沸石晶体

沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱或碱土金属铝硅酸盐矿物。自然界已发现的沸石有80多种，较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等，都以含钙、钠为主。它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。晶体所属晶系随矿物种的不同而异，以单斜晶系和正交晶系（斜方晶系）的占多数。方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形，片沸石、辉沸石呈板状，毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状，钙十字沸石和辉沸石双晶常见。纯净的各种沸石均为无色或白色，但可因混入杂质而呈各种浅色。玻璃光泽。解理随晶体结构而异。莫氏硬度中等。比重介于2.0～2.3，含钡的则可达 2.5～2.8。沸石主要形成于低温热液阶段，常见于喷出岩气孔中，也见于热液矿床和近代温泉沉积中。沸石可以借水的渗滤作用，以进行阳离子的交换，其成分中的钠离子可与水溶液中的钙、镁等离子交换，工业上用以软化硬水。沸石的晶体结构是由硅（铝）氧四面体连成三维的格架，格架中有各种大小不同的空穴和通道，具有很大的开放性。碱金属或碱土金属离子和水分子均分布在空穴和通道中，与格架的联系较弱。不同的离子交换对沸石结构影响很小，但使沸石的性质发生变化。

按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种，按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系。任何沸石都由硅氧四面体和铝氧四面体组成。四面体只能以顶点相连，即共用一个氧原子，而不能“边”或“面”相连。铝氧四面体本身不能相连，其间至少有一个硅氧四面体。而硅氧四面体可以直接相连。硅氧四面体中的硅，可被铝原子置换而构成铝氧四面体。但铝原子是三价的，所以在铝氧四面体中，有一个氧原子的电价没有得到中和，而产生电荷不平衡，使整个铝氧四面体带负电。为了保持中性，必须有带正电的离子来抵消，一般是由碱金属和碱土金属离子来补偿，如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金属离子。

世界上已发现的天然沸石一般为浅灰色，有时为肉红色。拿在手上明显感到比一般石头轻，这是因为沸石内部充满了细微的孔穴和通道，比蜂房要复杂得多。假如把沸石比作旅馆，那么1立方微米的这种“超级旅馆”内竟有100万个“房间”！的这些房间能根据“旅客”（分子和离子）的性别、高矮、胖瘦、嗜好的不同自动开门或挡驾，绝对不会让“胖子”到“瘦子”的房间去，也不会使高个子与矮个子同住一室。根据沸石的这一特性，人们用它来筛选分子，获得很好的效果。

马鞍状白云石

晶体参数： 三方晶系；对称型。空间群； a0=0.484nm， c0=1.595nm； Z=3。

成分与结构：CaO  30.41%，MgO  21. 86%，CO2 47.73%。常含铁和锰，偶含钴、锌等。白云石结构中的Ca和Mg具有确定的位置，与含镁方解石结构中Ca和Mg之间的随机分布是不同的。前者的Ca和Mg沿c轴方向呈有序的交替分布。因此，在结构上，含镁方解石是无序的，白云石则是有序的。

形态：常呈 菱面体。晶面常弯曲成马鞍形。双晶以(0001)、、为双晶面的聚片双晶常见。此外尚有机械作用所产生的聚片双晶，其双晶面为(图11-13A)，而方解石的机械双晶，其双晶面为)。此外，还 见有白云石的贯穿双晶。集合体常呈粗粒至细粒状或块状。

物理性质：无色或白色； 玻璃光泽。硬度3.5~4；解理平行完全；解理面常弯曲。 密度2. 86g/cm3。

鉴定特征：以马鞍状晶形和遇冷稀HCI微弱起泡而与方解石及菱镁矿区别。

成因与产状：以白云石为主的岩石称白云岩。 白云岩占地壳沉积岩体积的20%，是碳酸盐岩地层中最主要的油气储层。它是长期以来众多地质学家研究的课题之一。白云岩的成因问题多年来一直是沉积学争论的重大问题。目前的研究将白云岩分为原生白云岩和次生白云岩两大成因类型。原生的白云岩是少量的，而大量分布的白云岩是次生的。

原生白云岩是指由以化学沉淀方式从水体中直接沉淀出白云石，而形成白云岩。它是在盐度很高的海湖中直接形成的，并常伴生有膏盐层。

次生白云岩是指一切非原生沉淀作用生成的白云岩，即指成岩过程中、成岩后等发生的由交代作用或白云石化作用生成的白云岩。古老地层中所见的白云岩大多具有交代的证据，是石灰岩受到含镁溶液交代所形成的，这种作用称为白云石化作用。

当前对白云岩研究的热点问题及研究发展方向主要为以下几个方面:全球气候变化与白云石化事件；大地构造环境和沉积作用对白云岩分布的控制:白云石化作用与层序地层学(相对海平面变化)的关系等。

此外，在金属矿脉中也常有白云石作为脉石矿物出现。

主要用途：白云石在冶金工业中主要用作炼钢熔剂、耐火材料和化工原料。在农业上，白云石主要用作酸性土壤的中和剂，使用它能补偿由于农作物吸收而带来的土壤中钙和镁的损 失，施用白云石后可使农作物增产15% -40%。含方解石的白云岩经处理后的农用石灰，可作为农药来防治害虫。白云石作为填料，可改善制品的色度、耐风化能力，提高机械稳定性，减少收缩性和内部张力，降低吸水、吸油能力及裂缝的扩张。这类制品主要包括黏合剂、密封塑料、油漆、洗涤剂和化妆品等。

                                          钠长石                 蓝绿色钠长石

                                         奥长石                   拉长石

                                        钙长石                   钙长石

由Ab和An两个端员组分组成的类质同像系列，但常温下在某些区间内只形两相混合物，并不能相互混溶，在结构、物理性质等方面均有突变。用肉眼观察一般觉察到，可因出现晕彩而被发现。这种混溶间除中出现的交生体有三种：①晕长石 (peristerite)，由成分介于An2 – An15区间内，分别具有其两侧边界成分的两种斜长石组成( 13 -73)。②拉长(labradorite)，由成分介于An47 ~ An58区间内，分别具有其两侧边界成分两种斜长石组成，会产生特殊的光学效应一变彩。 ③由两种斜长石组成的交生体，其成 介于An60-An85。区间，称为胡腾洛赫( Huttenlocher)然而，在Ab An 固溶体系列中这些不续性是以一种非常细小的尺度，并且大多数性质，如密度或折射率，般显示为随化学成分化而呈线性变化，因此，通常仍习惯地把它看成是完全类质同像系列。

