硫化物及其類似化合物礦物大類

第十七章硫化物及其類似化合物礦物大類

SULFIDEANDITSSIMILARCOMPOUND

成分：陰離子：主要S，次Se、As、Sb、Bi等陽離子：金屬元素銅型（Cu、Pb、Zn、Ag、Hg）

過渡型（Fe、Co、Ni）種數(shù)：已經(jīng)超過370種以上。鐵的硫化物占了絕大部分。分布：約占地殼質(zhì)量的1‰

。用途：該大類礦物是工業(yè)上有色金屬和稀有分散元素礦產(chǎn)的重要來源。第一節(jié)概述（1）陽離子：主要為銅型離子(Cu、Pb、Zn、Ag、Hg)及靠近銅型離子一邊的過渡型離子(Fe、Co、Ni)。1化學(xué)成分（2）陰離子:主要是S,少量的Se、Te、As、Sb、Bi等。

S的三種形式：

S2-——簡(jiǎn)單硫化物

[S2]2-、[AsS]2-——復(fù)硫化物

[AsS3]3-或[SbS3]3-等——硫鹽區(qū)別于硫酸鹽（3）類質(zhì)同像普遍且多樣。（4）一些稀有分散元素呈類質(zhì)同像混入物存在，可作為稀有金屬礦床綜合利用。1化學(xué)成分結(jié)構(gòu)型主要礦物舉例島狀黃鐵礦、白鐵礦、毒砂環(huán)狀（分子型）雄黃鏈狀輝銻礦、輝鉍礦、辰砂層狀輝鉬礦、銅藍(lán)、雌黃架狀輝銀礦、黝銅礦配位型四面體配位型閃鋅礦、斑銅礦、黃銅礦、纖鋅礦、方黃銅礦、硫砷銅礦八面體配位型方鉛礦、磁黃鐵礦、紅砷鎳礦混合配位型鎳黃鐵礦、輝銅礦、硫化物礦物的主要結(jié)構(gòu)類型2晶體化學(xué)含絡(luò)陰離子團(tuán)本大類礦物的陽離子極化力強(qiáng)，電負(fù)性中等，而陰離子（硫）又易被極化，電負(fù)性(相對(duì)氧)較小，即陰陽離子電負(fù)性差較小，故其化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主，含有離子鍵和金屬鍵過渡的復(fù)雜性質(zhì)?；瘜W(xué)鍵硫化物礦物中常見的同質(zhì)多象變體及其轉(zhuǎn)變溫度成分高溫變體低溫變體轉(zhuǎn)變溫度/℃礦物名稱晶系礦物名稱晶系Cu2S六方輝銅礦六方晶系輝銅礦斜方晶系105Ag2S輝銀礦等軸晶系螺狀硫銀礦單斜晶系179HgS黑辰砂等軸晶系辰砂三方晶系400CuFeS2等軸黃銅礦等軸晶系黃銅礦四方晶系550Cu5FeS4斑銅礦等軸晶系四方斑銅礦四方晶系228同質(zhì)多象對(duì)稱程度多型本大類中的層狀結(jié)構(gòu)礦物常呈不同多型，如，輝鉬礦具有2H、3R或(2H+3R)混合型多型變體，纖鋅礦則有多達(dá)154種多型變體。成分簡(jiǎn)單的硫化物一般對(duì)稱程度高，如單硫化物和復(fù)硫化物多為等軸晶系或六方晶系；成分復(fù)雜的硫化物一般對(duì)稱程度較低，如硫鹽多為斜方晶系和單斜晶系。配位型、島狀和環(huán)狀分子型結(jié)構(gòu)----多為粒狀（如方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、雄黃），鏈狀結(jié)構(gòu)----呈柱狀或針狀（如輝銻礦和輝鉍礦），層狀結(jié)構(gòu)----多呈片狀（如輝鉬礦）；大多數(shù)成分簡(jiǎn)單、對(duì)稱程度高（等軸晶系或六方晶系）的硫化物（單硫化物和復(fù)硫化物）可呈自形或半自形，成分復(fù)雜、對(duì)稱程度低的硫化物（如硫鹽，斜方晶系和單斜晶系）多呈它形。

