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矿物知识
来源:天津市地矿局       发布时间:2020-03-23   浏览数:
 

一、矿物概念

矿物是具有一定化学组成的天然化合物,它具有稳定的相界面和结晶习性。由内部结晶习性决定了矿物的晶型和对称性;由化学键的性质决定了矿物的硬度、光泽和导电性质;由矿物的化学成分、结合的紧密度决定了矿物的颜色和比重等。在识别矿物时,矿物的形态和物理性质由于其易于鉴定而成为鉴定矿物最常用的标志。

二、矿物分类

矿物的分类方法很多。早期曾采用纯以化学成分为依据的化学成分分类,之后有人提出以元素的地球化学特征为依据的地球化学分类,以矿物的工业用途为依据的工业矿物分类等。一般广泛采用以矿物本身的成分和结构为依据的晶体化学分类。从矿物的分类及矿物成分来看,矿物分成单质和化合物两种。单质是由一种元素组成的矿物,如金刚石成分是碳,自然金成分是Au。化合物则是由阴阳离子组成的,根据阴离子成分不同分为若干类。该分类方案将矿物分为五大类:自然元素矿物﹑硫化物及其类似化合物矿物﹑卤化物矿物﹑氧化物及氢氧化物矿物﹑含氧盐矿物。

(一)自然元素矿物大类

呈单质状态产出的矿物,也可以是多种金属元素形成的金属互化物、合金。单质如自然金(Au)、金刚石/石墨(C);金属互化物如Fe0.83Si2(相当于化合物,含量比例固定);合金如Au-----Ag(类质同像系列,含量连续变化)。

自然元素大类又可细分出三类:自然金属元素类(CuAuAg)、自然非金属元素类(金刚石/石墨、自然硫)、自然半金属元素(As
SbBi)。自然元素矿物目前已发现约100种。

 

1  自然金(Au        

 2  金刚石(C   

   

 3  自然硫(S

(二)硫化物及其类似化合物矿物大类

阴离子为S,及少量SeTeAsSb,阳离子为铜型离子(CuPbZnAg)以及靠近铜型离子一边的过渡型离子(FeCoNi)。另外,常含一些稀有元素GeGaReTi等可综合利用。该大类矿物是工业上有色金属和稀有分散元素矿产的重要来源。


硫化物及其类似化合物矿物大类又可细分出三类:简单硫化物类(阴离子为S2-)、复硫化物类(阴离子为对硫离子[S2]2-[AsS]2-)、硫盐类(阴离子团[AsS3][SbS3])。其中硫化物矿物接近300种,多为金属光泽,条痕较深(灰黑-黑色),不透明,解理完全-极不完全,比重较大,常形成重要的金属矿产,多与岩浆活动有关。

4  辰砂(HgS

        

5  黄铁矿(FeS2      

6  黝铜矿(Cu12Sb4S13

(三)氧化物和氢氧化物矿物大类

氧化物矿物和氢氧化物是一系列金属阳离子与O2-OH-相化合的化合物。这类矿物的种数约在200种左右。它们占地壳总重量的17%左右,其中石英族矿物就占了12.6%,而铁的氧化物和氢氧化物占3.9%.阳离子主要是惰性气体型离子(SiAl)和过渡型离子(FeMnTiCr),及少量铜型离子(CuSbBi)。此外,在少数氧化物中还含有水分子。


氧化物和氢氧化物矿物大类又可细分为:简单氧化物矿物类、复杂氧化物矿物类、氢氧化物矿物类。该类矿物约280种(氧化物180种、氢氧化物100种)。氧化物的主要阴离子为氧,阳离子则为铁、镁、硅、锰等;氧化物通常晶型较好,透明-半透明,玻璃或半金属光泽,硬度中-高。氢氧化物由金属阳离子与氢氧根离子和氧离子组成的化合物,部分矿物含有一定量的水分子(褐铁矿等);多为隐晶质集合体,土状、肾状、葡萄状,非金属-半金属光泽,硬度低-中等。

7  金红石(TiO2 

     

8  水镁石(Mg(OH)2

  9  钼铅矿PbMoO4

(四)含氧盐矿物大类

金属阳离子与各种含氧酸根(络阴离子)结合而成的盐类化合物。该大类矿物种数约占已知矿物总数的三分之二,重量超过地壳总重量的五分之四以上。它们是三大类岩石的主要组成矿物,也是工业和农业上重要的矿物资源。


含氧盐矿物大类根据络阴离子种类的不同,可细分为硅酸盐类和其它含氧盐类(硫酸盐类、硝酸盐类、碳酸盐类、磷酸盐类等)。该大类是已知数量最多的一类矿物,其中硅酸盐矿物最多越有800余种。

                                                                                               图10  方解石(CaCO3  

                                                                                                                                                            

                                                                                              图11  重晶石(BaSO4

  

                                                                                                                                                 

                                                                                             图12  石英(SiO2

(五)卤化物矿物大类

金属阳离子和卤族阴离子(F-Cl-Br-I-)化合而成的矿物,最常见的为食盐、萤石等。分布有限,矿物种类不多,已知的约120种,约占地壳总重量的0.5%。以氯化物和氟化物最为重要。

卤化物矿物大类根据阴离子类型可细分为氟化物类和氯化物、溴化物、碘化物类。卤化物矿物一般具有玻璃光泽,透明,解理完全,硬度较小。

 

 

13  石盐(NaCl             

14  萤石(CaF2