钠长石    Albite        Ab100-90An0-10

奥长石    Oligoclase     Ab90-70An10-30

中长石    Andesine     Ab70-50An30-50

拉长石    Labradorite   Ab50-30An50-70

培长石    Bytownite    Ab30-10An70-90

钙长石    Anorthite     Ab10-0An90-100

斜长石是分布很广的造岩矿物。随着火成岩类型的不同，所出现的斜长石的成分也有所不同。通常将斜长石划分成酸性、中性及基性三类，其间界限大体上在An30及An50两点。小于30者为酸性斜长石，大于50者为基性斜长石，介乎其间者为中性斜长石。基性岩或超基性岩中一般仅有基性斜长石出现；而中性岩类，出现奥长石、中长石或An偏低的拉长石；在酸性、碱性岩中则以酸性斜长石为主。

各种斜长石由于它们的化学组成、结构特征、物理性质等方面均作规律的变化，故合并叙述之。

斜长石PlAgioclase一Na1-xCax[(Al1+xSi3-x)O8]

晶体参数：三斜晶系； 对称型。空间群(钠长石)，(钙长石)； a0 =0.814nm， b0 = 1. 279nm， c0=0.716nm， a=94°16'， β-116°35'，γ=87°40'； Z=4(钠长石)。a0 =0.818nm， b0=1. 288nm， c0=1.417m， a=93°10'， β=115°51'，γ=91°13'； Z=8(钙长石)。

成分与结构：见长石族 和斜长石亚族描述。

形态：晶体一般呈平行(010)延展的板状；钠长石中星叶片状者称叶钠长石最为普遍。此外，卡尔斯巴律双晶、肖钠长石律双晶，以及钠长石一卡尔斯巴律复合双晶均经常出现。集合体呈粒状。

物理性质：白色或灰白色，有的拉长石具变彩；玻璃光泽，{001}及{010}解理完全，其 二者的夹角为86°24' -85°50'；硬度6。密度2.61 ~2.76g/cm3，随含An分子增多而增大。鉴定特征以形态、 解理以及较浅颜色为特征。也可依据所属岩石类型，大致区分出酸性、中性和基性斜长石。精确鉴定需光性数据。

成因与产状：是主要造岩矿物， 随火成岩由基性向酸性演化，斜长石成分中的An分子含量趋向减小。一般伟晶岩中仅见有钠长石或奥长石。区域变质作用过程中所形成的斜长石，其An分子的含量将随变质作用的加深而增多。沉积岩中可以有钠长石作为自生矿物。碎屑岩中也可以有斜长石存在，但是远不及碱性长石普遍。

主要用途：为玻璃或陶瓷工业原料。具有晕彩的拉长石(也称月长石)可作为玉石材料。我国河北宣化产有月长石。

萤石

不同形态及颜色的萤石

晶体参数：等轴晶系；对称型m3m。空间群Fm3m； a0 =0.5462nm； Z=4。

成分与结构：Ca 51.33%， F 48.67%。其中Ca可部分被稀士元素所置换，其含量之比为 TR:Ca=1:6。当稀士元素主要为Y时，特称为钇萤石，化学式为(Ca，Y)F2-3即当Y3+置换Ca2+时，为补偿晶体中电荷的不平衡，需要额外补充一个F-。其晶体结构属萤石型。即钙离子星立方最紧密堆积，分布于立方晶胞的角顶和面中心。将晶胞划分成8个小立方体，氟离子则位于每一小立方体的中心。阴阳离子的配位数分别为4和8。在{111}面网间的距离虽非最大，但在这个方向上存在着互相毗邻的同号离子层，由于静电斥力作用，使萤石具有平行{111}的完全解理。

形态：呈立方体、 八面体或菱形十二面体晶形以及它们与四六面体、四角三八面体的聚形。在立方体面上有时出现镶嵌式花纹。常见两个立方体贯穿面成的双晶、双晶面(111)。实验研究表明，萤石在高温下形成八面体，低温下形成立方体。集合体呈粒状或块状。

物理性质：常呈紫色、 蓝色或绿色，而无色、黄色少见。玻璃光泽。硬度4；解理平行{111}完全。 密度3. 18g/cm3。 显荧光性。

鉴定特征：以晶形、 八面体完全解理和硬度为其特征。

成因与产状：萤石是常见， 并分布广泛的矿物。它主要形成于热液作用，常为热液脉中的主要矿物，或作为金属矿石(尤其是铅和银)中的脉石矿物出现。也见于白云岩、石灰岩、火成岩和伟晶岩中。它可与很多不同的矿物共生，如方解石、白云石、石膏、天青石、重晶石、石英、方铅矿、闪锌矿、锡石、黄玉、电气石、黑钨矿和磷灰石等。我国是世界上产出萤石最多的国家之一。主要产地浙江武义、义乌和金华地区汇聚了全国大部分的萤石资源。

主要用途：大部分用在化学工业上，主要是提取氟，制造氢氟酸(50% )，以及焊接钢制品。另外，用于制造玻璃、纤维、陶器和瓷釉。少量的萤石用作制造光学透镜和棱镜。现在的光学材料大多为人工合成。

石膏

石膏晶体，板状（左）及燕尾双晶（右）

晶体参数：单斜晶系； 对称型2/m。空间群A2/n； a0=0.567nm， b0=1.515m， c0= 0.628nm， β=113°50'； Z=4。

成分与结构：CaO 32.57%，SO3 46.50%，H2O 20. 93%。石膏随着温度的升高而发生脱水作用，并形成不同的相。当温度约65℃时，石膏失去1/2的水，形成亚稳定相Ca[SO4]·1/2H2O；当温度约100℃时，形成

含水的γCa[SO4]。Ca2+与[SO4]2-配位四面体联接成双层的结构层，Ca2+的配位数为8，除与属于相邻的4个[SO4]2-中的6个O2-相联结外，还与2个H2O分子中的O2相联结。H2O分子则分布于双层结构层之间。其结构层平行于{010}，因此，石膏常具{010}极完全解理和板状形态。

形态：晶体常呈{010}板状；双晶以(100)为双晶面的燕尾双晶常见。集合体呈块状、细粒状、纤维状、土状等。

物理性质：通常呈白色， 无色透明的晶体称透石膏( selenite)；玻璃光泽，解理面显珍珠光泽。纤维状集合体称纤维石膏(satin spar)，呈丝绢光泽。硬度2:；解理平行{001}极完全，平行{100}和{011}中等；薄片具挠性。密度2.30-2.37g/cm3。

鉴定特征：以其硬度低和具有{010}极完全解理为特征。与碳酸盐矿物的区别是遇HCl不起气泡。

成因与产状：石膏主要由沉积作用形成，   如海盆或湖盆中化学沉积的石膏常与石灰岩、泥灰岩等呈互层出现。热液成因的石膏通常见于某些低温热液硫化物矿床中。碗化物矿床氧化带中的硫酸水溶液与石灰岩作用可形成石膏。此外，硬石膏在压力降低并与地下水相遇时也可形成石膏。我国石膏储量居世界前列，全国绝大多数省区都有产出。其中以湖北应城最为著名。

