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文檔簡介
第三部分礦物學(xué)各論
第一章自然元素大類
概述
自然元素礦物超過50種,占地殼總重量0.1%,不均勻分布。部分可
富集成具有工業(yè)意義的礦床。
金屬元素:為典型的金屬鍵Pt、Au、Cu、Ag;
半金屬元素:由金屬鍵逐步向多鍵性轉(zhuǎn)變As、Sb、Bi;
非金屬元素:金剛石具典型共價(jià)鍵;自然硫具分子鍵;石墨具層
狀結(jié)構(gòu),層內(nèi)為共價(jià)鍵,層間為分子鍵S、C
物理性質(zhì):金屬元素礦物:金屬色、反射力強(qiáng)而不透明、金屬光澤、
強(qiáng)延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性、硬度低、無解理、比重大;半金屬元素
礦物:金屬性較強(qiáng)者,其物理性質(zhì)接近金屬自然元素礦物。自然鈕、
自然錦、自然碑三礦物非金屬性依次增加,硬度趨大,脆性趨高,金
屬光澤則趨弱,比重趨低;非金屬元素礦物:自然硫具分子鍵,表現(xiàn)
為硬度低、比重小、性脆、熔點(diǎn)低并易升華。金剛石和石墨差異較大。
自然銅族礦物
包括自然銅,自然金和自然銀。Au和Ag的原子半徑相似(為1.79和
1.75A),很容易類質(zhì)同象代替,但不是完全類質(zhì)同象系列;Cu的半
徑較小,約為1.57A,只能在高溫時(shí)才與Au形成固溶體。
自然金:八面體(111},菱形十二面體{110}。熱液作用(高、中、
低溫?zé)嵋海⑼馍饔茫ㄉ敖穑?,硫化物礦床氧化帶
自然銀:立方體{100},八面體{111},或兩者聚形。同上
自然銅:立方體{100}。形成于多種地質(zhì)過程中的還原條件下
自然硫族:自然硫S(Sulfur)
化學(xué)組成:S
晶體結(jié)構(gòu):斜方晶系,S分子由8個(gè)原子組成,原子上下交替排列,
構(gòu)成環(huán)狀O
形態(tài):常成雙錐狀或厚板狀,通常塊狀、粉末狀。
物理性質(zhì):不同色調(diào)的黃色,晶面金剛光澤,斷口油脂光澤,貝殼狀
斷口,不完全解理,比重2左右,硬度1-2,性脆,易熔。
產(chǎn)狀:生物化學(xué)(細(xì)菌還原硫酸鹽)和火山作用形成。
工業(yè)用途:化工原料。
金剛石-石墨族礦物
包括C的四個(gè)同質(zhì)多象變體:金剛石、六方剛石、石墨和亮石墨。六
方金剛石和亮石墨在自然界很罕見。
金剛石C(Diamond)
化學(xué)組成:成分中幾乎總是含有Si、Al、Ga、Mg、Mn等。
晶體結(jié)構(gòu):等軸晶系,C原子位于立方晶胞的8個(gè)角頂和6個(gè)面心,
并在其8個(gè)小立方格的半數(shù)中心相間地分布著4個(gè)C原子,每個(gè)C都
與4個(gè)C相連接為共價(jià)鍵,鍵角均為109°28'16”。
形態(tài):常成八面體、菱形十二面體,較少立方體和其它形態(tài)。常成凸
晶,蝕象常見,依(111)成雙晶。物理性質(zhì):無色或帶籃、黃、褐
褐黑色,金剛光澤,斷口油脂光澤,貝殼狀斷口,平行(111)解理中
等,比重3.5,硬度10,性脆。
產(chǎn)狀:金伯利巖和鉀鎂煌斑巖巖筒中,風(fēng)化后成砂礦。
工業(yè)用途:珠寶、軸承、磨料與高科技領(lǐng)域。
石墨C(graphite)
化學(xué)組成:C,含有各種雜質(zhì)。
晶體結(jié)構(gòu):六方和三方晶系兩種多型,C原子成層排列,每層內(nèi)C原
子按6方環(huán)狀排列,層內(nèi)共價(jià)鍵,多余一個(gè)電子,故表現(xiàn)為部分金屬
鍵的性質(zhì),層間分子鍵。
形態(tài):單晶體片狀或板狀,少見。常見鱗片狀、土狀或塊狀集合體。
物理性質(zhì):條痕和顏色均為黑色,半金屬光澤,硬度1-2,平行{0001}
極完全解理,薄片具撓性、有滑感,污手,導(dǎo)電。
產(chǎn)狀:沉積變質(zhì)和接觸變質(zhì)成因。
工業(yè)用途:電池、潤滑劑、中子減速劑等。
第二章硫化物及其類似化合物
概述
硫化物及其類似化合物包括一系列金屬元素與硫、硒、碑、碑等相化
合的化合物。礦物種數(shù)有350種左右,而其中硫化物就占2/3以上,
它們只占地殼總重量的0.15%o
化學(xué)成分與硫組成化合物的最主要元素為Fe、Co>Ni、Mo、Cu>
Pb、Zn、Ag、Hg、Cd、Bi、Sb、As等。
晶體化學(xué)特征硫化物及其類似化合物中原子間的鍵性不僅表現(xiàn)共
價(jià)鍵性,還顯示一定的離子鍵性,甚至還有金屬鍵性??梢钥醋髁螂x
子作最緊密堆積,陽離子位于四面體或八面體空隙。類質(zhì)同像替代廣
泛,同質(zhì)多像普遍。
物理性質(zhì)多呈金屬色、金屬光澤、條痕色深而不透明。僅少數(shù)硫化
物如雄黃、雌黃、辰砂、閃鋅礦等具金剛光澤,半透明。單硫化物和
硫鹽礦物硬度低,大多具有明顯解理;雙硫化物,其硬度增高至5-6.5
左右,同時(shí)缺乏解理或解理不完全,熔點(diǎn)低,比重一般在4以上。
形態(tài)大多數(shù)晶形較好,硫鹽礦物自形性較差。硫化物主要呈粒狀或
塊狀集合體出現(xiàn)。
成因產(chǎn)狀絕大部分硫化物是熱液作用的產(chǎn)物。高溫?zé)嵋弘A段主要形
成輝鋁礦、輝鈕礦、磁黃鐵礦、毒砂等;中溫?zé)嵋弘A段形成黃銅礦、
閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦等;低溫?zé)嵋弘A段形成雄黃、雌黃、輝錦礦、
辰砂等;在內(nèi)生的巖漿作用的晚期,可形成Fe,Ni,Cu的硫化物,
如基性超基性巖中的磁黃鐵礦、鍥黃鐵礦和黃銅礦組成的銅銀硫化物
礦床。
簡單硫化物及其類似化合物
輝銅礦Cu2s(ChaIcocite)
化學(xué)組成:Cu79.86%,S20.14%o一般常含Ag。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):斜方晶系。
晶體形態(tài):單晶體少見,呈假六方形的短柱狀或厚板狀。通常致密塊
狀、粉末狀。
物理性質(zhì):暗鉛灰色;條痕暗灰色;金屬光澤。硬度2-3;略具延展
性,小刀刻畫時(shí)不成粉末,留下光亮刻痕。比重5.5-5.8。
鑒定特征:暗鉛灰色,低硬度和弱延展性。
蘭輝銅礦CU+2CU+8S5(Digenite)
化學(xué)組成:Cu78.85%,S21.15%o
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):有高溫、低溫、準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)三個(gè)同質(zhì)多相變體。等軸,結(jié)構(gòu)復(fù)
