型，常与闪锌矿共生，形成铅锌硫化矿矿共生，形成铅锌硫化矿床。床。 用途：用途：提炼提炼Pb，Ag多时多时也可提炼也可提炼Ag。主要矿物简介主要矿物简介闪锌矿：闪锌矿： 化学组成：化学组成：ZnS，常，常类质同像混入类质同像混入Fe，以，以及一些稀有元素及一些稀有元素。 晶体结构：晶体结构：闪锌矿型闪锌矿型结构。结构。 思
21、考：思考：怎么从堆积的怎么从堆积的角度描述其结构？与角度描述其结构？与金刚石结构对比？金刚石结构对比？ 闪闪锌锌矿矿结结构构与与金金刚刚石石结结构构对对比比主要矿物简介主要矿物简介闪锌矿：闪锌矿： 形态：形态：粒状、致密块状。粒状、致密块状。 物理性质：物理性质：棕褐色，含棕褐色，含Fe多多时可呈铁黑色，半金属光泽时可呈铁黑色，半金属光泽金刚光泽，金刚光泽，110解理（几解理（几组组？夹角夹角？），硬度小于小刀，），硬度小于小刀，重。重。 成因：成因：热液型，常与方铅矿热液型，常与方铅矿共生，形成铅锌硫化矿床。含共生，形成铅锌硫化矿床。含Fe多小（或颜色深浅）可指多小（或颜色深浅）可指示温度：
22、高温示温度：高温Fe多，色深。多，色深。 用途：用途：提炼提炼Zn，还可综合利，还可综合利用其中的稀有元素。用其中的稀有元素。主要矿物简介主要矿物简介黄铜矿：黄铜矿： 化学组成：化学组成：CuFeS2，（这，（这里里S2不是对硫离子，是单离不是对硫离子，是单离子）子） 晶体结构：晶体结构：闪锌矿型结构的闪锌矿型结构的衍生结构。衍生结构。 思考：思考：高温无序黄铜矿结高温无序黄铜矿结构与低温有序黄铜矿结构的构与低温有序黄铜矿结构的演变关系？演变关系？ 黄黄铜铜矿矿结结构构闪闪锌锌矿矿结结构构主要矿物简介主要矿物简介黄铜矿：黄铜矿： 形态：形态：致密块状。致密块状。 物理性质：物理性质：铜黄色，金
23、属光泽，无解理，硬度铜黄色，金属光泽，无解理，硬度小于小刀，重。小于小刀，重。 成因：成因：热液型，岩浆型（超基性岩浆岩），接热液型，岩浆型（超基性岩浆岩），接触变质型。触变质型。 用途：用途：提炼提炼Cu。主要矿物简介主要矿物简介磁黄铁矿：磁黄铁矿： 化学组成：化学组成：Fe1-xS，表明，表明Fe离子有缺席，原因离子有缺席，原因是是Fe3+代替代替Fe2+ 晶体结构：晶体结构：红砷镍矿型结构（红砷镍矿型结构（S做六方最紧密做六方最紧密堆积，堆积，Fe充填所有的八面体空隙）。充填所有的八面体空隙）。 注意：注意：缺席位可以在晶体结构中有序或无缺席位可以在晶体结构中有序或无序分布，这导致结构变
24、化，有序排列可产生超序分布，这导致结构变化，有序排列可产生超晶胞。晶胞。 主要矿物简介主要矿物简介磁黄铁矿：磁黄铁矿： 形态：形态：致密块状。致密块状。 物理性质：物理性质：暗古铜黄色，褐色锖色，金属光泽，暗古铜黄色，褐色锖色，金属光泽，无解理，硬度小于小刀，重。无解理，硬度小于小刀，重。 成因：成因：岩浆型（超基性的铜镍硫化矿床），接岩浆型（超基性的铜镍硫化矿床），接触变质型，热液型。触变质型，热液型。 用途：用途：提炼提炼S。主要矿物简介主要矿物简介辉钼矿：辉钼矿： 化学组成：化学组成：MoS2，类质同像含类质同像含Re，并且，并且是是Re最主要的存在形最主要的存在形式。式。 晶体结构：晶