主要用途：石膏的用途十分广泛。①它是世界上最古老的建筑材料之一，称为建筑石膏，主要用来制造石音板，用于建筑及装饰。美国芝加哥113层的西尔新大厦所用的主要轻型建筑材料就是石膏制品。②模型石膏比建筑石音凝固快，强度高，主要用于制作模型、雕塑、装饰、花饰等。工艺美术商店里出售的石膏“维纳斯”等，就是用石音铸出来的。③石膏作为水泥缓凝剂用于生产水泥，不但可起到缓凝作用，还可改善水泥的强度、收缩性和抗腐性性。④其他方面，如做豆腐要用石膏；牙科医生用石音做牙床模型:外科医生给骨折病人正位固定也用石膏；等等。

石英

石英族矿物包括SiO2的数个同质多像变体，它们是α-石英、β-石英、α-鳞石英、β1-鳞石英、β2-鳞石英、α-方石英、β-方石英、柯石英、斯石英，以及产于陨石坑中的两个 “后斯石英”相的高压变体，分别具α- PbO2结构和ZrO2结构。此外，蛋白石也归入本族中。

热膨胀性质是影响矿物的稳定性的极为重要的因素。当温度升高时，矿物中随着每个原子或离子振动的振幅的增加，原子间距增大，所以体积随温度增加而增大，即矿物产生膨胀。这  种使离子彼此分开的倾向和相互作用的引力之间存在着一种平衡。 一旦动能超过了引力，则矿物或形成另一种结构(变体)或熔化。α-石英的膨胀性如果达到一定程度就变成β-石英。

在SiO2的各种天然同质多像变体中，除斯石英(属金红石型)中硅离子为八面体配位外，在其余各变体中硅离子均为四面体配位，即每个硅离子均被四个氧离子包围而构成硅氧四面体。各硅氧四面体彼此均以角顶相连，构成三维的架状结构。由于不同的变体中硅氧四面体在排布方式和紧密程度上有所差异，从而反映在形态和某些物理性质上(如密 度、折射率等)有所不同。如鳞石英的结构由四面体组成的双六元环，相互连接呈层状排布，其紧密程度低于a-石英和β-石英。因此，鳞石英的密度的折射率都较α一石英和β-石英低。方石英呈单六元环，其排列的紧密程度略高于鳞石英。因此，   密度和折射率高于鳞石英。柯石英的结构，除斯石英外，较其他变体堆积紧密得多，因此相应地有较大的密度和较高的折射率。斯石英是最高压力下的同质多像变体，为金红石结构。硅占据八面体空隙，是所有变体中结构紧密程度最高的变体。密度和折射率也是最大的。

在石英(Quartz)、鳞石英(triymite)及方石英(cristobalite)自的高、低温变体之间，其同质多像转变均不涉及晶体结构中键的破裂和重建，转变过程迅速且是可逆的。但石英与鳞石英间及鳞石英与方石英间的转变，都涉及键的破裂和重建，其过程相当缓慢，并且当降温时，往往过冷却而并不发生转变，继续以准稳定状态存在，直至最后转变为本身的低温变体。

在所存的变体中，α-石英在自然界分布最广泛。

α-石英（左）和β石英（右）的晶体结构

鳞石英（A）、方石英（B）、柯石英（C）和斯石英（D）晶体结构

α-石英

晶体参数： 三方晶系:对称型32。空间群P312或P322；a0 =0.491mm， c0 = 0. 540m；Z=3。

成分与结构：Si 46.7%，O 53.3%。 在所有矿物中，石英的化学成分是相对较固定的。晶体结构中具有平行c轴的螺旋轴31(右旋)或32(左旋)，所形成的晶体分别称为右形晶体或左形晶体。但结构上的左右形与习惯上按晶体外形区分的左右形正好相反，亦即按惯例认为右形的晶体在结构上却是左旋的，左形的晶体则是右旋的。硅氧四面体绕螺旋轴呈螺旋状分布，其硅原子在(0001 )投影图上连接成复三方形。

形态：常见六方柱 和菱面体、的聚形。柱面上常具横纹。有时还出现三方双锥或和三方偏方面体或。单体由三方偏方面体(x面)的分布可区分出左形晶和右形晶，以分布在柱面左上角的x面为左形晶，分布在柱面右上角的x面则为右形晶。常见的双晶有道芬双晶和巴西双晶；偶见日本双晶，双晶面为，二单体的c轴成84°33′斜交。道芬双晶以c轴为双晶轴，由两个右形晶或两个左形晶组成的贯穿双晶；巴西双晶是以为双晶面，由一个左形晶和一个右形品组成的贯穿双晶。两个双晶的区别以x面的分布方位来确定。当柱面上 的x面绕c轴，每隔60°就出现一次的为道芬双晶。其双晶缝合线一般呈曲线； 若在柱面上有 两个x面成左右对称分布时，应为巴西双晶，其双晶缝合线-般为折线。 集合体呈粒状、致密块状或晶簇状。

物理性质：因含微量色素离子或细分散包裹体，或因存在色心而呈各种颜色，并使透明度降低；玻璃光泽，断口油脂光泽。硬度7；无解理；贝壳状断口。密度2.65g/cm3。具压电性。显晶质石英的亚种:

(1) 无色透明的石英，称水晶( rock crystal)。

(2) 烟黄至黑色的石英，称烟水晶( smoky quartz)。

(3) 紫色的石英，称紫水晶( amethys)。

以上呈色是由色心引起的颜色，当加热至230 – 260℃以上可褐色，受高能射线辐照后则又重新呈色。色心的产生与品体结构中微量的Al3+成Fe3+对Si4+的异价类质同像置换有关。

(4) 浅红色的石英称蔷薇石英( ruse quartz)。

(5) 乳白色的石英称乳石英( milky quartz)， 由细分散的气态或液态包裹体所致。若石英 中的包裹体由液体和气泡共同组成，并且其中液体约占气泡总体积的一半。 “一瓶不满，半瓶晃荡"，轻轻揭动，水珠分合，称水胆水晶( water drop quartz)。

(6) 含纤维状金红石、电气石等包裹体的水晶称发晶( rutilated quartz)。

隐晶质石英的品种：

(1)石髓(玉髓chalcedony)：隐晶质的石英称石髓(玉髓)。外形常呈肾状、钟乳状，葡萄状、皮壳状等。一般为淡黄、灰蓝、乳白色等。星红色的王储称红玉髓，草果绿的玉糖称绿玉随，绿色中夹红色斑点称血滴玉髓。蜡状光泽。微透明。硬度6.5。由于有孔隙存在，密度略小于石英，为2. 57 -2.64g/cm3

