第15-16章自然元素-金屬互化物大類

1、第十五章第十五章 自然元素礦物大類自然元素礦物大類Native ElementsNative Elements第十五章第十五章 自然元素礦物大類自然元素礦物大類金屬元素：貴金屬8元素和Cu，鐵隕石中常見Fe、Co、Ni。類質同象普遍，形成金屬混晶如銀金礦（Au，Ag）。半金屬元素：As、Sb、Bi（Se、Te）。 As與Sb在高溫下形成類質同象混晶，低溫時分解成自然砷和自然銻；Sb與Bi可成連續(xù)類質同象系列，而As與Bi即使在熔融態(tài)下也不混合。非金屬元素主要有C和S。Si可呈微粒包體產于地幔巖中。1.1. 化學成分化學成分結構型：結構型：1 1）配位型：）配位型：金屬元素及其互化物礦物具立方面

2、心式緊密堆積的金屬元素及其互化物礦物具立方面心式緊密堆積的銅型銅型（配（配位數(shù)為位數(shù)為1212）、六方最緊密堆積的）、六方最緊密堆積的鋨型鋨型（配位數(shù)為（配位數(shù)為1212）和立方體）和立方體心式緊密堆積的心式緊密堆積的鐵（鐵（-Fe-Fe）型）型（配位數(shù)為（配位數(shù)為8 8），金剛石具），金剛石具四面四面體配位型體配位型；2 2）環(huán)狀環(huán)狀（自然硫）、（自然硫）、鏈狀鏈狀（自然碲）、（自然碲）、層狀層狀（石（石墨、自然砷）。墨、自然砷）。2. 2. 晶體化學晶體化學化學鍵化學鍵：1 1）金屬元素礦物具特征的）金屬元素礦物具特征的金屬鍵金屬鍵。2 2）半金屬元素礦物按元素的金屬性遞增而）半金屬元素礦

3、物按元素的金屬性遞增而從從金屬鍵+共價鍵的多鍵型向金屬鍵轉變。3 3）非金屬元素和類似物礦物變化很大。）非金屬元素和類似物礦物變化很大。同質多象：同質多象：本大類非金屬元素礦物的同質多象較常見本大類非金屬元素礦物的同質多象較常見，如，如C C的同質二象、的同質二象、S S的同質三象。的同質三象。對稱程度：對稱程度：金屬元素礦物多為金屬元素礦物多為等軸晶系等軸晶系，少數(shù)為，少數(shù)為六方六方晶系晶系；半金屬元素礦物為三方晶系。；半金屬元素礦物為三方晶系。非金屬元素和類似物礦物變化很大。非金屬元素和類似物礦物變化很大。具具配位型、架狀和環(huán)狀的礦物配位型、架狀和環(huán)狀的礦物自形晶主要自形晶主要為為粒狀粒狀

4、，其中金屬元素礦物少見自形而多為，其中金屬元素礦物少見自形而多為它形不規(guī)則狀；它形不規(guī)則狀；具具層狀結構的半金屬元素礦物和石墨層狀結構的半金屬元素礦物和石墨主要主要為為片狀片狀。3 3 形態(tài)與物理性質形態(tài)與物理性質金屬元素在物理性質上呈現(xiàn)典型的金屬金屬元素在物理性質上呈現(xiàn)典型的金屬特性特性金屬色、金屬光澤、不透明、低硬金屬色、金屬光澤、不透明、低硬度（鋨、銥為例外）、無解理、大比重、強度（鋨、銥為例外）、無解理、大比重、強延展性、強導電性和強導熱性。延展性、強導電性和強導熱性。半金屬元素礦物從自然砷、自然銻到自然半金屬元素礦物從自然砷、自然銻到自然鉍，金屬特性逐漸增強鉍，金屬特性逐漸增強：顏色