雜,S立方最密堆,Cu占據(jù)T空隙。
晶體形態(tài):通常致密塊狀、粉末狀。
物理性質(zhì):深藍(lán)或黑色;條痕黑色;半金屬光澤。硬度2.5-3;性脆,
比重5.6-5.70
成因產(chǎn)狀:通常為表生作用產(chǎn)物,不排除中低溫?zé)嵋鹤饔眯纬傻目赡堋?/p>
方鉛礦PbS(Galena)
化學(xué)組成:PbS,成分中常含Ag、Bi、Sb、Se等。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):等軸晶系,NaCI型結(jié)構(gòu),S離子按立方最緊密堆積,Pb
離子充填于八面體空隙,陰陽離子的配位數(shù)均為6。
晶體形態(tài):常呈立方體晶形,有時(shí)以八面體與立方體聚形出現(xiàn)。
物理性質(zhì):鉛灰色;條痕灰黑色;金屬光澤。硬度2-3;解理平行{100}
完全;比重7.4-7.6。
鑒定特征:鉛灰色,金屬光澤,立方體完全解理,比重大。
閃鋅礦ZnS(Sphalerite)
化學(xué)組成:ZnS,成分中通常含有Fe等各種類質(zhì)同象混入物。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):等軸晶系;S離子成立方最緊密堆積,Zn離子充填于半數(shù)
的四面體空隙,陰陽離子的配位數(shù)均為4。
晶體形態(tài):晶形常呈四面體,有時(shí)呈菱形十二面體,偶見以(111)為
接合面的雙晶。
物理性質(zhì):當(dāng)含鐵量增多時(shí),顏色由淺變深,從淺黃-黑色,條痕白
色-褐色;光澤由樹脂光澤至半金屬光澤;從透明至半透明。硬度3.5-4;
解理平行{110}完全。比重3.9-4.1,隨含F(xiàn)e量增加而降低。
鑒定特征:菱形十二面體完全解理、條痕、光澤以及經(jīng)常與方鉛礦密
切共生。
辰砂HgS(Cinnabar)
包括HgS三個(gè)同質(zhì)多象變體:三方晶系的辰砂、等軸晶系的黑辰砂以
及六方晶系的六方辰砂。后兩者在自然界分布稀少。
化學(xué)組成:HgS,有時(shí)含Se、Sb、Cu、Teo
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):三方晶系,屬變形NaCI型結(jié)構(gòu)。
晶體形態(tài):雙晶常見,常呈以c軸為雙晶軸的貫穿雙晶(矛狀雙晶)。
物理性質(zhì):猩紅色;條痕紅色;金剛光澤。硬度2-2.5;解理平行{1010}
完全;比重8.05。
鑒定特征:猩紅色條痕,比重大,硬度低。
2+
黃銅礦CuFeS2(chalcopyrite)
兩種同質(zhì)多象變體:低溫四方晶系和高溫等軸晶系變體。二者轉(zhuǎn)變溫
度是550℃;高溫變體的陽離子呈無序分布,低溫有序。
化學(xué)組成:CuFeS2,,混入物有Mn、Sb、Ag、Zn、In、Bi等。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):四方晶系。晶體結(jié)構(gòu)類似閃鋅礦,其單胞好似由兩個(gè)閃鋅
礦晶胞疊加而成。
晶體形態(tài):單晶體不常見,晶形呈四方四面體、四方偏三角面體、四
方雙錐,多呈塊狀集合體出現(xiàn)。
物理性質(zhì):黃銅色,條痕綠黑色;金屬光澤;硬度3-4;性脆。比重
4.1-4.3o
鑒定特征:黃鐵礦相似,但顏色更黃且硬度較低。
磁黃鐵礦Fe.xS(x=0-0.17)(Pyrrhotite)
有兩個(gè)同質(zhì)多象變體:在320℃以上穩(wěn)定的為高溫六方晶系變體和在
320℃以下穩(wěn)定的為低溫單斜晶系變體。
化學(xué)組成:一般用Fe~S表示,混入物以Ni和C。為最常見。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):晶體結(jié)構(gòu)屬紅銀礦NiAs型結(jié)構(gòu)(陰離子按六方最緊密堆
積,陽離子充填所有的八面體空隙)。
晶體形態(tài):晶形呈六方板狀、柱狀或桶狀,但很少見。
物理性質(zhì):暗青銅黃色,條痕灰黑色;金屬光澤;硬度4,性脆;解
理平行{1010}不完全;比重4.6-4.7,具磁性。
鑒定特征:暗青銅黃色,具磁性。
工業(yè)用途:化工原料。
輝錦礦Sb2s3(Stibnite)
化學(xué)組成:Sb2s3,含少量As、Pb、Ag、Cu、Fe等混入物。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):斜方晶系。晶體結(jié)構(gòu)中,S緊密銜接和Sb離子組成平行c
軸鏈,鏈內(nèi)硫與錦離子的距離僅為2.5A;而鏈間則為3.2A左右,鍵
力較弱,因而沿著這一方向{010}表現(xiàn)出解理性。
晶體形態(tài):單晶體呈柱狀或針狀,柱面具有明顯的縱紋。
物理性質(zhì):鉛灰色;條痕黑色;金屬光澤。硬度2;性脆;解理平行
{010}完全,解理面上常有橫的聚片雙晶紋,比重4.6。
鑒定特征:鉛灰色,柱狀晶形,柱面有縱紋,解理面有橫紋。
輝瓠礦Bi2S3(Bismuthinite)
化學(xué)組成:Bi2s3,含Pb、Cu、Sb、Se等混入物,其中,Pb?+置換Bi"
時(shí),Cif同時(shí)進(jìn)入晶格,使電價(jià)得到補(bǔ)償。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):斜方晶系。晶體結(jié)構(gòu)相似于輝鋅礦。
晶體形態(tài):晶形相似于輝錦礦,柱面具有明顯的縱紋。
物理性質(zhì):略帶鉛灰的錫白色,表面?,F(xiàn)黃色或斑狀色,條痕鉛灰色;
金屬光澤。硬度2?2.5;解理平行{010}完全,比重6.8。
鑒定特征:與輝錦礦相似,但顏色稍淺,光澤較強(qiáng),比重較大,熔點(diǎn)
稍高。
銅藍(lán)CuS(CoveIIite)
化學(xué)組成:CuS(Cu2s.e成2),混入物有Fe、Ag、Se等。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):六方晶系。晶體結(jié)構(gòu)具復(fù)雜層狀;Cu2+位于由三個(gè)S?一所
組成的等邊三角形之中,各個(gè)三角形的角頂彼此相連成層。
晶體形態(tài):單晶體極為少見,呈細(xì)薄六方板狀或片狀。
物理性質(zhì):靛青藍(lán)色;條痕灰黑;金屬光澤。硬度1.5-2;性脆;解