(2)玛瑙(Agate)：具有不同额色条带的或花纹相间分布的石髓称为玛瑙。按其花纹和颜色的不同，分为截子玛瑙、缠丝玛瑙、苔纹玛瑙等。

石英中含云母、赤铁矿等细小包裹体，星浅黄或福红色，称砂金石。含密集定向排列的包裹体面量猫眼效应者，称石英猫眼石。

鉴定特征：以共晶形 、无解理、贝壳状断口、硬度为特征。如由β-石英转变面成，可保留六方双锥的假象。

成因与产状：α- 石英是三大类岩石中的造岩矿物，也是大多数热液脉中的主要矿物成分，在伟晶岩晶洞和变质岩系中的石英脉内，α-石英是天然压电水晶的重要来源。有些石英的亚种形成于一定的条件或特定的产状。如烟水晶只能形成于较高温度下；紫水晶形成于相当低的温压条件下；蔷薇石英总是呈块状产于伟晶岩脉的核心部位；玛瑙和石髓为低温热液的胶体成因产物，主要产于喷出岩的孔洞中；而风化沉积成因的玛瑙和石髓见于风化壳碎屑沉积物中。

主要用途：α-石英的用途很广。石英砂是重要的工业矿物原料，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等工业。还用于制作石英谐振器、滤波器和透镜等。无裂院、无缺陷的水晶单晶用作压电材料；熔炼石英用于制造石英灯泡、耐酸耐高温等化学器材；蔷薇石英和玛瑙为雕刻工艺美术的材料。

硬石膏

硬石膏

晶体参数：正交晶系； 对称型mmm。空间群Ccmm； a0 =0.622nm， b0=0.696nm，c0=0. 697nm； Z=4。

成分与结构：CaO 41.19%， SO3 58.81%。 常含Sr。在(100)和 (010)面上Ca2+和[SO4]2-成层分布，而在(001)面上[SO4]2-分布呈不平整的层。Ca位于4个[SO4]2-之间，与8个O2-相邻，其配位数为8。每个O2-与1个S6+和两个Ca2+相邻，故配位数为3。

形态：晶体呈等轴状或厚板状。集合体常呈块状或粒状。双晶依(011)呈接触双晶或聚片双晶。

物理性质：纯净者透明，无色或白色，常因含杂质而呈暗灰色，有时微带红色或蓝色；玻璃光泽，解理面显珍珠光泽。硬度3~3.5； 解理平行{010}和{100|完全，平行{001}中等，三组解理面相互垂直，可裂成火柴盒状小块。密度2.9 ~3.0g/cm3

鉴定特征：以三组相互垂直的解理为特征。与方解石等碳酸盐矿物的区别是解理的方向不同，且遇HCI不起气泡。

成因与产状：主要产于蒸发作用所形成的盐湖沉积物中。当海水的温度为42℃以上时，直接形成硬石膏；若海水的盐度较高，则形成温度可低于42℃。但当温度和盐度都低时，则仅形成石膏。硬石青亦可由石青脱水而形成。此外，石灰岩或白云岩受热液交代而形成的硬石膏以及金属矿脉中的硬观石膏，均可能是受含硫酸溶液作用的产物。

主要用途：用于造型塑像、 医疗、造纸等方面，用量最大的是水泥工业。

正长石晶簇及单晶

晶体参数：单斜晶系； 对称型2/m。空间群C2/m； a0 =0.856nm， b0= 1.300nm， c0= 0.719nm， β=116°； Z=4。

成分与结构：成分中通常均含有一定的 Ab分子。有少量的Fe3+置换Al3+，还存在微量的 Mg、Fe2+、 Sr、Pb、Mn等。晶体结构见长石族描述。

形态晶体：呈短柱状或厚板状。卡尔斯巴律双晶最为常见，其次为 巴温诺律和曼尼巴律双晶。 集合体呈粒状。

物理性质： 常呈肉红色、淡黄色或灰白色；玻璃光泽。解理平行{001}完全，平行{010} 完全或中等，其二者的夹角为90°；硬度6。密度2.56 -2.57g/cm3.

鉴定特征：通常以肉红色， 具有完好的两组正交的解理加以识别。利用有无聚片双晶与斜长石可区别。精确鉴定需借助光性测定。

成因与产状：是中酸性和碱性火成岩中的主要造岩矿物之一。片麻岩等变质岩中也常以正长石为主要矿物。

主要用途：用作陶瓷材料。

不同形态的文石

晶体参数：正交晶系； 对称型mmm空间群Pmcn； a0 =0.495nm， b0=0.796nm， c0= 0.573nm； Z=4。

成分与结构：成分同方解石， 少量的Sr、Pb替代Ca。

形态：晶形呈柱状或尖锥状: 常见以(110)为双晶面的文石律接触双晶和贯穿三连晶，三连晶常呈假六方柱。 集合体常呈柱状、针状、纤维状或晶簇，也有呈钟乳状、豆状、鲕状。

物理性质：无色或白色； 玻璃光泽，断口油脂光泽。硬度3.5~4； 解理平行{010}不完 全；贝壳状断口。密度2.94g/cm3。 遇冷稀HCI剧烈起泡。

鉴定特征：文石遇冷稀 HCI剧烈起泡，与方解石相似。但以解理和密度不同而区别。

成因与产状：在自然界， 文石远比方解石少。文石稳定于较高的压力条件下。它的密度大约要比方解石大8%。在蓝闪石片岩(为高压条件下形成)中常见文石与硬玉、硬柱石和石英共生。文石主要是由外生作用形成。常见于许多动物的贝壳或骨骸之中(如头足类和双壳类动物的外壳)。珍珠的主要构成物就是文石。文石在海水中可直接形成。在金属矿床的氧化带中也有出现。内生成因的文石是热液作用最后阶段的低温产物，见于玄武岩、安山岩的气孔中或裂配中，温泉沉淀物中也有文石产出。

贝壳珍珠层中文石的择优取向生长

多晶体是许多单晶体的集合，即同种晶质矿物集合体。多晶体中的每个单晶为各向异性体，但如果组成多晶体的各单晶在空间上的排列是完全无规则的，仅为统计上的均匀分布，即在不同方向上取向几率相同，则这种多晶集合体在不同方向上，其力学、电学、光学、耐腐蚀、磁学甚至核物理等方面的性能在宏观上就会表现出相同的现象，具有各向同性的性质。但如果多晶体在其形成过程中，由于受到外界的力、热、电、磁，以及生物作用等各种不同条件的影响，或在形成后受到不同的加工工艺的影响，多晶集合体中的各晶粒不同程度地朝一个或几个特定方向排列和聚集，这种在某些方向上的取向几率增大的现象称为  择优取向( preferential tropism； preferential growth)。其性能在宏观上则显示各向异性的性质。