3、形態(tài)4、物理性質(zhì)

光性：絕大多數(shù)呈金屬光澤、金屬色、深色條痕、而不透明，僅少數(shù)金剛光澤，彩色、半透明（如雄黃、雌黃、辰砂、閃鋅礦等）。

硬度：復(fù)硫化物硬度最大，一般在5～6.5，其它大多數(shù)硬度低，小于小刀，最低1～2。

解理：島狀復(fù)硫化物結(jié)構(gòu)：故解理不發(fā)育（如黃鐵礦、毒砂）；環(huán)狀分子型、鏈狀和部分配位型結(jié)構(gòu)：具完全解理（如雄黃和輝銻礦的{010}解理、方鉛礦的{100}解理、閃鋅礦的{110}解理）；層狀結(jié)構(gòu)：平行結(jié)構(gòu)層的一組極完全或完全解理（如輝鉬礦和銅藍(lán)的{0001}解理、雌黃的{010}解理）。

相對(duì)密度：陽離子多具大原子量，陰離子多作緊密堆積，故相對(duì)密度較大，一般在4～6之間，少數(shù)可達(dá)8以上。

硫化物礦物的物理性質(zhì)特征---作業(yè)

光澤條痕顏色硬度礦物實(shí)例形態(tài)解理金屬黑色銅黃色調(diào)大于小刀

小于小刀

鉛灰—錫白色調(diào)大于小刀

小于小刀

金剛彩色彩色小于小刀

？5.成因及產(chǎn)狀（1）本大類絕大部分礦物主要是熱液作用的產(chǎn)物。但形成的溫度范圍是很大的。（2）本大類礦物在地表氧化環(huán)境中很不穩(wěn)定，易于被氧化。6、分類

傳統(tǒng)分類：按陰離子或絡(luò)陰離子的類型不同相應(yīng)地分為以下三類:(1)簡(jiǎn)單硫化物：陰離子S2-

，如方鉛礦(PbS)、閃鋅礦(ZnS)、辰砂(HgS)。(2)復(fù)硫化物：陰離子為啞鈴型對(duì)硫［S2］2-

、對(duì)砷［As2］2-

及［AsS］2-、［SbS］2-，如黃鐵礦(FeS2)、毒砂(FeAsS)。(3)硫鹽：硫鹽是指硫與半金屬元素As、Sb、Bi結(jié)合組成絡(luò)陰離子團(tuán)［AsS3］3-、［SbS3］3-等形式，然后再與陽離子(主要是Cu、Ag、Pb三種銅型離子)結(jié)合而成較復(fù)雜的化合物。

本教材分類：按陰離子性質(zhì)分為硫化物、類似化合物，再亞類。本教材分類-------按陰離子性質(zhì)1.硫化物：陰離子S2.類似化合物：硒化物、碲化物、砷化物、銻化物。復(fù)硫化物，又稱雙硫化物或?qū)α蚧?，以啞鈴狀的［S2］2-、［Se2］2-、［Te2］2-、［As2］2-、［AsS］3-、［SbS］3-等陰離子團(tuán)與金屬陽離子結(jié)合。第二節(jié)硫化物礦物類SULFIDES