25、体结构：层状结构：层状结构：MoS6三方柱层与三方柱层与S组成的空八面体层相间组成的空八面体层相间堆积形成。堆积形成。 S组成的三方柱组成的三方柱层，充填层，充填MoS组成的八面体组成的八面体层，不充填层，不充填Mo主要矿物简介主要矿物简介辉钼矿：辉钼矿： 形态：形态：片状片状。 物理性质：物理性质：铅灰色，铅灰色，金属光泽，金属光泽，0001极完全解理，解理片具挠性，硬度小。与石极完全解理，解理片具挠性，硬度小。与石墨很像，但在上釉瓷板上条痕黄绿色。墨很像，但在上釉瓷板上条痕黄绿色。 成因：成因：热液型。热液型。 用途：用途：提炼提炼Mo,Re。主要矿物简介主要矿物简介黄铁矿：黄铁矿： 化学
26、组成：化学组成：FeS2，常，常类质同像混入类质同像混入Co，Ni，Au，Ag。 晶体结构：晶体结构：NaCl型结型结构的衍生结构。对称型构的衍生结构。对称型降低为降低为m3(3L24L33PC) 思考：思考： NaCl型结构的型结构的对称型是什么？为什么对称型是什么？为什么黄铁矿结构对称降低？黄铁矿结构对称降低？ 黄黄铁铁矿矿结结构构主要矿物简介主要矿物简介黄铁矿：黄铁矿： 形态：形态：常见晶体形态好，常见晶体形态好，100 ，210，111 （各是什么单形？各是什么单形？）。）。 物理性质：物理性质：浅铜黄浅铜黄色，金属光泽，无色，金属光泽，无解理，硬度大。解理，硬度大。 成因：成因：热液
27、型，岩浆型，接触交代型。热液型，岩浆型，接触交代型。 用途：用途：提炼提炼S，可综合利用其中的，可综合利用其中的Co，Ni，Au，Ag。主要矿物简介主要矿物简介毒砂：毒砂： 化学组成：化学组成：FeAsS。 晶体结构：晶体结构：在黄铁矿结构的基础上将对硫离在黄铁矿结构的基础上将对硫离子子S2换成换成AsS，对称型更降低了，为单对称型更降低了，为单斜晶系斜晶系2/m。 注意：注意： 毒砂为毒砂为 90的单斜晶系结构。的单斜晶系结构。 （即：确定晶体的对称不能仅仅看晶胞参数，（即：确定晶体的对称不能仅仅看晶胞参数，主要还是看对称要素。）主要还是看对称要素。）主要矿物简介主要矿物简介毒砂：毒砂： 形
28、态：形态：常见柱状，常见柱状，120 ，110，101 （各是什么单形？各是什么单形？）。）。 物理性质：物理性质：锡白色，金属光泽，无解锡白色，金属光泽，无解理，硬度大。理，硬度大。 成因：成因：热液型。热液型。 用途：用途：提炼提炼As，可综合利用其中的，可综合利用其中的Co。思考题：思考题： 1、从方铅矿、闪锌矿的结构解释其解理。、从方铅矿、闪锌矿的结构解释其解理。2、闪锌矿颜色变化的原因？可反映什么成因条、闪锌矿颜色变化的原因？可反映什么成因条件？件？3、方铅矿、闪锌矿的最主要的类质同像元素是、方铅矿、闪锌矿的最主要的类质同像元素是什么？什么？4、黄铜矿与闪锌矿的结构关系？、黄铜矿与闪
29、锌矿的结构关系？5、低温热液的标型矿物有哪些？、低温热液的标型矿物有哪些？6、辉钼矿的成分、结构特点？、辉钼矿的成分、结构特点？ 7、复硫化物与简单硫化物在物理性质上的区别、复硫化物与简单硫化物在物理性质上的区别？引起这些区别的原因是什么？引起这些区别的原因是什么？思考题：思考题：8、黄铁矿的结构、形态特点？、黄铁矿的结构、形态特点？ 9、铜矿石有哪些？硫矿石有哪些？、铜矿石有哪些？硫矿石有哪些？10、 什么是缺席构造？什么是超晶胞（超结构）？什么是缺席构造？什么是超晶胞（超结构）？11、硫化矿床的次生富集带是怎么形成的？、硫化矿床的次生富集带是怎么形成的？12、哪些矿物具有、哪些矿物具有NaCl及其衍生结构？及其衍生结构？ 13、哪些稀有元素可以在硫化物中综合利用？、哪些稀有元素可以在硫化物中综合利用？ 14、说出三种重要的硫化物矿床类型。、说出三种重要的硫化物矿床类型。