贝壳珍珠层中的文石晶体的生长具有择优取向。通过扫描电子显微镜(SEM)观察，证实了珍珠层由文石晶体与有机基质交替排列而成，呈现出规整有序的“砖墙”式结构。表现为文石沿着珍珠层面定向分布，其结晶学C轴垂直珍珠层层面(相当于(001)面网平行珍珠层面)。它的形成机理一直受到人们的关注，其中的模板说认为珍珠层成分由文石和少量的有机质(总量只占1-5wB/%)构成，薄层有机质充填于文石矿物之间，正是这微量的有机质控制了珍珠层的形成。导致珍珠层中所有的文石小板片的C轴垂直于珍珠层面。

珍珠层是由文石和微量有机质经生物自组装形成的一种优异的天然纳米无机-有机复合材料。它的抗破裂能力比无机成因的文石要高出3000倍以上，如此优异的力学性能与珍珠层的有机质和文石的择优取向有关。珍珠层在形变和断裂过程中，有机基体与相邻的文石层彼此粘合、降低了裂纹尖端的应力场强度因子，增大了裂纹的扩展阻力，从而提高了材料的韧性。

微斜长石晶簇

晶体参数：三斜晶系； 对称型。空间群； a0=0. 858nm，b0=1.297mm， c0=0. 722nm α=90°39'，β=115°56'， γ=87°47'； Z=4。

成分与结构：K2O 16.9%， Al2O3 18.4%， SiO2 64.7%。 可有Na置换K。根据晶体结构中 配位四面体中的AI、Si 占位情况，可分为有序度低、中等和高的微斜长石。

形态：晶体呈短柱状，但往往沿a轴方向延伸。双晶以由钠长石律和肖钠长石律组成的格子双晶最为普遍(图13-71)。集合体呈块状或粒状。

物理性质：常呈肉红色，有时呈浅黄或灰白色，呈绿色者称天河石( amazonite)。玻璃光泽。解理平行{001}和{010}完全，其二者的夹角为89°40'；硬度6。密度2. 56 -2.57g/cm3。

鉴定特征：同正长石。 与正长石的区别，以格子双晶判识。精确鉴定需借助光性测定。

成因与产状：其形成温度较正长石低， 故伟晶岩和长英岩中的钾长石以微斜长石为主。热液蚀变过程中的钾长石化，亦多为微斜长石。在变质岩中，浅变质带里以微斜长石居多。沉积岩里自生作用过程中可以形成微斜长石。

主要用途：用作陶瓷原料。 色泽美丽的天河石用作玉石材料。

硫化物(sulfides)及其类似化合物大类是指由金属元素、半金属元素与S.Se.Te、As等相结合形成的化合物。自然界中已发现的该大类矿物种类超.过370种。其中以硫化物矿物种类最多。占该大类总量的2/3以上，而其中又以Fe的硫化物占了绝大部分。其类似化合物为硒化物、碲化物、砷化物及个别锑化物、铋化物。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。

化学成分

组成本大类矿物的阳离子主要为元素周期表右方的铜型离子(Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ag+、Hg2+)及靠近铜型离子一边的过渡型离子(Fe2+、Co2+、Ni2+)，阴离子主要是S2-及少量的Se2-、Te2-、As3-、Sb3-、Bi3-等。

阴离子硫可以有不同的价态，大部分呈简单阴离子S2-(如在闪锌矿ZnS中)，也可以哑铃型对硫结合呈复硫离子[S2]2-(如在黄铁矿FeS2中)。硒、碲、砷也有类似的不同价态，如红砷镍矿(NiAs)中的As2-、斜方碲铁矿(FeTe2)中的[Te2]2-，此外硫还可与半金属元素砷、锑、铋组成一系列复杂的络阴离子，如[AsS3]3-、[SbS3]3-等。

本大类矿物中类质同像很普遍且多样。既有完全的又有不完全类质同像，既有等价类质同像也可出现异价类质同像。图1归纳了硫化物中阳离子的主要类质同像情况，其中，对角线方向为异价类质同像。值得指出的是，在硫化物中一些稀有分散元素虽然很少与S形成独立矿物，但往往可呈类质同像混入物存在。例如，Re常在辉钼矿中作为类质同像混入物代替Mo，但它却很少呈独立矿物。故在一些硫化物中，含稀有元素的类质同像混入物可作为稀有金属矿床综合利用，因而具有重要的经济意义。

硫化物中阳离子的主要类质同像关系（潘兆橹等，1993）

晶体化学特征

大多数硫化物的晶体结构常可看做S作最紧密堆积，阳离子充填于四面体或八面体空隙中，因此阳离子配位多面体很多是八面体、四面体或由此畸变的多面体。从质点堆积特点来看，硫化物应属于离子化合物，但其晶体却常出现一系列不同于典型离子晶体的特点。这是因为在硫化物及其类似化合物中出现复杂的化学键造成的，晶体中不仅表现共价键性，同时还显示一-定的离子键性，甚至还有金属键性。这种化学键的复杂性源于硫化物的阳离子主要为铜型和靠近铜型离子的过渡型离子，它们位于元素周期表的右方，极化力强，电负性中等。而S的阴离子又易被极化，电负性(相对氧)较小。因而阴、阳离子电负性差较小，致使硫化物的化学键出现上述复杂的过渡性质。本大类矿物同质多像普遍，其同质多像变体主要取决于形成时的温度和成矿溶液的酸碱度等因素。通常温度升高时，形成对称程度较高的变体。例如CuFeS2，当温度高于550℃时，结晶成等轴晶系的黄铜矿，低于该温度，则结晶为四方晶系的黄铜矿。本大类矿物亦常见多型现象，明显的例子有纤维锌矿具154种多型变体，辉钼矿具有2H3R或混合型(2H+3R)多型变体。

形态

本大类矿物的形态变化表现出一定的特征性。相对而言，成分简单的硫化物常可出现对称程度高的形态，如许多矿物具有等轴晶系或六方晶系的形态。而组分复杂的硫盐则对称程度较低，主要为斜方晶系和单斜晶系。大多数硫化物晶形较好，特别是复硫化物黄铁矿、毒砂等完好晶形很常见；硫盐则主要以粒状或块状集合体出现。

物理性质

本大类矿物的物性主要取决于其上述的晶体化学特征。绝大多数矿物呈金属色、金属光泽，条痕色深而不透明，仅少数硫化物如雄黄、雌黄、辰砂、闪锌矿等具金刚光泽、半透明。部分矿物具完好的解理。本大类矿物的硬度变化较大。其中简单硫化物和硫盐矿物硬度低，其硬度介于2~4之间，尤其具层状结构者，如辉钼矿、铜蓝、雌黄等，其硬度甚至降低到1~2之间。而具对阴离子[S2]2-、[Te2]2-、[AsS]2-等的复硫化物及其类似化合物的硬度增高至5~6.5。这一大类矿物的熔点低，相对密度较大，一般在4以上，这是由于它们的阳离子多具有较大的相对原子质量。