島狀硫化物礦物亞類IslandSulfides代表性礦物：黃鐵礦（等軸）-白鐵礦（斜方）族輝砷鈷礦-毒砂族

黃鐵礦(Pyrite)Fe［S2］等軸晶系【化學(xué)組成】常見Co、Ni等置換Fe，并常見Au、Ag呈機(jī)械混入物?！拘螒B(tài)】常見完好晶形，呈{100}、{210}或{111}。常見三組相互垂直的晶面條紋。集合體常成致密塊狀、分散粒狀及結(jié)核狀等?！疚锢硇再|(zhì)】淺銅黃色，表面帶有黃褐的錆色；條痕綠黑色；強(qiáng)金屬光澤，不透明。無解理；斷口參差狀。硬度6～6.5。相對(duì)密度4.9～5.2。性脆?！捐b定特征】據(jù)其晶形、晶面條紋、顏色、硬度等特征可與相似的黃銅礦、磁黃鐵礦相區(qū)別?！局饕猛尽繛橹圃炝蛩岬闹饕V物原料，也可用于提煉硫磺。當(dāng)含Au、Ag或Co、Ni較高時(shí)可綜合利用。1、黃鐵礦－白鐵礦族對(duì)硫離子的軸向在結(jié)構(gòu)中交錯(cuò)配置，使各方向鍵力相近與黃銅礦、磁黃鐵礦區(qū)別?Pyrite

常完好晶形，淺銅黃色毒砂(Arsenopyrite)Fe［AsS］【化學(xué)組成】通常其成分大致變化范圍為FeAs0.9S1.1至FeAs1.1S0.9?？珊⒘緽i、Sb、Zn、Se等，其中大部分系機(jī)械混入物?！揪w結(jié)構(gòu)】單斜晶系；白鐵礦型結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)【形態(tài)】單晶常呈柱狀，且柱面上有晶面條紋?！疚锢硇再|(zhì)】錫白色至鋼灰色；表面常帶淺黃的錆色；條痕灰黑；金屬光澤，不透明。解理不完全。硬度5.5～6。相對(duì)密度5.9～6.29。以錘擊之發(fā)砷之蒜臭，灼燒后具磁性。性脆?！境梢蚣爱a(chǎn)狀】以高溫和中溫?zé)嵋旱V床中常見?！捐b定特征】錫白色，硬度高，錘擊發(fā)蒜臭?！局饕猛尽繛橹圃焐榧吧榛锏牡V石礦物。成分中含Co較高時(shí)可綜合利用。2、輝砷鈷礦-毒砂族Arsenopyrite(二)環(huán)狀分子型硫化物礦物亞類RingSulfides雄黃族雄黃(Realgar)As4S4。單斜晶系；環(huán)狀分子型結(jié)構(gòu)柱狀，柱面縱紋。桔紅色，條痕淡桔紅色；晶面金剛光澤，斷面樹脂光澤，透明～半透明。平行{010}完全解理。硬度1.5～2。相對(duì)密度3.6。性脆。陽光久照變?yōu)榈奂t色粉末。產(chǎn)于低溫?zé)嵋旱V床和硫質(zhì)噴氣孔，與雌黃共生。與辰砂相似，但顏色帶黃色調(diào)，相對(duì)密度小。4個(gè)硫原子呈正方形排列，4個(gè)砷原子呈四面體排列，正方形和四面體的中心吻合；硫原子和砷原子以共鍵價(jià)相聯(lián)系，As4S4分子間以分子鍵相連系。輝銻礦族－輝銻礦（Stibnite或Antimonite）

Sb2S3。斜方晶系;鏈狀結(jié)構(gòu)；柱狀，常彎曲。鉛灰色，暗藍(lán)錆色；黑色條痕；金屬光澤；不透明。{010}完全解理。解理面上常有橫的聚片雙晶紋。硬度2。相對(duì)密度4.6。性脆。低溫?zé)嵋夯蚧鹕缴A成因。與方鉛礦、輝鉍礦如何區(qū)別？[SbS3]三方錐以鋸齒狀鏈沿c軸延伸，兩個(gè)鏈平行（010）聯(lián)結(jié)成鏈帶。鏈內(nèi)的硫和銻間距為0.25nm，以離子鍵-金屬鍵聯(lián)系，鏈帶間硫和銻間距為0.32nm，以分子鍵聯(lián)系。

