福大結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)教案03礦物學(xué)各論

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)：