成因及产状

本大类绝大部分矿物主要是热液作用的产物。但形成的温度范围很大，有的形成于高温高压环境中，如基性、超基性岩中的铜镍硫化物。本大类矿物在地表氧化环境中很不稳定，易被氧化。如几乎所有的硫化物矿物在地表均被氧化、分解，最初形成易溶于水的硫酸盐，然后形成氧化物(如赤铁矿)、氢氧化物(如针铁矿)、碳酸盐(如孔雀石)和其他含氧盐矿物，组成了硫化物矿床氧化带的矿物成分。当硫酸盐溶液(主要是硫酸铜，偶尔为硫酸银溶液)下渗至氧化带的深部(地下水面附近)时，在氧不足的还原条件下，硫酸铜、硫酸银溶液就与原生硫化物相作用形成次生的铜或银的硫化物(次生辉铜矿、螺硫银矿、铜蓝)，从而形成硫化物矿床的次生富集带。

分类

按阴离子或络阴离子的类型不同相应地分为以下3类：

(1)简单硫化物：由阴离子S2-与阳离子(主要为Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ag+、Hg2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+)结合而成，如方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS)、辰砂(HgS)、磁黄铁矿(Fe1-xS)、黄铜矿(CuFeS2)、辉钼矿(MoS2)。

(2)复硫化物：阴离子为哑铃型对硫[S2]2-、对砷[As2]2-及[AsS]2-、[SbS]2-等与阳离子(主要为Fe2+、Co2+、Ni2+等过渡型离子)结合而成，如黄铁矿(FeS2)，毒砂(FeAsS)。

(3)硫盐：所谓硫盐是指硫与半金属元素As.Sb、Bi结合组成络阴离子团[AsS3]3-、[SbS3]3-等形式，然后再与阳离子(主要是Cu2+、Ag+、Pb2+这3种铜型离子)结合而成较复杂的化合物。主要矿物有：硫砷银矿(淡红银矿)(Ag3AsS3)、硫锑银矿(浓红银矿)(Ag3SbS3)、脆硫锑铅矿(Pb4FeSb6S14)、黝铜矿-砷黝铜矿(Cu12Sb4S13-Cu12As4S13)等。

主要矿物描述

方铅矿 （galena）PbS

[化学组成]成分中常含Ag、Cu、Zn、Ti、As、Bi、Sb、Se等元素，其中以Ag最为重要；Se以类质同像置换S；存在着PbS-PbSe完全类质同像系列。

[晶体结构]等轴晶系；Oh5-Fm3m；a0=0.593nm；Z=4。

晶体结构为NaCl型：面心立方格子(图1)，S2-立方最紧密堆积，而Pb2+充填于所有八面体空隙中，阴、阳离子的配位数均为6。化学键为离子键一金属键过渡型。

方铅矿晶体结构

[形态]最常呈立方体{100}，还可出现八面体{111}、菱形十二面体{110}，并有时以八面体与立方体聚形出现。也常见呈粒状、致密块状的集合体。

[物理性质]铅灰色；条痕灰黑色；金属光泽。解理平行{100}完全；含Bi的亚种，则可见平行{111}裂开。硬度2~3。相对密度7.4~7.6。具弱导电性，晶体具有良好的检波性。

[成因及产状] 主要形成于中温热液矿床中，常与闪锌矿一起形成铅锌硫化物矿床。方铅矿也可形成于接触交代矿床中。

我国方铅矿产地很多，以云南金顶、湖南水口山、广东凡口等地最著名。方铅矿在氧化带中不稳定，易转变为铅钒、白铅矿等一系列的次生矿物。

[鉴定特征]铅灰色，强金属光泽，立方体完全解理，相对密度大，硬度小。

[主要用途]为铅的主要矿石矿物；而含Ag的方铅矿又是提炼银的重要矿物原料。晶体还可用作检波器。

闪锌矿 （sphalerite）ZnS

[化学组成]通常含有Fe、Mn、In、Ti、Ag、Ga、Ge等类质同像混入物。其中Fe2+替代Zn2+十分普遍，替代量最高可达26.2%。其富含铁的亚种(Fe2+含量大于8%)，称铁闪锌矿(marmatite)。一般地，较高温度条件下形成的闪锌矿，其成分中Fe 和Mn的含量增高，颜色趋深。

[晶体结构]等轴晶系；；a0=0.540nm(纯闪锌矿)，Z=4。

具闪锌矿型结构：S2-呈立方最紧密堆.积，Zn2+充填于半数的四面体空隙中。如果从晶胞内离子分布特点描述，则Zn2+分布于单位晶胞的角顶及面心，如将晶胞分为8个小的立方体，则S2-分布于相间的4个小立方体的中心。或者，S2-分布于晶胞角顶及面心，Zn2+分布于小立方体中心，即闪锌矿结构中阴阳离子交换位置，结构是等效的。在小立方体中心的离子是四面体配位。面网{110}为Zn2+和S2-的电性中和面，因此，闪锌矿具有平行{110}的6组完全节理。

[形态]通常呈粒状集合体，有时呈肾状、葡萄状，反映出胶体成因的特征。单晶体常呈四面体，正形和负形的晶面上常见聚形纹。有时呈菱形十二面体(通常为低温下形成)。偶见以{111}为接合面形成双晶，双晶轴平行{111}，有时成聚片双晶。闪锌矿的形态具有标型意义：一般地，高温条件下形成的闪锌矿主要是呈正负四面体，并见立方体，中低温下则以菱形十二面体为主。

闪锌矿晶体（具正负四面体的聚形纹）（（潘兆橹等，1993））

[物理性质] Fe的含量直接影响闪锌矿的颜色、条痕、光泽和透明度。当含Fe量增多时，颜色为浅黄、棕褐直至黑色(铁闪锌矿)；条痕由白色至褐色；光泽由树脂光泽至半金属光泽；透明至半透明。解理平行{110}完全。硬度3.5-4。相对密度3.9~4.1，随含Fe量的增加而降低。不导电。

[成因及产状]闪锌矿是分布最广的锌矿物。常见于各种高、中温热液矿床中，也常出现于接触交代矿床中。在高温热液矿床中，闪锌矿成分中常富含Fe、In、Se和Sn，与毒砂、磁黄铁矿、黄铜矿等矿物共生；在中低温热液矿床中则含Cd、Ga、Ge和Ti，往往与方铅矿共生，有时还出现各种硫盐矿物，如硫锑铅矿。