理平行{0001}完全。比重4.67。
鑒定特征:鉛灰色,金屬光澤,硬度低,底面解理極完全。
雌黃As2s3(Orpiment)
化學(xué)組成:As2s3,類質(zhì)同象混入物Sb,可達(dá)3%o
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):單斜晶系。晶體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為碑、硫離子連接成層,層中每
一碑離子被三個(gè)硫離子所包圍,而每個(gè)硫離子與兩個(gè)碑離子相連接。
晶體形態(tài):單晶體呈板狀或短柱狀,集合體成片狀、梳狀、土狀等。
物理性質(zhì):檸檬黃色;條痕鮮黃色;油脂光澤至金剛光澤。硬度1.5-2;
解理平行{010}極完全,薄片具撓性。比重3.5。
鑒定特征:檸檬黃色;條痕鮮黃色,具一組完全解理,比重較自然硫
大。
雄黃AsS(Realgar)
化學(xué)組成:As4s4
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):單斜晶系。晶體結(jié)構(gòu)系由As4s4分子所構(gòu)成,分子中的四
個(gè)硫原子與四個(gè)碑原子之間以共價(jià)鍵相維系,而分子與分子間則以分
子鍵相連接。
晶體形態(tài):單晶體通常細(xì)小,呈柱狀。
物理性質(zhì):桔紅色;條痕淡桔紅色;晶面上具金剛光澤,斷面上現(xiàn)樹
脂光澤。硬度1.5-2;性脆;解理平行{010}完全。比重3.6。
鑒定特征:桔紅色,條痕淡桔紅色,硬度低。
輝錮礦MOS2(MOIybdenite)
二種多型:2H型(六方晶系)和3R型(三方晶系),其物理性質(zhì)彼此間
極為相似。
化學(xué)組成:MOS2,類質(zhì)同象混入物有Re等(0.n-1.88%)、Se等。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):相離子組成的面網(wǎng),夾在上下由硫離子組成的面網(wǎng)之間,
共同構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)層。Mo為六次配位,與S構(gòu)成三方柱形配位多面
體。而結(jié)構(gòu)層可視為以Mo為中心的三方柱彼此共棱構(gòu)成。
晶體形態(tài):單晶體呈六方板狀,但往往不完全。底面上常有條紋。
物理性質(zhì):鉛灰色;條痕為亮鉛灰色;金屬光澤;硬度1;解理平行
{0001}極完全;薄片具槐性;有滑膩感;比重5.0
鑒定特征:鉛灰色,金屬光澤,硬度低,底面解理極完全。
對(duì)硫化物及其類似化合物
陰離子為[S2]2\[Se2]2\[Te2L-、[As2r-等對(duì)陰離子;陽離子主要
是Fe、Co、Ni等過渡型離子。結(jié)構(gòu)中往往是由啞鈴狀對(duì)陰離子近似
于按立方密堆積而成。但由于對(duì)陰離子的存在,對(duì)稱性有所降低。對(duì)
陰離子本身之間具有強(qiáng)烈的共價(jià)鍵,其鍵長很短,如對(duì)硫離子中S-S
之距離(2.05A)小于二倍硫離子半徑之和(3.5A),因而相應(yīng)地使金屬
陽離子與這些對(duì)陰離子之間的距離縮短,使晶體結(jié)構(gòu)趨向于緊密;缺
乏解理或解理不完全,這些對(duì)陰離子成啞鈴狀在結(jié)構(gòu)中交錯(cuò)配置,使
各方向鍵力比較相近所造成。
黃鐵礦FeS2(Pyrite)
化學(xué)組成:FeS2,混入物有C。、Ni、As、Sb、Cu、Au、Ag等。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):等軸晶系。晶體結(jié)構(gòu)與方鉛礦相似,即啞鈴狀對(duì)硫離子代
替了方鉛礦結(jié)構(gòu)中簡單硫離子的位置,鐵離子代替了鉛離子的位置。
晶體形態(tài):晶形常呈立方體、五角十二面體,八面體或其聚形,在立
方體晶面上常能見到晶面條紋。
物理性質(zhì):淺黃銅色,條痕綠黑色;金屬光澤。硬度6-6.5;性脆;
斷口參差狀。比重5。
鑒定特征:淺黃銅色,條痕,高硬度。
工業(yè)用途:化工原料。
白鐵礦FeS2(Marcasite)
化學(xué)組成:成分同黃鐵礦。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):斜方晶系,配位同于黃鐵礦,但對(duì)硫離子之軸與C軸斜
交,對(duì)稱程度降低。
晶體形態(tài):單晶體呈板狀,有時(shí)呈矛頭狀,雞冠狀反復(fù)雙晶。通常結(jié)
核狀、皮殼狀產(chǎn)出。
物理性質(zhì):淡黃銅色而稍帶淺灰或淺綠色調(diào),條痕暗灰綠色;金屬光
澤。硬度5-6;性脆;不完全解理;比重4.9。
鑒定特征:晶形和色調(diào)與黃鐵礦相區(qū)別。
毒砂FeAsS(Arsenopyrite)
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):斜方晶系,配位同于黃鐵礦,但對(duì)硫離子之軸與C軸斜
交,對(duì)稱程度降低。
晶體形態(tài):單晶體呈板狀,有時(shí)呈矛頭狀,雞冠狀反復(fù)雙晶。通常結(jié)
核狀、皮殼狀產(chǎn)出。
物理性質(zhì):淡黃銅色而稍帶淺灰或淺綠色調(diào),條痕暗灰綠色;金屬光
澤。硬度5-6;性脆;不完全解理;比重4.9。
鑒定特征:晶形和色調(diào)與黃鐵礦相區(qū)別。
硫鹽礦物
33
半金屬元素As、Sb、Bi與硫組成較復(fù)雜的絡(luò)陰離子[ASS3]\[SbS3]\
3
[BiS3]\[AsSF-和[SbSZT等,具有這些絡(luò)陰離子的硫化物通常稱為
硫鹽。與硫鹽中絡(luò)陰離子相結(jié)合的陽離子主要是Cu、Ag、Pb等。硫
鹽礦物中絡(luò)陰離子可構(gòu)成多種復(fù)雜形式的配位。
黝銅礦Cu12sb4s13(clinohedrite)
化學(xué)組成:C52sb4s%與碑黝銅礦Cu12As4s13呈完全類質(zhì)同象,含類質(zhì)
同象混入物Ag、Fe、Zn、Hg,Co、Ni等
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):等軸晶系。單胞的大小隨著Sb置換As而有所改變。
晶體形態(tài):單晶體呈四面體形,依(111)為接合面成雙晶。
物理性質(zhì):鋼灰-鐵黑色;條痕與顏色相同;硬度3-4;性脆;無解
理。比重4.6-5,具弱導(dǎo)電性。
鑒定特征:四面體晶形,斷口呈黝黑色,明顯的脆性。
