M9硫化物大類

1、 Chap.19 Chap.19 硫化物硫化物 及其及其 類似化合物礦物大類類似化合物礦物大類n 1 概概 述述 n 2 主要礦物主要礦物 1 概概 述述n 硫化物硫化物(sulfides)及其類似化合物類似化合物礦物：n 一系列 金屬元素金屬元素 與 S、Se、Te、 As、Sb、Bi 化合而成的化合物化合物。n已發(fā)現(xiàn)的 礦物種礦物種 達 370 種種 ， 約占 礦物總數(shù)礦物總數(shù)的 1/10 ，其中 硫化硫化物物 2/3 。n 為 有色金屬礦床有色金屬礦床的主要礦物主要礦物。n 一一、化學(xué)組成化學(xué)組成n 1陰離子陰離子 ： 主要為 S ，n 少量為 Se、Te、As、Sb、Bi n 2陽離子

2、陽離子 ： 主要有： n 類質(zhì)同像替代類質(zhì)同像替代極廣泛，礦物成分復(fù)雜成分復(fù)雜， Ga、Ge、In、Re等稀有分散元素稀有分散元素呈類質(zhì)同類質(zhì)同像混入物像混入物 存在，具重要經(jīng)濟價值。 , , , , , , , , , , , PtMnMoNiCoFeAuCdHgAgZnPbCu : : 過渡型離子過渡型離子: : 銅型離子銅型離子靠近銅型離子的形成硫化物及其類似化合物的主要元素形成硫化物及其類似化合物的主要元素n 二二、晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)n 礦物的陰離子陰離子的半徑較大半徑較大、電負(fù)性較低電負(fù)性較低， 易被極化易被極化； 陽離子陽離子的半徑小半徑小、電價較高電價較高，極化能力強極化能力強。n

3、 ?？煽醋?S2- 等 作 最緊密堆積最緊密堆積， 陽離子充填陽離子充填四面體或八面體空隙空隙。n 礦物的化學(xué)鍵 由 離子鍵離子鍵 共價鍵共價鍵 或 金屬鍵金屬鍵 過渡。n 同質(zhì)多像同質(zhì)多像現(xiàn)象普遍普遍，主要取決于 形成溫度形成溫度 及 成礦溶液成礦溶液的酸堿度酸堿度 等。n 常見多型多型現(xiàn)象。n 三三、形態(tài)形態(tài)n 簡單硫化物簡單硫化物： n 組分簡單組分簡單，對稱程度對稱程度一般較高較高： 多為 等軸等軸 或 六方晶系六方晶系； 少數(shù)屬 斜方斜方或 單斜晶系單斜晶系。n 組分復(fù)雜的硫鹽硫鹽： 對稱程度較低對稱程度較低主要為 單斜單斜 或 斜方晶系斜方晶系。n 大多數(shù)硫化物硫化物的晶形較好晶形

4、較好，特別 是 復(fù)硫化物復(fù)硫化物 更常見 完好晶形完好晶形。n 硫鹽硫鹽主要呈粒狀粒狀或塊狀塊狀集合體。n 四四、物理性質(zhì)物理性質(zhì)n 取決于礦物的成分成分、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)及鍵力特征鍵力特征。n 1）具明顯金屬鍵金屬鍵的硫化物：n 金屬色金屬色，條痕深色條痕深色，金屬光澤金屬光澤， 不透明不透明。強導(dǎo)電性強導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性。n e.g. : 方鉛礦 、黃銅礦 n 具明顯共價鍵共價鍵的礦物：n 鮮艷彩色鮮艷彩色，條痕條痕為淺色淺色或彩色彩色， 金剛光澤金剛光澤，半透明半透明。電電和熱熱的不良導(dǎo)體不良導(dǎo)體。n e.g. : 閃鋅礦、辰砂、雄黃、雌黃 n 2）簡單硫化物簡單硫化物的解理發(fā)育解理發(fā)育；n