此外，闪锌矿还有表生沉积成因的。闪锌矿在氧化带中形成菱锌矿Zn[CO3]、异极矿Zn4[Si2O7](OH)2等次生矿物。

                                                       菱锌矿                 异极矿

[鉴定特征]以其具多组完全解理 .粒状晶形、硬度小、金刚光泽以及常与方铅矿密切共生为特征。

[主要用途] 最重要的锌矿石矿物原料。其成分中所含Cd、In、Ge、Ca、Ti等一系列稀有元素可综合利用。良好的闪锌矿的单晶可用作紫外半导体激光材料。

黄铜矿 （chalcopyrite） CuFeS2

[化学组成] 其成分中可有Mn、As、Sb、Ag、Au、Zn、In、Bi、Se、Te等元素混入，个别情况下Mn达3% ，As达1.5% ，Sb达1%。当形成温度高于200℃时，其成分与理想化学式比较，S不足，即NCu+Fe：Ns>1。形成温度越高，缺S越多形成温度低于200℃时，其成分与理想化学式一致，即NCu+Fe：NS=1。

[晶体结构]四方晶系；a0=0.524 nm，c0=1.032nm；Z=4。晶体结构为闪锌矿型结构的衍生结构(图19-5)，即其单位晶胞类似于将两个闪锌矿晶胞叠置而成。每一金属离子(Cu2+和Fe2+)的位置均相当于闪锌矿中Zn2+的位置，但由于Zn2+位置被Cu2+和Fe2+两种离子代替并有序分布，使其对称由原闪锌矿结构的等轴晶系下降为四方晶系。高温无序黄铜矿仍保留闪锌矿结构的等轴晶系。

[形态]通常为致密块状或分散粒状集合体。偶尔出现隐晶质肾状形态。晶体常见单形有四方四面体、四方双锥，但单晶较少见。

[物理性质]颜色为铜黄色，但往往带有暗黄或斑状锖色；条痕绿黑色；金属光泽；不透明。解理不发育。硬度3~4。相对密度4.1 ~4.3。性脆。能导电。

[成因及产状]

黄铜矿成因类型较多。

(1)在与基性岩有关的铜镍硫化物岩浆矿床中，与磁黄铁矿、镍黄铁矿共生。

(2)在接触交代矿床中，黄铜矿充填于石榴子石或透辉石等夕卡岩矿物间。

(3)在中温热液矿床中，黄铜矿往往与黄铁矿、方铅矿、辉钼矿及方解石、石英共生。在地表氧化环境中，黄铜矿易于氧化、分解，可形成孔雀石、蓝铜矿。

在含铜硫化物矿床的次生富集带中，黄铜矿被次生斑铜矿、辉铜矿和铜蓝所交代。

[鉴定特征]黄铜矿与黄铁矿相似，但可以其更黄的颜色和较低的硬度加以区别。与自然金的区别在于绿黑色的条痕，性脆及溶于硝酸。.

[主要用途] 炼铜的主要矿石矿物。

磁黄铁矿 （pyrrhotite）Fe1-xS

[化学组成]FeS元素组成的理论值为Fe63.53%，S36.47%。但自然界产出的磁黄铁矿往往含有更多的S，可达39%~40%。成分中常见Ni、Co类质同像置换Fe，此外，还有Cu、Pb、Ag等。磁黄铁矿中部分Fe2+被Fe3+代替，为保持电价平衡，结构中Fe2+出现部分空位，此现象称“缺席构造”。故其成分为非化学计量，通常以Fe1-xS表示(其中x=0~0.223)。

[晶体结构]红砷镍矿晶体结构描述。

[形态]通常呈致密块状、粒状集合体或呈浸染状。单晶体常呈平行{0001}的板状，少数为柱状或桶状。成双晶或三连晶。

[物理性质] 暗古铜黄色，表面常具褐色的销色；条痕灰黑色；金属光泽；不透明。解理不发育；{0001}裂开发育。硬度4。相对密度4.6-4.7。性脆。具导电性和弱~强磁性。

[成因及产状]磁黄铁矿的主要产状有：

(1)产于基性岩体内的铜镍硫化物岩浆矿床中，与镍黄铁矿、黄铜矿紧密共生。

(2)产于接触交代矿床中，与黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿、铁闪锌矿、毒砂等矿物共生，主要形成于夕卡岩过程的后期阶段。

(3)产于一系列热液矿床中，如锡石硫化物矿床，与锡石、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等共生。

在氧化带，它极易分解而最后转变为褐铁矿。

[鉴定特征]暗古铜黄色，硬度小，具弱~强磁性。

[主要用途]为制作硫酸的矿石矿物原料，但经济价值远不如黄铁矿。含Ni较高时可作为镍矿石综合利用。

红砷镍矿（nickeline） NiAs

[化学组成]可有Fe、Co、S等呈类质同像混入。此外，还有Sb、Bi、Cu，其赋存状态未明。

[晶体结构] 六方晶系；；a0=0.361nm，c0=0.502nm；Z=2。

红砷镍矿为一典型结构：As按六方最紧密堆积，Ni充填所有八面体空隙。[NiAs6]八面体共面平行c轴方向连成直线型链，在水平方向上[NiAs6]八面体共棱。Ni除被6个As所包围外(配位数为6)，往往与上下2个Ni距离较近，成为它最近的相邻者，这使红砷镍矿中的键性明显地向金属键过渡。

红砷镍矿的晶体结构（潘兆橹等，1993）

[形态]通常呈致密块状、粒状集合体，有时呈肾状等胶体形态。单晶呈六方柱状或板状，但极少见。

[物理性质]

新鲜面淡铜红色，风化面具灰或黑色的锖色；条痕褐黑，金属光泽。解理平行{1010}不完全；断口不平坦。硬度5。相对密度7.6-7.8。性脆。具强导电性。

[成因及产状]常见于热液矿床中，有时见于基性、超基性岩有关的铜镍硫化物岩浆矿床后期热液过程。

[鉴定特征]浅铜红色和金属光泽。易熔，在木炭上以氧化焰烧之形成As2O3白色被膜，并有生蒜臭味。

[主要用途]镍的矿石矿物原料。

铜蓝 （covellite） CuS（）

[化学组成] 仅有少量的Fe、Ag、Se和Pb等混人物，它是成分简单、结构复杂的矿物。阴阳离子均有两种不同价态，阴离子除S2-外，还有复硫[S2]2-，因此，它是单硫化物与复硫化物之间的过渡类型。

[晶体结构]六方晶系；a0=0.380 nm，c0=1.636nm；Z=2。晶体结构具复杂层状：Cu2+位于由3个S2-所组成的等边三角形之中，各个三角形的角顶彼此相连成层，由S2-所占据的三角形的角顶却又是上下相对应的四面体的一个共用角顶，而四面体的其余角顶则由[S2]2-占据。Cu+位于四面体的中心。这样由[CuS3]三角形所连接的层及位于其上下的[CuS4]四面体就构成铜蓝复杂层状的结构。在此结构中，同时存在S2-和[S2]2-两种离子及Cu+和Cu2+两种离子。因此，铜蓝是介于简单硫化物与复硫化物之间的结构。