第三章氧化物和氫氧化物大類
概述
氧化物和氫氧化物礦物是一系列金屬陽離子與■■與Of相化合
的化合物。這類礦物的種數(shù)約在200種左右。它們占地殼總重量的
17%左右,其中石英族礦物就占了12.6%,而鐵的氧化物和氫氧化物
占了3.9%。
化學(xué)成分陽離子主要是惰性氣體型離子(如Si、Al等)和過渡型離
子(如Fe、Mn、Ti、Cr等),及少量銅型離子(如Cu、Sb、Bi等)。
此外,在少數(shù)氧化物中還含有水分子。
晶體化學(xué)特征氧化物中以離子鍵為主,隨著離子電價(jià)的增加,共價(jià)
鍵的成分趨向增多。另一方面,隨著從惰性氣體型、過渡型離子向銅
型離子改變時(shí),共價(jià)鍵性則趨向增強(qiáng)。氫氧化物的晶體結(jié)構(gòu)中,由
(OH)'或(0H)一和()2-共同形成緊密堆積,晶體結(jié)構(gòu)主要是層狀或鏈狀,
除離子鍵外,還往往存在氫鍵。由于氫鍵的存在,以及(0H)-的電價(jià)
較-為低而導(dǎo)致陽離子與陰離子間鍵力的減弱,因此與相應(yīng)的氧化
物比較,其比重和硬度都趨向減小。
物理性質(zhì)氧化物的物理性質(zhì)以硬度大最為突出,一般均在5.5以上,
氫氧化物的硬度顯著降低。Mg、AKSi等惰性氣體型離子組成的氧
化物和氫氧化物,通常淺色或無色,半透明至透明,以玻璃光澤為主。
而Fe、Mn、Cr等過渡型離子則呈深色或暗色,不透明至微透明,半
金屬光澤。
成因氧化物可形成于內(nèi)生、外生和變質(zhì)等作用下,絕大多數(shù)是多成
因的。氫氧化物多是外生成因的,在區(qū)域變質(zhì)作用過程中,氫氧化物
和含水的氧化物往往轉(zhuǎn)變?yōu)闊o水的氧化物。某些變價(jià)元素,如Fe,
在不同的氧化一還原條件下,易于相互轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌瑑r(jià)態(tài)的氧化物,可
作為判斷氧化一還原條件的依據(jù)。
氧化物的分類:
A2X(赤銅礦族)
AX(方鎂石族)
A2X3(剛玉族,秋華族,錦華族,碑華族)
AX2(金紅石族,晶質(zhì)鈾礦族,石英族)
(鈣鈦礦族)
ABX3
AB2X4(尖晶石族)
(黑鴇礦族,褐紀(jì)鈍礦族)
ABX4
AB2X6(鈍鋰鐵礦族,易解石族)
(燒綠石族)
A2B2X7
赤銅礦Cu2O(Cuprite)
化學(xué)組成:含Cu88.82%,常含自然Cu機(jī)械混入物。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):等軸晶系。。離子位于單位晶胞的角頂和中心,Cu離子配
置于相互錯(cuò)開的1/8晶胞小立方體的四個(gè)中心,Cu和。的配位數(shù)分
別是2和4。
晶體形態(tài):單晶體呈八面體形,有時(shí)呈針狀或發(fā)狀,集合體呈致密粒
狀或土狀。
物理性質(zhì):暗紅色,條痕褐紅;金剛光澤或半金屬光澤,薄片微透明。
硬度3.5-4;性脆;不完全解理。比重6.14。
鑒定特征:金剛光澤,褐紅條痕。
剛玉AI2O3(Corundum)
化學(xué)組成:AI203O有時(shí)含微量Fe、Ti或Cr等。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):三方晶系。-成立方最緊密堆積;而A產(chǎn)則在兩氧離子層
之間,充填三分之二的八面體空隙,組成共面的AI-06。
晶體形態(tài):一般呈近似腰鼓狀晶形,常依菱面體(1011),較少依(0001)
成聚片雙晶。
物理性質(zhì):藍(lán)灰、黃灰色,含鐵者呈黑色;含格而呈紅色者,稱紅
寶石(ruby);含鈦、鐵而呈其他顏色者稱藍(lán)寶石(sapphire);玻璃光
澤。硬度9;無解理;常因聚片雙晶或細(xì)微包體產(chǎn)生(0001)或(1011)
裂理。比重3.95-4.10。
鑒定特征:以其晶形,雙晶條紋和高硬度作為鑒定特征。
工業(yè)用途:激光晶體等
赤鐵礦Fe203(Hematite)
化學(xué)組成:Fe203o可含Ti02、Si02>AI2O3等混入物。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):三方晶系。晶體結(jié)構(gòu)屬剛玉型。
晶體形態(tài):單晶體常呈板狀,主要由板面與菱面體所形成之聚形。
集合體呈片狀、鱗片狀或塊狀,隱晶質(zhì)有穌狀、腎狀、粉末狀和土狀。
具金屬光澤的片狀集合體稱鏡鐵礦;細(xì)鱗片狀集合體稱云母赤鐵礦;
穌狀或腎狀的稱固而狀或腎狀赤鐵礦;粉末狀的稱鐵赭石。
物理性質(zhì):顯晶質(zhì)的赤鐵礦呈鐵黑至鋼灰色。硬度5.5-6,土狀者
顯著降低;性脆;無解理。比重5.0-5.3。
鑒定特征:櫻紅色條痕。
鈦鐵礦FeTi03(IImenite)
化學(xué)組成:FeTi03o常含類質(zhì)同象混入物Mg和Mn。可含有細(xì)鱗片狀
赤鐵礦包體。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):三方晶系。晶體結(jié)構(gòu)屬剛玉型。
晶體形態(tài):單晶體少見,偶有呈厚板狀,通常成不規(guī)則細(xì)粒。
物理性質(zhì):鋼灰至黑色;條痕黑色,含赤鐵礦者帶褐色;半金屬光澤;
不透明。硬度5-6;無解理,次貝殼狀斷口。比重4.72。微具磁性。
鑒定特征:鈦鐵礦可依其晶形、條痕和弱磁性與其相似的赤鐵礦、磁
鐵礦相區(qū)別。
金紅石Ti02(Rutile)
金紅石族礦物物屬AX2型,主要包括金紅石、錫石和軟鎰礦。它們的
晶體結(jié)構(gòu)均屬金紅石型。另外還包括Tit)2的其余兩個(gè)同質(zhì)多象變體銳
鈦礦和板鈦礦。
化學(xué)組成:Ti02,常含F(xiàn)e、Nb、Ta、Cr、Sn等。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):四方晶系。表現(xiàn)為氧離子近似成六方緊密堆積,而鐵離子
位于變形八面體空隙中,構(gòu)成Ti-06八面體配位。鈦離子配位數(shù)為6,
氧離子配位數(shù)為3。Ti-06配位八面體沿c軸成鏈狀排列,鏈間由配
位八面體共頂相連。
晶體形態(tài):單晶體呈短柱狀、長柱狀或針狀。
物理性質(zhì):通常褐紅色;條痕淺褐色;金剛光澤;微透明。硬度6;
性脆;解理平等{110}中等。比重4.2-4.3。
鑒定特征:以其四方柱形、雙晶、顏色為特征。
錫石Sn02(Cassiterite)