5、復(fù)硫化物復(fù)硫化物的解理不完全解理不完全或無解理無解理。n 3）簡單硫化物簡單硫化物及硫鹽硫鹽的 H 較低較低： 一般 24 ；n 層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)者 為 12 。 e.g. : 輝鉬礦、雌黃、銅藍 n 復(fù)硫化物復(fù)硫化物及其類似化合物類似化合物的H較高較高： 一般 5 6.5 ， 個別 達 7 8 。n 4）G 一般 4 。n 5）熔點低熔點低。 n 五五、成因產(chǎn)狀成因產(chǎn)狀n 絕大多數(shù)系熱液作用熱液作用的產(chǎn)物；n 也有屬巖漿成因巖漿成因、接觸交代成因接觸交代成因、 沉積成因沉積成因。 n 六六、分類分類n 據(jù) 陰離子陰離子或絡(luò)陰離子絡(luò)陰離子的特點特點分 3 類：n 1）簡單硫化物簡單硫化物 ：

6、n S2- 與 銅型銅型 或 過渡型離子過渡型離子 （Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Fe、Co、Ni ） 結(jié)合而成。n方鉛礦方鉛礦（ PbS ）、）、閃鋅礦閃鋅礦（ ZnS ）、）、 黃銅礦黃銅礦（ CuFeS2 ）、）、輝鉬礦輝鉬礦（ MoS2 ）、）、 磁黃鐵礦磁黃鐵礦（ Fe1-xS ）、）、辰砂辰砂（ HgS ） n 2）復(fù)硫化物復(fù)硫化物 ： 啞鈴狀啞鈴狀 對硫 S22-、對砷 AS22- 及 AsS2- 、SbS2- 與與 Fe 、Co 、Ni 過渡型離子過渡型離子結(jié)合而成。n e.g. : 黃鐵礦黃鐵礦（ FeS2 ）、）、毒砂毒砂（ FeAsS ） n 3）硫鹽硫鹽 ： n S

7、與 半金屬元素半金屬元素 As 、Sb 、Bi 結(jié)合組成絡(luò)陰離子絡(luò)陰離子 AsS33- 、SbS33- ， 再與 銅型離子銅型離子 Cu、Pb、Ag 結(jié)合成 較復(fù)雜較復(fù)雜的化合物化合物。 n e.g. : 黝銅礦黝銅礦 砷黝銅礦（砷黝銅礦（Cu12Sb4S13 Cu12As4S13 ） 2 主要礦物主要礦物n 方鉛礦方鉛礦（galena）： PbSn 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)： 等軸晶系等軸晶系，F(xiàn)m3m n NaCl 型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu)： S2- 作 立方最緊密立方最緊密 堆積堆積，Pb2+充填于全部八面體空隙全部八面體空隙中， C.N. = 6 。化學(xué)鍵 為 離子鍵離子鍵 金金屬鍵屬鍵的過渡類型。 10

8、0方向為電性中和面方向為電性中和面。n 物理性質(zhì)物理性質(zhì)： 鉛灰色鉛灰色，條痕黑色黑色，強金屬光澤強金屬光澤。100 三組完全解理完全解理，H 低低（23）。 G 大大（ 7.47.6）。具弱導(dǎo)電性，具弱導(dǎo)電性，晶體具有良好的檢波性。晶體具有良好的檢波性。主要鑒定特征：主要鑒定特征：鉛灰色，強金屬光澤，立方體完全解鉛灰色，強金屬光澤，立方體完全解理，相對密度大，硬度小。理，相對密度大，硬度小。 n 成因產(chǎn)狀成因產(chǎn)狀：n主要產(chǎn)于中溫?zé)嵋憾嘟饘倭蚧镏袦責(zé)嵋憾嘟饘倭蚧?礦床礦床中。 常與 閃鋅礦閃鋅礦 共生。n 用途用途： n 提煉 Pb 最主要的礦石。n 含 Ag 多時可綜合利用 Ag 。n