5、從錫白色變化為銀白色，條痕灰色，金屬光顏色從錫白色變化為銀白色，條痕灰色，金屬光澤增強，低硬度變得更小，由于其層狀結構而發(fā)育的澤增強，低硬度變得更小，由于其層狀結構而發(fā)育的00010001完全解理完好程度下降，高相對密度增大，從完全解理完好程度下降，高相對密度增大，從無延展性變?yōu)槿跹诱剐?，從無導電性變?yōu)榫邔щ娦?。無延展性變?yōu)槿跹诱剐?，從無導電性變?yōu)榫邔щ娦?。非金屬元素和類似物礦物的晶體化學非金屬元素和類似物礦物的晶體化學特點不同而使不同礦物在物性上變化甚大特點不同而使不同礦物在物性上變化甚大。地殼地殼：自然金、自然銀、自然銅、自然鉑、自然：自然金、自然銀、自然銅、自然鉑、自然硫、金剛石和石墨；

6、硫、金剛石和石墨；地幔和核地幔和核- -幔邊界幔邊界：金剛石、石墨、自然鐵、自：金剛石、石墨、自然鐵、自然硅和自然鎳；然硅和自然鎳；隕石：隕石：鐵紋石、鎳紋石、亮石墨、自然鉬、金剛鐵紋石、鎳紋石、亮石墨、自然鉬、金剛石等。石等。4. 4. 成因產狀成因產狀鉑族元素礦物主要出現(xiàn)于基性、超基性巖漿巖中鉑族元素礦物主要出現(xiàn)于基性、超基性巖漿巖中, ,常與銅鎳硫常與銅鎳硫化物和鉻鐵礦共生。自然金、自然銀和自然銅及半金屬元素礦化物和鉻鐵礦共生。自然金、自然銀和自然銅及半金屬元素礦物主要為熱液作用產物。金剛石主要產于超基性的金伯利巖和物主要為熱液作用產物。金剛石主要產于超基性的金伯利巖和高壓相的榴輝巖中，

7、石墨多是變質作用產物，而自然硫則以火高壓相的榴輝巖中，石墨多是變質作用產物，而自然硫則以火山作用和生物作用形成的最重要山作用和生物作用形成的最重要。根據(jù)元素的屬性，將本大類礦物劃分為根據(jù)元素的屬性，將本大類礦物劃分為1.1.金屬元素礦物金屬元素礦物2.2.半金屬元素礦物半金屬元素礦物3.3.非金屬元素礦物非金屬元素礦物5. 5. 分類分類二二 金屬元素礦物類金屬元素礦物類 Native MetalsNative Metals銅型結構：銅原子呈立方面心排列，銅型結構：銅原子呈立方面心排列，以金屬鍵聯(lián)系以金屬鍵聯(lián)系。 樹枝狀自然銅樹枝狀自然銅【物理性質】【物理性質】 銅銅紅色紅色，表面常因，表面常

8、因氧化而出現(xiàn)氧化而出現(xiàn)棕黑棕黑色錆色色錆色；條痕銅；條痕銅紅色；金屬光澤，紅色；金屬光澤，不透明。無解理；不透明。無解理；斷口呈鋸齒狀。斷口呈鋸齒狀。硬度硬度2.52.53 3。相相對密度對密度8.958.95( (純純銅銅) )。具延展性具延展性。熔點熔點1.0831.083C C。為熱和電的良導為熱和電的良導體。體。ha自然金自然金【鑒定特征】【鑒定特征】 顏色及條痕顏色及條痕金黃色金黃色，強金屬光澤，相對，強金屬光澤，相對密度大密度大19.319.3，低硬度，低硬度2.5-32.5-3，強延展性；化學性穩(wěn)定，火強延展性；化學性穩(wěn)定，火燒不變色；熔點燒不變色；熔點1062 1062 C C

