自然元素矿物大类

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1、第六章自然元素矿物大类NativeElements一概述概念：单质、金属互化物；碳化物、硅化物、氮化物和磷化物种数：50种以上。分布：占地壳总重量不足0.1%，不均匀——自然金、自然铜、自然铂、金刚石、石墨等富集成矿床——意义。金属元素：贵金属8元素和Cu，铁陨石中常见Fe、Co、Ni。金属元素间的类质同象十分普遍，形成金属混晶矿物如银金矿（Au，Ag）；也可形成互化物如铁镍矿(Ni3Fe)。半金属元素有As、Sb、Bi（Se、Te）。As与Sb在高温下形成类质同象混晶，低温时分解成自然砷和自然锑或砷锑互化物AsSb；Sb与B

2、i可形成连续类质同象系列，而As与Bi即使在熔融态下也不混合。非金属元素主要有C和S。Si可呈微粒包体产于地幔岩中。C、Si、N、P形成碳化物、硅化物、氮化物和磷化物。1.化学成分结构型：1）配位型：金属元素及其互化物矿物具立方面心式紧密堆积的铜型（配位数为12）、六方最紧密堆积的锇型（配位数为12）和立方体心式紧密堆积的铁（α-Fe）型（配位数为8），金刚石和β-碳硅石SiC具四面体配位型；2）环状（自然硫）、链状（自然碲）、层状（石墨、自然砷）、架状（陨碳铁矿Fe3C）。2.晶体化学化学键：1）金属元素及其互化物矿物具特征

3、的金属键；2）半金属元素矿物按元素的金属性递增而从金属键+共价键的多键型向金属键转变。3）非金属元素和类似物矿物变化很大。2.晶体化学同质多象：本大类非金属元素矿物的同质多象较常见，如C的同质二象、S的同质三象。对称程度：金属元素及其互化物矿物多为等轴晶系，少数为六方晶系；半金属元素矿物为三方晶系。非金属元素和类似物矿物变化很大。2.晶体化学具配位型、架状和环状的矿物自形晶主要为粒状，其中金属元素矿物少见自形而多为它形不规则状；具层状结构的半金属元素矿物和石墨主要为片状。3形态与物理性质金属元素及其互化物矿物在物理性质上呈现典

4、型的金属特性——金属色、金属光泽、不透明、低硬度（锇、铱为例外）、无解理、大比重、强延展性、强导电性和强导热性。3形态与物理性质半金属元素矿物从自然砷、自然锑到自然铋，金属特性逐渐增强，颜色从锡白色变化为银白色，条痕灰色，金属光泽增强，低硬度变得更小，由于其层状结构而发育的{0001}完全解理完好程度下降，高相对密度增大，从无延展性变为弱延展性，从无导电性变为具导电性。3形态与物理性质非金属元素和类似物矿物的晶体化学特点不同而使不同矿物在物性上变化甚大。3形态与物理性质地壳：自然金、自然银、自然铜、自然铂、自然硫、金刚石和石墨

5、；地幔和核-幔边界：金刚石、石墨、自然铁、自然硅和自然镍；陨石：铁纹石、镍纹石、亮石墨、自然钼、金刚石、陨磷铁矿和陨碳铁矿等。4.成因产状铂族元素矿物主要出现于基性、超基性岩浆岩中,常与铜镍硫化物和铬铁矿共生。自然金、自然银和自然铜及半金属元素矿物主要为热液作用产物。金刚石主要产于超基性的金伯利岩和高压相的榴辉岩中，石墨多是变质作用产物，而自然硫则以火山作用和生物作用形成的最重要。根据元素的属性和元素间的结合方式，将本大类矿物划分为1.金属元素（含金属互化物）矿物2.半金属元素矿物3.非金属元素矿物5.分类1、自然铜族（自然铜

6、、自然金-银系列矿物）（1）包括自然铜、自然银、自然金等矿物。（2）铜型结构：立方面心格子。（3）由于Au和Ag的原子半径相近、晶体结构类型相同、地球化学性质相似，故可形成完全类质同象。而铜的原子半径较小，在高温时才与金形成类质同象。二金属元素矿物类NativeMetals铜型结构：铜原子呈立方面心排列，以金属键联系。树枝状自然铜【物理性质】铜红色，表面常因氧化而出现棕黑色锖色；条痕铜红色；金属光泽，不透明。无解理；断口呈锯齿状。硬度2.5～3。相对密度8.95(纯铜)。具延展性。熔点1.083°C。为热和电的良导体。自然金砂

7、金矿【鉴定特征】颜色及条痕金黄色，强金属光泽，相对密度大19.3，低硬度2.5-3，强延展性；化学性稳定，火烧不变色；熔点1062°C。颜色条痕硬度区别黄铁矿黄铜矿分为具铜型结构的自然铂和锇型结构的自然锇两个亚族。前者包括自然铂、自然钯、自然铱和自然铑，为等轴晶系，可见八面体或立方体晶形。后者包括自然锇、自然钌等，为六方晶系，呈六方板状晶形，硬度（约为6）明显高于前者（约为4）。本族矿物一般为银白色和钢灰色，硬度比自然金族高，也具有与自然金族类似的其他金属特性。2.自然铂族PlatinumGroup铂矿自然铂（含金）【物理性质

8、】锡白色，含铁高时呈钢灰色；条痕钢灰色；金属光泽；不透明。无解理；断口锯齿状。硬度4～4.5。相对密度21.5(纯铂)。熔点1774°C。强延展性。微具磁性。电和热的良导体。（1）主要有自然砷、自然锑、自然铋等。（2）均具砷型结构：即可视为由NaCl型结构沿L3发生畸变而呈略