(二)鏈狀硫化物礦物亞類RingSulfides辰砂cinnabarHgS。三方晶系；螺旋鏈狀（變形的氯化鈉型）結(jié)構(gòu)；常呈菱面體{1011}、平行{0001}厚板狀或平行c軸延伸的柱狀。常見以L3為雙晶軸的貫穿雙晶。鮮紅色，鉛灰錆色；紅色條痕；金剛光澤；半透明。平行{1010}完全解理。硬度2～2.5。性脆。相對(duì)密度8～8.2。低溫?zé)嵋簶?biāo)型礦物。與雄黃如何區(qū)別？辰砂族-Hg-S-Hg-S-螺旋狀鏈平行c軸延伸

雞血石輝鉬礦族輝鉬礦(Molybdenite)

MoS2。常含Se、Te、Re、鉑族元素。六方晶系(2H)；層狀結(jié)構(gòu)；片狀。鉛灰色；亮鉛灰色條痕，在涂釉瓷板上為黃綠色條痕；金屬光澤，不透明。平行{0001}極完全解理。硬度1。薄片具撓性。相對(duì)密度5.0。具滑感。產(chǎn)于高中溫?zé)嵋?、矽卡巖，我國儲(chǔ)量居世界首位。與石墨如何區(qū)別？層狀硫化物礦物亞類LayerSulfides

平行{0001}的三方柱[MoS6]配位結(jié)構(gòu)層As2S3單斜晶系；層狀結(jié)構(gòu)板狀或短柱狀。集合體呈片狀、放射狀和土狀。檸檬黃色；鮮黃色條痕；油脂-金剛光澤，解理面珍珠光澤；薄片透明。{010}極完全解理；硬度1.5～2；薄片具撓性。相對(duì)密度3.5。低溫?zé)嵋?、火山凝華成因。如何區(qū)別于自然硫？雌黃族雌黃(Orpiment)雌黃平行{010}的結(jié)構(gòu)層

Orpiment配位型硫化物礦物亞類CoordinationSulfides

閃鋅礦族閃鋅礦(Sphalerite)ZnS等軸晶系；閃鋅礦型結(jié)構(gòu)常含F(xiàn)e、In、Cd、Tl、Ga、Ge、Se、Ag，F(xiàn)e可達(dá)26.2%。粒狀。淺黃、棕褐、黑色；條痕白至褐色；樹脂光澤至半金屬光澤；透明至半透明。解理{110}完全。硬度3.5～4。相對(duì)密度3.9～4.2。不導(dǎo)電。高、中溫?zé)嵋汉徒佑|交代成因。面網(wǎng){110}為Zn2+和S2-的電性中和面SphaleriteCuFeS2

四方晶系；閃鋅礦型結(jié)構(gòu)的衍生結(jié)構(gòu)。四方四面體少見。常為致密塊狀或分散粒狀集合體。深黃銅黃色，綠黑色條痕；金屬光澤；不透明。解理{112}和{101}不完全。硬度3～4。相對(duì)密度4.1～4.3。性脆。能導(dǎo)電。產(chǎn)于銅鎳硫化物礦床、夕卡巖型礦床和中溫?zé)嵋旱V床中。在地表易氧化而成孔雀石、藍(lán)銅礦。在次生富集帶可蝕變?yōu)榘咩~礦、輝銅礦和銅藍(lán)。黃銅礦族－黃銅礦(Chalcopyrite)黃銅礦如何與黃鐵礦、自然金區(qū)別？顏色、硬度、條痕、？

Cu5FeS4

等軸晶系；復(fù)雜四面體配位結(jié)構(gòu)。單晶為立方體或立方體，常呈塊狀或粒狀集合體。暗銅紅色，常具藍(lán)、紫等斑雜錆色；灰黑色條痕；金屬光澤；不透明。無解理。硬度3。相對(duì)密度4.9～5.3。性脆。產(chǎn)于銅鎳硫化物礦床、夕卡巖礦床及硫化物礦床的次生富集帶。斑銅礦族－斑銅礦(Bornite)方鉛礦PbS—硒鉛礦PbSe系列。等軸晶系；NaCl型結(jié)構(gòu)。高溫者立方體,低溫者八面體