9、。顏色條痕硬度區(qū)別黃鐵礦黃銅礦01 1）自然鉑亞族：銅型結構自然鉑亞族：銅型結構包括自然鉑、自然鈀、自然銥和自然銠，為包括自然鉑、自然鈀、自然銥和自然銠，為等軸晶系等軸晶系，可見八面體或立方體晶形?？梢姲嗣骟w或立方體晶形。2 2）自然鋨亞族：鋨型結構自然鋨亞族：鋨型結構包括自然鋨、自然釕等，為包括自然鋨、自然釕等，為六方晶系六方晶系，呈六方板狀晶形，呈六方板狀晶形，硬度（約為，硬度（約為6 6）明顯高于前者（約為）明顯高于前者（約為4 4）。）。本族礦物一般為本族礦物一般為銀白色和鋼灰色銀白色和鋼灰色，硬度比自然金硬度比自然金族高族高，也具有與自然金族類似的其他，也具有與自然金族類似的其他金屬

10、特性金屬特性。2.2.自然鉑族自然鉑族 Platinum GroupPlatinum Group自然鉑（含金）自然鉑（含金）【物理性質】錫白【物理性質】錫白色，含鐵高時呈鋼色，含鐵高時呈鋼灰色；條痕鋼灰色；灰色；條痕鋼灰色；金屬光澤；不透明。金屬光澤；不透明。無解理；斷口鋸齒無解理；斷口鋸齒狀。硬度狀。硬度4 44.54.5。相對密度相對密度21.521.5( (純鉑純鉑) )。熔點熔點17741774C C。強。強延展性。微具磁性。延展性。微具磁性。電和熱的良導體。電和熱的良導體。 三三 半金屬元素礦物類半金屬元素礦物類 Native Semimetals Native Semimetals

11、 ABCa =5.600AABC四四 非金屬元素礦物類非金屬元素礦物類 Native NonmetalsNative Nonmetals【物理性質】不同色調的黃色；晶面【物理性質】不同色調的黃色；晶面金剛光澤金剛光澤, ,斷面油脂光澤。不完全解理；斷面油脂光澤。不完全解理；貝殼狀斷口。硬度貝殼狀斷口。硬度1 12 2。相對密度。相對密度2.052.052.082.08。性脆。不導電，摩擦帶。性脆。不導電，摩擦帶負電。負電。 【鑒定特征】黃色、油脂光澤、低硬度、性脆、硫臭味、易熔。 斜方晶系；環(huán)狀分子型結構 碳原子分布于立方晶胞的碳原子分布于立方晶胞的8 8個角頂、個角頂、6 6個面心和晶胞個面

12、心和晶胞所分所分8 8個小立方體的個小立方體的4 4個相間的小立方體中心。碳原個相間的小立方體中心。碳原子以共價鍵與周圍的另外子以共價鍵與周圍的另外4 4個碳原子相連個碳原子相連, ,鍵角鍵角10910928162816，形成四面體配位。，形成四面體配位。平行平行111111面網(wǎng)密面網(wǎng)密度大，間距也大度大，間距也大。金剛石型結構：金剛石型結構：金剛石沿金剛石沿111成解理成解理第十六章第十六章 金屬互化物礦物大類金屬互化物礦物大類硅化物類：羅布莎礦羅布莎礦 （Luobushaite） 藏布礦藏布礦 （ZangboiteZangboite） 碳化物類：桐柏礦桐柏礦 （Tongbaite） 曲松礦（曲松礦（Qusongite） 雅魯?shù)V（雅魯?shù)V（YarlongiteYarlongite） 氮化物類磷化物類1.1. 分類分類FeSi2 斜方晶系斜方晶系鋼灰色鋼灰色,黑色黑色條痕條痕, 金屬光澤金屬光澤, 不透明。不透明。 硬度硬度7, 計算密度計算密度4. 55g/cm3, 無解無解理理, 脆性脆性, 貝殼貝殼狀斷口。狀斷口。羅布莎礦羅布莎礦 （LuobushaiteLuobushaite） 圖圖16-1 羅布莎礦晶體結構羅布莎礦晶體結構 (李國武實測李國武實測,2007) TiFeSi2 斜方晶系斜方晶系鋼灰色鋼灰色