9、作紅外探測器紅外探測器及檢波器檢波器的材料材料。 n 閃鋅礦閃鋅礦（sphalerite）： ZnS 或 -ZnSn 化學(xué)組成化學(xué)組成： 常有常有 Fe2+ 替代替代 Zn 進入進入晶格晶格，n其他其他 尚有尚有 Mn 、Cd 、In 、Ga 、Ge 、Tl 類質(zhì)同像混入物類質(zhì)同像混入物。n 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)： 等軸晶系，F(xiàn) 3mn 閃鋅礦型閃鋅礦型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)： nS2- 作立方最緊密堆積作立方最緊密堆積，Zn2+充填于充填于 1/2 的四面體空隙的四面體空隙，C.N. = 4 。 面網(wǎng)面網(wǎng) 110 為為 電性中和面電性中和面。 4閃鋅礦晶體結(jié)構(gòu)閃鋅礦晶體結(jié)構(gòu)n 鑒定特征鑒定特征：n 粒狀粒狀晶

10、形。n 顏色變化大顏色變化大，由 無色無色 淺黃淺黃、 棕褐棕褐 黑色黑色，隨 含含 Fe 量量 的 增加增加 而變深變深。條痕白色條痕白色褐色褐色，金剛光澤金剛光澤 半金屬光澤半金屬光澤。110六組完全解理六組完全解理， H 34 。n 常與方鉛礦方鉛礦密切共生。 n 用途用途：n最重要的鋅礦石鋅礦石礦物。n 綜合利用 Cd 、In 、Ga 、Ge 稀有金屬稀有金屬；n 結(jié)晶良好的單晶體單晶體 是 最佳的 紅外窗口材料紅外窗口材料和發(fā)光材料發(fā)光材料。n 閃鋅礦的標(biāo)型特征閃鋅礦的標(biāo)型特征 成因成因 特征特征高溫?zé)嵋焊邷責(zé)嵋褐械蜏責(zé)嵋褐械蜏責(zé)嵋弘s質(zhì)成分雜質(zhì)成分 Fe Fe 、Mn Mn 含量含量

11、 高高 ， 含含 InIn 、SeSe 、Sn Sn 含含 Fe Fe 少少 ，含含 GaGa 、GeGe 、CdCd 、Tl Tl a a0 0 0.5450.545 nmnm（含（含 Fe 26.2 %Fe 26.2 % ） 0.5400.540 nmnm（ 純純ZnSZnS ）顏色顏色棕褐鐵黑色棕褐鐵黑色 無色無色 、白色黃、白色黃色色 條痕條痕黃褐褐色黃褐褐色 無色、白色黃白色無色、白色黃白色 光澤光澤半金屬光澤半金屬光澤 金剛金剛 光澤光澤 ，斷面斷面 樹脂光澤樹脂光澤 透明度透明度半透明不透明半透明不透明 透明半透明透明半透明 H H4 4 3.5 3.5 G G鐵黑色者鐵黑色者4

12、.034.03；黑褐色者；黑褐色者3.903.90 （ 含含F(xiàn)e 10%Fe 10% ） 無色透明的純無色透明的純ZnS ZnS 4.104.10 褐黃色的閃鋅礦褐色閃鋅礦n 黃銅礦黃銅礦（chalcopyrite）：）： CuFeS2n 化學(xué)組成化學(xué)組成： 常含少量常含少量 Ag 、Au 、Zn 機械混入物。機械混入物。n 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)： 四方晶系四方晶系，對稱型 2mn 閃鋅礦型結(jié)構(gòu)之衍生結(jié)構(gòu)：閃鋅礦型結(jié)構(gòu)之衍生結(jié)構(gòu)： S2- 作作 立方最緊密堆積立方最緊密堆積，Cu2+ 和和 Fe2+充填充填 1/2 的的 四面體空隙四面體空隙，均位于均位于Zn2+的位置的位置，其單位其單位 晶胞晶