化學(xué)組成:Sn02o常含F(xiàn)e、Ti、Nb、Ta等元素。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):四方晶系,金紅石型結(jié)構(gòu)。
晶體形態(tài):單晶體常呈由四方雙錐和四方柱所組成的雙錐柱狀聚形;
以(101)為雙晶面之肘狀雙晶常見。
物理性質(zhì):純凈者無色,一般為黃棕色至深褐色;條痕白色至淡黃色;
金剛光澤,斷口油脂光澤。硬度6-7;性脆;解理平等{110}不完全;
貝殼狀斷口。比重6.8-7.0。
鑒定特征:錫石的晶形和顏色很相似于金紅石、磷4乙礦和錯(cuò)石,但其
比重遠(yuǎn)較后三者為大。
軟錘礦Mn02(Pyrolusite)
化學(xué)組成:MnO2常含F(xiàn)ezOs、SiO2等機(jī)械混入物,常含出0。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):四方晶系,金紅石型結(jié)構(gòu)。
晶體形態(tài):單晶體少見,常呈腎狀、結(jié)核狀、塊狀和土狀集合體。結(jié)
晶完好的長柱狀晶體稱黝鎰礦。
物理性質(zhì):黑色,條痕黑色,半金屬光澤至暗淡;不透明;硬度顯晶
質(zhì)可達(dá)6,而隱晶質(zhì)僅為2;性脆;解理平等{110}完全;比重5。
鑒定特征:黑色,條痕黑色、性脆、晶質(zhì)者有完全的柱面解理、隱晶
質(zhì)者硬度低而易污手。
石英族
本族礦物包括Si()2成分的一系列同質(zhì)多象變體;a-石英、石英、
a-鱗石英、B1-鱗石英、B2-鱗石英、a-方石英、B-方石英、柯
石英、斯石英等。此外,把含的Si。?礦物一蛋白石合并在內(nèi)。
化學(xué)組成:Si02,為a-石英和石英的總稱。兩者相轉(zhuǎn)變溫度在
573℃0常含不同數(shù)量的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)物質(zhì)的機(jī)械混入物。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):a-石英屬三方晶系。13-石英屬六方晶系。
晶體形態(tài):a-石英的單晶體通常呈六方柱{1010}和菱面體{1011}等
單形所成之聚形。柱面上常具橫紋。有時(shí)還出現(xiàn)三方雙錐或
{-2111)和三方偏方面體{51-61}或{_6151}單形的小面。B-石英的單
晶體常呈完好的六方雙錐。最常見的雙晶是由兩個(gè)六方雙錐依(30-32)
而成接觸雙晶。
隱晶質(zhì)的石英稱石髓(玉髓chalcedony),具有不同顏色條帶的或花
紋相間分布的石髓稱為瑪瑙(agate)□
物理性質(zhì):純凈的a-石英無色透明,也稱為水晶。因含微量色素離
子或細(xì)分散包裹體,或存在色心而呈各種顏色,并使透明度降低;玻
璃光澤,斷口呈油脂光澤,硬度7;無解理,貝殼狀斷口。比重2.65。
具壓電性。B-石英通常呈灰白色、乳白色;玻璃光澤,斷口油脂光
澤。比重2.53。在常溫常壓下均已轉(zhuǎn)變?yōu)閍-石英。
鑒定特征:a-石英以其晶形、無解理、貝殼狀斷口、硬度為其特征。
如由B-石英轉(zhuǎn)變而成,則仍保持六方雙錐的假象。
工業(yè)用途:玻璃、陶瓷原料,光學(xué)與電子材料。
尖晶石MgAI204(Spinel)
本族化合物屬AB2X“型。A代表二價(jià)的鎂、鐵、鋅、鎰;B代表三價(jià)的
鐵、鋁、格。廣泛發(fā)育著完全和不完全的類質(zhì)同象置換。
化學(xué)組成:MgAI2040常含F(xiàn)e、Zn、Mn>Cr等組份。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):等軸晶系。晶體結(jié)構(gòu)屬正尖晶石型,氧離子近于成立方最
緊密堆積,二價(jià)陽離子充填1/8的四面體空隙,三價(jià)陽離子充填1/2
的八面體空隙。配位四面體和配位八面體共用角頂?shù)倪B接。
晶體形態(tài):單晶體常呈八面體形,有時(shí)八面體與菱形十二面體組成聚
形。雙晶依尖晶石律(111)成接觸雙晶。
物理性質(zhì):無色者少見,通常呈紅色(含Cr)、綠色(含F(xiàn)e")或褐黑色
(含F(xiàn)e"和Fe");玻璃光澤。硬度8;無解理;偶有平行(111)裂理。
比重3.55o
鑒定特征:八面體晶形、尖晶石律接觸雙晶和圖硬度。
磁鐵礦FeFe204(magnetite)
化學(xué)組成:FeFe204,常含Mg、Mn、Ti、V、Cr等元素。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):等軸晶系。晶體結(jié)構(gòu)屬反尖晶石型。即在它的結(jié)構(gòu)中半數(shù)
的三價(jià)陽離子充填1/8的四面體空隙,另外半數(shù)的三價(jià)陽離子和二價(jià)
陽離子一起充填1/2的八面體空隙。
晶體形態(tài):單晶體常呈八面體,較少呈變形十二面體。
物理性質(zhì):鐵黑色;條痕黑色;半金屬光澤;不透明。硬度6;無解
理;有時(shí)具(111)裂理;性脆。比重5.20。具強(qiáng)磁性。
鑒定特征:以其晶形,黑色條痕和可磁性可與其相似的礦物如赤鐵礦、
輅鐵礦等相區(qū)別。
輅鐵礦FeCr204(Chromite)
化學(xué)組成:FeCr204,常含Ca、Mn、Zn、V、Ti等元素。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):等軸晶系。晶體結(jié)構(gòu)屬正尖晶石型。即在它的結(jié)構(gòu)中半數(shù)
的三價(jià)陽離子充填1/8的四面體空隙,另外半數(shù)的三價(jià)陽離子和二價(jià)
陽離子一起充填1/2的八面體空隙。
晶體形態(tài):單晶體常呈八面體,一般為粒狀、或致密塊狀集合體。
物理性質(zhì):暗棕至黑色;條痕棕褐色;半金屬光澤;不透明。硬度
5.5;無解理;比重5.5。具弱磁性。
鑒定特征:以其晶形,黑色條痕和可磁性可與其相似的礦物如赤鐵礦、
格鐵礦等相區(qū)別。
成因產(chǎn)狀:只形成于超基性巖體中,與橄欖石、斜方輝石、格石榴
石共生,與蛇紋石、菱鎂礦等伴生,也可形成砂礦。
黑鴇礦(鴇疑鐵礦)(Fe,Mn)W04(wolframite)
化學(xué)組成:(Fe,Mn)W04,一般Fe04.878.9%之間,MnO介于4.7-18.7%
之間。常含Mg、Ca、Nb、Ta、Sn、Zn等。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):晶體結(jié)構(gòu)中,Mn(Fe)-06配位八面體以棱相連接,平行C
