自然元素矿物大类-矿物学

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1、Chap.8自然元素矿物大类自然元素矿物：在自然界以单质形式存在的矿物。已知的自然元素矿物种＞50，约占地壳总重量的1‰，分布极不均匀。其中有些可显著富集，甚至形成矿床。§1概述一、化学组成化学组成1．金属元素：主要包括：（1）部分铜族元素：Cu、Ag、Au（2）铂族元素：Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt2．半金属元素：As、Sb、Bi3．非金属元素：C、S二、晶体化学特点、形态及物理性质据键性，大致分3种晶格类型：1．金属晶格典型金属键大多数矿物的原子呈最紧密堆积，结构型较简单，对称性较高。（1）多数呈立方最紧密堆积，具立方面心格子的铜型结构，如自然

2、铜、自然金、自然铂、自然钯……（2）少数呈六方最紧密堆积，具六方格子，如自然锇等。形态：晶体呈等轴粒状或六方板状，集合体为树枝状、片状、块状等。物理性质：具典型的金属特性：金属色，金属光泽，不透明。硬度低（Os、Ir例外），解理不发育，强延展性。比重大。电和热的良导体。2．原子晶格晶格中质点以共价键联结，如金刚石金刚石（C）。物理性质：硬度高，光泽强，具脆性，不导电。3．分子晶格1）如石墨石墨（C）：层状结构，层内具共价键—金属键，层间为分子键，表现在物理性质上具明显的异向性，具{0001}极完全解理，硬度低，金属光泽，电的良导体。2）如自然硫自然硫（

3、-S）：8个S原子以共价键联结成S8环状分子，环分子间为分子键，故其硬度低，熔点低，导电导热性差。三、成因不同的矿物各有其特点：1）ΣPt：产于与超基性岩、基性岩有关的岩浆矿床中。2）Au：多为热液成因。3）Cu、Ag：除热液成因外，更多见于硫化物矿床的氧化带中。4）金刚石：岩浆作用的产物，与超基性岩有关。5）石墨、自然硫：成因类型多样。四、分类据元素的类别，主要矿物分：1）自然金属类：主要是铜族：自然金铂族2）自然非金属类：3）自然半金属类：很少见。一、自然铜族包括自然铜、自然银、自然金等矿物。§2主要矿物自然金：Au化学组成：纯金极少见，常有一定数量

4、的类质同像混入物Ag。自然金—自然银完全类质同像系列Ag含量（%）0~55~1515~5050~8585~9595~100矿物名称自然金含银自然金银金矿金银矿含金自然银自然银此外，尚可含少量Cu、Pd、Bi、Pt、Te、Ir等。含Cu20%者称铜金矿；含Pd5～11%者称钯金矿；含Bi4%者称铋金矿。自然金的纯度以成色来表示，用千分数示之。内生成因自然金的成色标型晶体结构：等轴晶系，Fm3m。Au原子呈立方最紧密堆积，具立方面心格子的铜型结构。形态：一般呈分散粒状、不规则粒状或树枝状等集合体。成色＞850850～750750～660形成深度深中等浅鉴定特

5、征鉴定特征：金黄色颜色及条痕，强金属光泽。硬度低(2～3)，无解理，强延展性。比重大(15.6～19.3)。熔点高(1062℃)。化学性质稳定，在空气中不氧化，只溶于王水。成因产状：主要产于高、中温热液型含金石英脉中；蚀变岩中；火山岩系与火山热液作用有关的中、低温热液矿床中；砂矿床中。二、碳族金刚石：C化学组成：带色和不透明者常含Si、Al、Ca、Mg、B、N、Fe、Ti等杂质及石墨、橄榄石、磁铁矿、金红石等包裹体。杂质N和B的含量和存在形式，直接影响着金刚石的光、电、热等物理性能，成为金刚石分类的基本依据。金刚石分类类型杂质元素物理性能备注NBI型Ia

6、型含量＞0.1%，以聚集体形式，呈极细小片状导电、导热性较差机械强度高在天然金刚石中占98%Ib型含量较低，主要以分散的顺磁性N形式导热性较差在天然金刚石中约占1%；绝大多数合成金刚石为Ib型Ⅱ型Ⅱa型不含N或含N＜0.001%不含B良好的导热性在金刚石矿床中的含量一般＜2～3%Ⅱb型含B天蓝色，具半导体性能罕见混合型在同一颗粒中N的分布不均匀晶体结构：等轴晶系，对称型m3m，具立方面心格子。C原子位于立方晶胞的8个角顶和6个面中心，以及相间地分布于半数的1/8小立方晶胞的中心。CN=4。形态形态：多呈{111}、{110}，常呈浑圆粒状。鉴定特征鉴定特

7、征：浑圆粒状。金刚光泽。极高的硬度（H=10），解理{111}中等。日光曝晒后，在暗处发淡青蓝色磷光。用途：名贵宝石、切削工具、研磨材料、精密仪器的零件、钻头、尖端技术材料等。成因产状：产于金伯利岩、橄榄岩、钾镁煌斑岩和榴辉岩中。主要产地有澳大利亚、南非、俄罗斯、扎伊尔、巴西、美国及我国山东、辽宁、贵州、江苏、湖南等。石墨：C石墨：C鉴定特征：鳞片状、致密块状、土状。铁黑色—钢灰色，条痕亮黑色，半金属光泽。{0001}极完全解理，硬度小(1-2)。比重小，性软，有滑感，易污手，可书写。用途：冶金工业：作高温坩埚铸件机械工业：润滑剂电池工业：电极原子能工业

8、：中子减速剂用于制造铅笔芯、涂料、染料等。石墨-3R可作合成金刚石的原料。本章结