13、胞 宛若宛若 2個個 閃鋅礦晶胞閃鋅礦晶胞 疊置而成疊置而成，且且 Cu2+ 和和 Fe2+ 沿沿 c 軸相間排列軸相間排列，每個每個 Cu2+ 或或 Fe2+ 為為 4個個S2-圍繞圍繞，每個每個 S2- 為為2個個Cu2+ 和和 2個個 Fe2+ 圍繞圍繞，C.N. = 4 。n 高溫黃銅礦仍保留閃鋅礦結(jié)構(gòu)的等軸晶系高溫黃銅礦仍保留閃鋅礦結(jié)構(gòu)的等軸晶系。4黃黃銅銅礦礦型型結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)n 鑒定特征鑒定特征：n 常呈 致密塊狀致密塊狀 或 分散粒狀分散粒狀。n 銅黃色銅黃色，表面常有藍藍、紫紅紫紅、褐褐 等色的 斑狀錆色斑狀錆色，條痕綠黑色條痕綠黑色， 金屬光澤金屬光澤。H 34 。性脆性脆。n

14、用途用途： n 提煉提煉 Cu 的重要礦石礦物。n 磁黃鐵礦磁黃鐵礦（pyrrhotite）：）： Fe1-xSn 非化學(xué)計量性非化學(xué)計量性 ：n成分近似于 FeS ，由于Fe3+ Fe2+ 而 導(dǎo)致 Fe 缺席缺席。 （ Fe1-xS ） x=0-0.223n “ 缺席構(gòu)造缺席構(gòu)造 ” ： n 部分部分 Fe2+ 為為 Fe3+ 所替代所替代，為為 保持電價平衡保持電價平衡，結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)中 Fe2+ 位置上位置上 出現(xiàn)了部分空位出現(xiàn)了部分空位。n 注意注意 ：n 高溫高溫下 x = 00.125n 320時 ： 六方晶系六方晶系變體（ P 63 / mmc ）， 成分相當(dāng)于FeSFe7S8 之

15、間的固溶體固溶體。 NiAs型結(jié)構(gòu)。n 320時 ： 單斜晶系單斜晶系變體（ C 2 / c ），成分為 Fe7S8 。 出現(xiàn) 各種畸變畸變 和一系列超超結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。 n不同的超結(jié)構(gòu)超結(jié)構(gòu) 是 由于結(jié)構(gòu)中 Fe2+ 缺位缺位 形成 各種有序排列有序排列所致。n 空位空位 存在于 ( 001 ) 的 相間 Fe 離子層 內(nèi)，S2- 層夾 在 Fe 離子層 之間。 n 鑒定特征鑒定特征 ： n 通常呈致密塊狀致密塊狀。n 暗古銅色暗古銅色，表面常具黑褐色錆色黑褐色錆色， 條痕亮灰黑色亮灰黑色， 金屬光澤金屬光澤。 H 4 。 具弱磁性磁性。n 用途用途 ：n 主要用于提取 S 、制作 H2SO4 ；

16、n 綜合利用 Ni 、Cu 。n 輝銻礦輝銻礦（stibnite）（antimonite）： Sb2S3n 斜方晶系斜方晶系，對稱型 mmm n 鏈狀結(jié)構(gòu)鏈狀結(jié)構(gòu)n 鑒定特征鑒定特征 ：n 晶體呈 c 軸軸 的 柱狀柱狀 或 針狀針狀。 柱面柱面具 聚形縱紋聚形縱紋。n 鉛灰色鉛灰色，晶面晶面 常具 暗藍色錆色暗藍色錆色， 條痕黑色黑色，金屬光澤。解理010 完全完全， 解理面上常有 橫的聚片雙晶紋 ，H 2 ， 性脆。 G 大大。 n 細(xì)粒塊體 ，+ KOH ，即 呈 黃色黃色， 隨后變?yōu)?桔紅色桔紅色。 n 辰砂辰砂 、雄黃、雄黃 、雌黃、雌黃 之之 對比對比 礦物礦物 辰辰 砂砂 雄雄