軸方向分布構(gòu)成鏈體;而W-配位八面體亦構(gòu)成鏈體,位于
Mn(Fe)-鏈體之間,以其四個(gè)角頂與上下鏈體相連接。因而晶體結(jié)
構(gòu)可以看為平行于c軸的鏈狀結(jié)構(gòu)。
晶體形態(tài):常見板狀,短柱狀。
物理性質(zhì):紅褐色至黑色;條痕黃褐色至黑色。硬度4-4.5;解理平
行{010}完全,比重7.12-7.2。微具磁性。
鑒定特征:黑鴇礦以其板狀形態(tài),褐黑色,{010}完全解理和比重較
大為其鑒定特征。
三水鋁石Al(0H)3(Gibbsite)
化學(xué)組成:Al(0H)3O常有少量的Fe和Ga可以置換鋁。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):單斜晶系。晶體結(jié)構(gòu)屬層狀類似水鎂石結(jié)構(gòu),但鋁離子充
填于每兩層相鄰的羥離子之間的2/3八面體空隙;組成配位八面體的
結(jié)構(gòu)層。結(jié)構(gòu)層內(nèi)屬離子鍵,結(jié)構(gòu)層間以氫鍵相維系。
晶體形態(tài):單晶體少見。通常呈結(jié)核狀、豆?fàn)罨螂[晶質(zhì)塊體。
物理性質(zhì):白色,常帶灰、綠和褐色;玻璃-珍珠光澤。硬度2.5-3;
解理平行{001}極完全。比重2.35。
鑒定特征:以其極完全解理、低硬度、小比重為鑒定特征。
通常所謂的鋁土礦(barite),實(shí)際上并不是一個(gè)礦物種,而是以極
細(xì)的三水鋁石、一水硬鋁石或一水軟鋁石為主要組份,并包含數(shù)量不
等的高嶺石、蛋白石、赤鐵礦、針鐵礦等而成的混合物。
針鐵礦a-FeO(OH)(Goethite)
化學(xué)組成:a-FeO(0H)?;烊胛锝M份與針鐵礦成因有關(guān)。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):斜方晶系。
晶體形態(tài):單晶體少見,呈針狀或鱗片狀。常成腎狀、鐘乳狀、結(jié)核
狀或土狀集合體。
物理性質(zhì):褐黃至褐紅色;條痕褐黃色;半金屬光澤;硬度5-5.5;
解理平行{010}完全;參差狀斷口;性脆。比重4.28。
鑒定特征:以其膠體形態(tài)和褐黃色條痕為特征。
通常所謂的褐鐵礦(Limonite),實(shí)際上并不是一個(gè)礦物種,而是以針
鐵礦或水針鐵礦為主要組份,并包含數(shù)量不等的纖鐵礦、含水氧化硅、
粘土等的混合物。
2+4+
硬鎰礦BaMnMn9020?3H20(Psilomelane)
化學(xué)組成:BaM/Mn'+Qz0?3乩0,成分變化很大。其中所含的水,類
似于沸石水的性質(zhì),在500℃以前可以逐步放出。其化學(xué)式尚未能最
后確定。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):單斜晶系,或斜方晶系。晶體結(jié)構(gòu)是由Mn-。6配位八面體
組成的雙鏈和三鏈相連接,圍成中空的通道。鏈和通道平行于b軸
延伸。Ba?+和分子位于通道之中。
晶體形態(tài):通常成葡萄狀、鐘乳狀、樹枝狀或土狀集合體。單晶體極
為罕見。
物理性質(zhì):灰黑至黑色;條痕褐黑至黑色;半金屬光澤至暗淡。硬度
5-6;性脆。比重4.71。
鑒定特征:以膠體形態(tài),黑色條痕和硬度較高為鑒定特征。
第四章含氧鹽大類
4-
第一類硅酸鹽[Si04]
第二類硼酸鹽[BO3]3-
333
第三類磷酸鹽,碑酸鹽,銳酸鹽[P04];[AS04];[VO4]-
22-
第四類鴇酸鹽,監(jiān)目酸鹽[W04];[MO04]
2
第五類格酸鹽[Cr04]-
2
第六類硫酸鹽[so4]-
3
第七類碳酸鹽[co3]-
第八類硝酸鹽[N03]-
第一類硅酸鹽
概述
硅酸鹽礦物種類繁多,占礦物種總數(shù)的24%,占地殼總重量75%左右。
化學(xué)成分陽離子元素有57種之多,主要是惰性氣體型離子和過渡
型離子。陰離子部分除[SiOj”絡(luò)陰離子及它們相互連接而成的一系
列復(fù)雜絡(luò)陰離子外,有時(shí)還存在(OH),F(xiàn)\Cl\(J?一以及附加陰離子。
此外,還存在水分子壓0。
晶體化學(xué)特征Si"與(J?-結(jié)合時(shí)以四次配位的形式最為穩(wěn)定,鍵長
1.6A,在硅酸鹽礦物中它總是以配位四面體的形式出現(xiàn)。硅的sp3雜
軌道分別指向四面體的四個(gè)角頂,鍵角為109°28'16〃,與相應(yīng)的
氧原子構(gòu)成四個(gè)鍵力很強(qiáng)的。鍵。因此,硅酸鹽礦物的結(jié)構(gòu)中,總是
將[SiO]”看成是一個(gè)不可分割的整體。
根據(jù)硅氧四面體在結(jié)構(gòu)中的連接方式的不同,可以區(qū)分出下列五種類
型的絡(luò)陰離子,也可以說成是五種骨干:
島狀絡(luò)陰離子:常見的島狀絡(luò)陰離子有單個(gè)硅氧四面體[siozr或雙
四面體[si?。?廣等,在結(jié)構(gòu)中孤立存在。它們彼此間靠其它金屬陽離
子連接。島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物:錯(cuò)石,橄欖石,石榴石,紅柱石,藍(lán)晶
石,黃晶,符山石。
環(huán)狀絡(luò)陰離子:按環(huán)中四面體的數(shù)目,可分別稱做三聯(lián)環(huán)、六聯(lián)環(huán)、
八聯(lián)環(huán)、九聯(lián)環(huán)和十二聯(lián)環(huán)。環(huán)內(nèi)每一個(gè)四面體均以兩個(gè)角頂分別與
相鄰的兩個(gè)四面體連接;環(huán)與之間則借助其它金屬陽離子來維系。它
121618
們分另U用岡3。嚴(yán)、[Si4012]->[Si6018]\[Si8024]\[Si9027]\
[Si12036;T-表示。環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物:綠柱石,電氣石
鏈狀絡(luò)陰離子:有單鏈和雙鏈等。單鏈中每個(gè)硅氧四面體以兩個(gè)角頂
分別與相鄰的柄個(gè)硅氧四面體連接成一維無限延伸的連續(xù)鏈。其絡(luò)陰
離子可以用[Si2O6]n?表示。雙鏈相當(dāng)于兩個(gè)單鏈組合而成,例如角閃
石族礦物中的雙鏈,其絡(luò)陰離子可以用表示。鏈狀結(jié)構(gòu)硅
酸鹽礦物:輝石,硅灰石,角閃石
層狀絡(luò)陰離子:每一硅氧四面體均以三個(gè)角頂分別與相鄰的三個(gè)硅氧
四面體相邊接,組成在二維空間內(nèi)無限延展的層。例如滑石