17、黃黃 雌雌 黃黃 成分成分 HgS As4S4 或或 AsS As2S3 晶系晶系 三方三方 單斜單斜 單斜單斜 對稱型對稱型 32 2/m 2/m 形態(tài)形態(tài) 分散粒狀分散粒狀 柱狀、致密粒狀、土狀柱狀、致密粒狀、土狀塊體塊體 短柱狀、板狀、短柱狀、板狀、片狀、土狀片狀、土狀 顏色顏色 紅色，有鉛灰色錆色紅色，有鉛灰色錆色 桔紅桔紅色色 檸檬黃色檸檬黃色 條痕條痕 紅色紅色 淺桔紅色淺桔紅色 鮮黃色鮮黃色 光澤光澤 金剛光澤金剛光澤 金剛光澤，斷面樹脂光澤金剛光澤，斷面樹脂光澤 金剛光澤金剛光澤 ，斷面油脂光澤斷面油脂光澤 解理解理 完全完全 010 完全完全 010 極完極完全，全，薄片具撓

18、性薄片具撓性 H 22. .5 1. .52 1. .52 G 7.7 3. .56 3. .5 用途用途 提煉提煉 Hg Hg ； 單晶單晶 可可作作 激光調(diào)制晶體；激光調(diào)制晶體； 中藥中藥 ( ( 丹砂丹砂 ) ) 。 提取提取 As As 、制砷化物；、制砷化物；中藥材；用于農(nóng)藥、顏料中藥材；用于農(nóng)藥、顏料 、玻璃等工業(yè)。玻璃等工業(yè)。 提煉提煉 AsAs、 制砷化物；制砷化物； 中藥中藥 成因成因 低溫低溫 熱液熱液 礦床礦床 的的 典型礦物典型礦物 0110n 輝鉬礦輝鉬礦（molybdenite）： MoS2n 六方晶系六方晶系，對稱型 6 / mmmn 層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)n 鑒定特征

19、鑒定特征 ：n 晶體呈 六方板狀六方板狀、片狀片狀，通常呈 片狀片狀、鱗片狀鱗片狀集合體。n 鉛灰色鉛灰色，條痕亮鉛灰色條痕亮鉛灰色，在在 上釉上釉 瓷板上瓷板上 為為 帶微綠的灰黑色帶微綠的灰黑色，金屬光澤金屬光澤。 0001底面解理極完全底面解理極完全，薄片具撓性薄片具撓性， H 1 。G 大大。具滑膩感具滑膩感。n 用途用途 ： Mo最重要的礦石礦物最重要的礦石礦物； 提取提取 Re 。n 黃鐵礦黃鐵礦（pyrite）： FeS2n 化學(xué)組成化學(xué)組成 ：n 常有 Co、Ni 替代 Fe ；n As、Se、Te 替代 S 。n 常含 Au、Ag、Cu、Pb、Zn 細(xì)分散機械混入物細(xì)分散機械

20、混入物。 n 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) ：n 等軸晶系等軸晶系，對稱型 m3 n NaCl型結(jié)構(gòu)型結(jié)構(gòu)之衍生結(jié)構(gòu)衍生結(jié)構(gòu)： 啞鈴狀啞鈴狀 對硫?qū)α?S22- 近似于近似于 立方最緊密堆積立方最緊密堆積， S22-之中心之中心 相當(dāng)于相當(dāng)于Cl- 的位置的位置，F(xiàn)e2+ 位于位于 Na+ 的位置的位置。對硫?qū)α?S22- 的軸向與的軸向與 相當(dāng)于相當(dāng)于 晶胞晶胞 1/8 的的 小立方體的對角線方向小立方體的對角線方向 相同相同， 但但 彼此并不相交彼此并不相交。 啞鈴狀啞鈴狀 S22- 的伸長方向的伸長方向 在結(jié)構(gòu)中在結(jié)構(gòu)中 犬牙交錯配置犬牙交錯配置 ，使使 各方向各方向 鍵力鍵力 相近相近 ， 故故 解理解理 極不完全極不完全，而而 H 大大。 黃鐵礦晶體結(jié)構(gòu)黃鐵礦晶體結(jié)構(gòu)n 鑒定特征鑒定特征 ： n 常見常見 完好的完好的 100 、hk0 及其聚形及其聚形，晶面上常具晶面上常具 3 組互相垂直組互相垂直 的的 聚形條紋聚形條紋。n 淺銅黃色淺銅黃色 ，表面表面 有有 黃褐色黃褐色