Mg3[Si4010](0H)2,其絡(luò)陰離子可以用[Si。。]二來表示。層狀結(jié)構(gòu)硅酸
鹽礦物:蛇紋石,高嶺石,滑石,葉臘石,云母,綠泥石
架狀絡(luò)陰離子:每一硅氧四面體均以其全部四個(gè)角頂與相鄰的四面體
連接,組成在三維空間中無限擴(kuò)展的骨架。此時(shí),每個(gè)氧離子都是橋
氧。當(dāng)硅氧四面體彼此共用四個(gè)角頂時(shí)構(gòu)成向三維空間發(fā)展的骨架狀
[SiOz],但是在硅酸鹽中,這種架狀結(jié)構(gòu)并不完全由硅氧四面體組成,
而必須有一部分硅氧四面體(Si-04)被鋁氧四面體(AI-O4)所代替,
這樣才能出現(xiàn)多余的負(fù)電荷,而成為架狀絡(luò)陰離子,這種絡(luò)陰離子可
用通式[811^皿)02P一表示。架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物:長石,霞石,白
榴石,沸石
AI的作用
AI可以呈4次配位,代替部分的Si4+進(jìn)入絡(luò)陰離子,形成鋁硅酸鹽,
如鈉長石Na[AISi3()8]。也可以呈6次配位,存在于硅氧骨干之外,
作為陽離子,形成鋁的硅酸鹽,如高嶺石(OH%。Al的兩
種配位形式可以同時(shí)存在于同一構(gòu)造中,形成鋁的鋁硅酸鹽,如白云
母KALlAISisOg](0H)2。
[A104]四面體為不穩(wěn)定的配位形式,在結(jié)構(gòu)中需要由[SiOj四
面體的支持,只有在具有無限延伸的硅氧骨干(鏈、層、架)的結(jié)構(gòu)中,
AI代Si才有可能,而在具有架狀硅氧骨干的硅酸鹽中,AI代Si是
必須的。AI代Si的易難順序如下、架狀、層狀、雙鏈和和單鏈。
在晶體結(jié)構(gòu),兩個(gè)[AI0J不能相連,AI代Si的數(shù)目不能超過硅氧
骨干中AI和Si的總數(shù)的一半。即AI:Si=1:10
此外,根據(jù)透射電鏡最近研究結(jié)果,還發(fā)現(xiàn)一種具有單鏈、雙鏈、三
鏈和層狀絡(luò)陰離子共存的特殊結(jié)構(gòu),屬于層鏈狀的混合結(jié)構(gòu)。已發(fā)現(xiàn)
有幾種礦物,并命名為“云輝閃石(biopyribole)”族。
形態(tài):島狀結(jié)構(gòu)者多為三向等長,如果在不同方向上出現(xiàn)鍵力差異時(shí),
出現(xiàn)柱狀或片、板狀形態(tài)。環(huán)狀結(jié)構(gòu)和鏈狀結(jié)構(gòu)者多呈柱狀、甚至纖
維狀。層狀結(jié)構(gòu)者呈片狀或纖維狀(系結(jié)構(gòu)層卷曲所至)。架狀結(jié)構(gòu)
者形態(tài)復(fù)雜,各種形態(tài)都可出現(xiàn)。
物理性質(zhì):島狀結(jié)構(gòu)三向等長者,一般無解理;柱狀者,一般有平行
C軸的解理;片板狀者一般有平行底面的解理。鏈狀結(jié)構(gòu)者多為平行
于鏈的柱狀解理。環(huán)狀結(jié)構(gòu)如有解理,則為平行于底面或柱面的解理。
層狀結(jié)構(gòu)者幾乎無例外地具有完全的平行于底面的解理。島狀結(jié)構(gòu)比
重取決于結(jié)構(gòu)緊密程度和主要陽離子原子序數(shù)的大小,一般比重較大。
架狀結(jié)構(gòu)者比重較小,一般<2.8,鏈狀、層狀和環(huán)狀結(jié)構(gòu)者介于其間,
約為3?3.5。硅酸鹽礦物在薄片中全部透明,島狀結(jié)構(gòu)者光澤較強(qiáng),
架狀結(jié)構(gòu)者光澤較弱。顏色主要取決于所含的色素離子。除層狀結(jié)構(gòu)
外,硅酸鹽礦物硬度較高,島狀最高,一般6?8,環(huán)狀一鏈狀結(jié)構(gòu)
依次降低。
成因:從巖漿作用到表生作用、變質(zhì)作用的成巖成礦過程中,均普遍
的有硅酸鹽礦物形成。巖漿作用中,隨著結(jié)晶分異地進(jìn)行,硅酸鹽礦
物的結(jié)晶順序有自島狀、經(jīng)鏈狀向?qū)訝罴凹軤钸^渡的趨勢(shì)。在變質(zhì)作
用過程中,隨著壓力的增加,有利于架狀或?qū)訝钕蜴湢?、島狀轉(zhuǎn)變;
而溫度的增高,促使含(0H)一的層狀或雙鏈狀結(jié)構(gòu)向單鏈狀、島狀結(jié)
構(gòu)礦物轉(zhuǎn)變。表生狀態(tài)下,原巖遭受風(fēng)化,大都形成在表生狀態(tài)下穩(wěn)
定的層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。
島狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽
錯(cuò)石ZrSiO4(Zircon)
化學(xué)組成:Zr[SiO4],常含有少量的Hf。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):四方晶系。晶體結(jié)構(gòu)中[SiOZT是孤立的,彼此間借Zr"
連接起來,Z產(chǎn)的配位數(shù)為8O
晶體形態(tài):一般都呈單晶體出現(xiàn),呈柱狀習(xí)性。
物理性質(zhì):常呈黃色至紅棕色,無色者少見;金剛光澤,淺色者透明
度較好,深色者在薄片中透明。硬度7.5,比重4.6-4.7o
鑒定特征:以其呈四方柱及四方雙錐的聚形為特征。
工業(yè)用途:寶石原料,提煉Zr,Hfo
橄欖石(Mg,Fe)2SiO4(Olivine)
一般化學(xué)式為XzISiO/。其X通常為此,F(xiàn)e2\Mn2+<oMg"和Fe?’是
最常見的組成部分,可以形成以MgzlSiOj鎂橄欖石(forsterite)及
Fe2[Si04]鐵橄欖石(fayaIite)為兩個(gè)端員組份的完全類質(zhì)同象系列。
其中間成員,是最常見的所謂橄欖石。
化學(xué)組成:(Mg,Fe)2[SiO4]
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):斜方晶系。晶體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為[SiO;T由金屬陽離子Mg,Fe"
連接起來。氧離子近似成六方緊密堆積,八面體空隙被二價(jià)陽離子占
據(jù)。
晶體形態(tài):單晶呈三向等長或扁平,集合體呈粒狀。
物理性質(zhì):橄欖綠色;玻璃光澤。硬度6-7;解理平行{010}和{100}
不完全;比重隨成分不同而變化大。
鑒定特征:以其黃綠色、粒狀、解理性差、難熔特征。
工業(yè)用途:寶石原料與耐火材料。橄欖石是組成上地幔的主要礦物,
也是隕石和月巖的主要礦物成分。它作為主要造巖礦物常見于基性和
超基性火成巖中。鎂橄欖石還可產(chǎn)于鎂夕卡巖中。橄欖石受熱液作用
蝕變變成蛇紋石。透明色美的橄欖石可作寶石。
石榴子石族(Garnet)
化學(xué)組成:一般化學(xué)式為XsYzISiOj表示,其中X代表二價(jià)陽離子,
主要為Ca,Mg"、Fe/Mr?+等;丫代表三價(jià)陽離子,主要為Al"、Fe3+、
Cr*等。類質(zhì)同象廣泛存在。分成兩個(gè)系列:
鎂鋁石榴子石系列(Mg,Fe,Mn)3AI2[SiO4]3
鎂鋁石榴子石PyropeMg3A12[SiO/3
鐵鋁石榴子石AlmanditeFe3A"SiOJ
鎰鋁石榴子石SpessartiteMn3A"SiOJ
鈣鋁石榴子石系列Ca3(AI,Fe,Cr,Ti,V,Zr)2[SiO4]3
鈣鋁石榴子石Grossu1ariteCa3A12[SiO4]3
鈣鐵石榴子石AndraditeC33F62[SiO4]3
鈣格石榴子石UvaroviteC^aCr2[SiO4]3
鈣釵石榴子石Go1dmaniteCa3V2[SiO4]3
鈣錯(cuò)石榴子石KimzeyiteCsgZr2[SiO4]3
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):等軸晶系。結(jié)構(gòu)中二價(jià)陽離子作八次配位,形成畸變配位
立方體,三價(jià)陽離子作六次配位。這一結(jié)構(gòu)很緊密,各方向的鍵力很
少有差異
晶體形態(tài):晶形常呈菱形十二面體、四角三八面體,或二者之聚形。
通常在富Ca巖石(如矽卡巖)中,多形成鈣系石榴子石,以菱形十二
面體為主;而在富AI巖石中,多形成鋁系石榴子石,往往呈四角三
八面體晶形。
物理性質(zhì):無解理,斷口貝殼狀或參差狀。
礦物名稱比重顏色
鐵鋁榴石4.318褐色、深紅色至黑色
鋁系鎂鋁榴石3.582粉紅色、血紅色至暗紅色
鎰,鋁榴石4.190暗紅色至黑色
鈣鐵榴石3.859黃色、褐色、紅色、褐黑
色至黑色
鈣系鈣鋁榴石3.594黃色、白色、紅色、綠色
或褐色
鈣格榴石3.90翠綠色至墨綠色
產(chǎn)狀:除了鎂鋁榴石和鈣格榴石與超基性巖有關(guān)外,其它主要產(chǎn)
于各類變質(zhì)巖中。
工業(yè)用途:寶石原料,研磨材料。
藍(lán)晶石族礦物
本族礦物的化學(xué)成分為ALSiOs,它有三種同質(zhì)多象變體:藍(lán)
晶石(kyanite),紅柱石(andalusite)和硅線石(siIIimanite)。其
共同點(diǎn)是硅均與氧結(jié)合成硅氧四面體,有半數(shù)的鋁與氧結(jié)合成鋁氧配
位八面體。此種配位八面體彼此共棱,形成平行于c軸的鏈。另半數(shù)
Al的配位情況如下:在藍(lán)晶石中仍為六次配位,形成平行于c軸的
鋁氧配位八面體鏈;在矽線石中為四次配位,形成鋁氧配位四面體;
在紅柱石中,為五次配位,形成了特殊的三方雙錐形配位多面體。
由于這三個(gè)礦物結(jié)構(gòu)中都有平行于c軸的鋁氧配位八面體鏈存在,
因而c。的參數(shù)很為接近;并且沿c軸方向的鍵力也很強(qiáng)。
紅柱石A12Si05(Andalusite)
化學(xué)組成:AI2[Si04]0,可含少量的Fe3+和Na、K等。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):斜方晶系。
晶體形態(tài):單晶體呈柱狀,其橫切面接近于正方形,類似四方柱。。
物理性質(zhì):常呈灰白色或肉紅色,玻璃光澤。硬度6.5-7.5,{110}
解理清晰。某些晶體在生長過程中捕獲碳質(zhì)與粘土礦物,形成定向
排列的黑色條紋,被稱為空晶石;某些放射狀集合體被稱為菊花石。
鑒定特征:以柱狀形態(tài),解理交角近于垂直,常呈肉紅色為特征。
工業(yè)用途:耐火材料、觀賞石。
藍(lán)晶石A12Si05(kyanite)
化學(xué)組成:AI2[Si04]0o
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):三斜晶系。
晶體形態(tài):單晶體常呈平行于{100}的長板狀或刀片狀。
物理性質(zhì):一般呈藍(lán)色,玻璃光澤,{100}解理完全,[010}解理中等
到完全;硬度度5.5-7,表現(xiàn)出極其顯著的各向異性,故藍(lán)晶石又名
三硬石。比重3.53-3.64。
鑒定特征:根據(jù)其顏色,硬度的各向異性以及形態(tài)。、
工業(yè)用途:耐火材料。
黃玉(黃晶)AI2[SiO4](F,0H)2(Topaz)
化學(xué)組成:AI2[SiO4](F,0H)2OF可被(OH1置換,置換的最高量占氟
含量的30%左右。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):正交晶系。黃晶的晶體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為氧離子作立方和六方
最緊密堆積結(jié)合的最緊密堆積。
晶體形態(tài):單晶體常呈柱狀,柱面?,F(xiàn)縱紋。。
物理性質(zhì):無色透明或其他淡色調(diào);玻璃光澤。硬度8;解理平行{001}
完全;比重3.52-3.57。
鑒定特征:柱狀晶形,高硬度和平行{001}解理為特征。
工業(yè)用途:研磨材料,透明色美者可作寶石。
符山石Ca10(Mg,Fe)2AI4[Si207]2[Si04]5(OH,F)4(Vesuvianite)
化學(xué)組成:Ca10(Mg,Fe)2AI4[Si04]5[Si207]2(0H,F)4
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):四方晶系。結(jié)構(gòu)類似石榴石,但含有單四面體和雙四面
體兩種絡(luò)陰離子。
晶體形態(tài):常呈四方柱狀晶形。
物理性質(zhì):褐、黃等色;玻璃光澤。硬度6-7;比重3.33-3.43。
鑒定特征:四方柱狀晶形。
工業(yè)用途:寶石材料。
環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽
綠柱石Be3AI2[Si6018](Beryl)
化學(xué)組成:Be3A"SibOM,常含有堿金屬和比0。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
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