[形态]单晶极为少见，通常以粉末状、被膜状或煤灰状集合体附于其他硫化物之上。

[物理性质]靛青蓝色；条痕灰黑；金属光泽；不透明，极薄的薄片透绿光。解理平行{0001}完全。硬度1.5~2。相对密度4.67。性脆。

[成因及产状]主要形成于外生作用，为含铜硫化物矿床次生富集带中最为常见的一种矿物。

[鉴定特征] 靛青蓝色，低硬度。块体呵气后变紫色。

[主要用途]为铜的矿石矿物，常与其他铜矿物一起作为铜矿石利用。

辰砂 （cinnabar） HgS

[化学组成]成分固定，有时含少量的Se、Te、Sb、Cu混入物等。

[晶体结构]三方晶系；；a0=0.414 nm，c0=0.949nm；Z=3。晶体结构为变形的NaCl型，即将NaCl型结构沿L'变形后得到辰砂结构。

[形态] 单晶常呈菱面体{101}，或平行{0001|厚板状，或平行c轴方向延伸的六方柱状。双晶常见，常成以c轴为双晶轴的贯穿双晶。集合体多呈粒状，有时为致密块状以及被膜状。

[物理性质] 鲜红色，有时表面呈铅灰的销色；条痕红色；金刚光泽；半透明。解理平行{100}完全。硬度2~2.5。相对密度8.05~8.2。成分纯净者，导电性极差，如含0.1%的Se或Te时，其导电性就显著增加。

[成因及产状]为低温热液矿床标型矿物。 常与辉锑矿、雄黄、雌黄、黄铁矿、隐晶质石英、方解石等矿物共生。

我国是辰砂的主要生产国之一。湖南晃县、江西婺源和贵州铜仁等地是辰砂的著名产地。

[鉴定特征] 鲜红的颜色和条痕，相对密度大，硬度低。黑辰砂与辰砂的不同是：灰黑色，条痕黑色，金属光泽，无解理，相对密度7.7，导电性良好。

[主要用途]提炼汞最重要的矿石矿物。辰砂的单晶可作激光调制晶体，为目前激光技术的关键材料。此外，大而完好的晶体还具有极高的观赏及收藏价值。

辉锑矿 （stibnite 或 antimonite） Sb2S3

[化学组成]成分较固定，含少量As、Pb、Ag、Cu和Fe，其中绝大部分元素为机械混入物。

[晶体结构]斜方晶系；；a0= 1.120nm，b0=1.128nm，c0=0.383 nm；Z=4。

晶体具链状结构，链是由S和Sb紧密连接而成，这些链平行于c轴。链内S与Sb的距离为0.32nm左右，为较强的离子-金属键联系。而链间以较弱的分子键联系，因而沿着这-方向{010}表现出解理性，同时晶体的形态亦是沿结构中链体的方向延伸而呈平行e轴的柱状。

[形态]单晶呈柱状或针状，柱面具有明显的纵纹。较大的晶体往往显现弯曲。集合体常呈放射状或致密粒状。

[物理性质]铅灰色或钢灰色，表面常有蓝色的锖色；条痕黑色，研磨后呈褐色；晶面常带暗蓝锖色；金属光泽；

透明。解理平行{010}完全。解理面上； 常有横的聚片双晶纹。硬度2。相对密度4.6。性脆。

[成因及产状]主要产于低温热液矿床中，与辰砂、石英、萤石、重晶石、方解石等共生。

我国湖南新化锡矿山是世界最著名、最大的辉锑矿产地。

[鉴定特征]铅灰色，柱状晶形，柱面上有纵纹(聚形纹)，解理面上有横纹.(聚片双晶纹)。对于细粒的块体，滴KOH于其上，立刻呈现黄色，随后变为橘红色，以此区别于与其类似的辉铋矿。

[主要用途]为锑的重要矿石矿物，晶体大或呈美观的晶簇状，具很高的观赏和收藏价值。

辉铋矿 （bismuthinite）Bi2S3

[化学组成]类质同像混入物主要有Pb、Cu、Sb和Se。

[晶体结构]斜方晶系；；a0=1.113nm，b0=1.127nm，c0=0.397nm；Z=4。辉铋矿与辉锑矿等结构。

[形态]晶形常呈长柱状至针状，晶面大多具纵纹，集合体以致密粒状较常见。

[物理性质]微帶铅灰的锡白色；表面常现黄色或斑状锖色；条痕铅灰色；金属光泽；不透明。解理平行{010}完全。硬度2~2.5。相对密度为6.8。

[成因及产状]主要见于钨锡高温热液矿床和接触交代矿床中。

[鉴定特征]与辉锑矿相似，惟颜色较辉锑矿浅，光泽较强，相对密度较大，解理面上无横纹，与KOH溶液不起反应。

[主要用途]为铋的重要矿石矿物。

雌黄 （orpiment）As2S3

[化学组成]Sb呈类质同像混入含量可达3%。此外，存在微量的Hg、Ge、Se.V等。

[晶体结构]单斜晶系；；a0=1.149nm，b0=0.959nm，c0=0.425nm，β=90°27'；Z=4。雌黄具有层状结构：As、S连接成层，层中每一个As被3个S所包围，而每个S与两个As相连接(图19-10)。层平行于(010)，各层间以微弱分子键相维系；因而平行{010}产生完全解理。

[形态]常见板状或短柱状。集合体呈片状、梳状、土状等。

[物理性质]柠檬黄色；条痕鲜黄色；油脂光泽至金刚光泽，解理面为珍珠光泽。解理平行{010}极完全，薄片具挠性。硬度1.5-2。相对密度3.5。

[成因及产状]见于低温热液矿床中，为标型矿物。常与雄黄共生。我国湖南.云南、贵州、四川、甘肃等省均有产出，尤以湖南和云南著名。

[鉴定特征]柠檬黄色，硬度低，一组极完全解理。与自然硫相似，但自然硫不具极完全解理。

[主要用途]为砷及制造各种砷化物的主要矿石矿物，还可用于中药。

雄黄 （realgar）As4S4

[化学组成]成分固定，含杂质较少。

[晶体结构]单斜晶系；；a0=0.929nm，b0=1.353nm，c0=0.657 nm，β=106°33'；Z=4。具分子型结构：由As4S4分子所构成，分子中的4个S与4个As之间以共价键相维系，而分子与分子间则以分子键相连接。对于As4S4分子，其中S形成正方形，As形成四面体，而正方形和四面体的中心相吻合。每个S与两个As相邻，而每个As则与2个S及另一As相邻。

[形态]通常以致密块状或土状块体或皮壳状集合体产出。单晶体通常细小，呈柱状、短柱状或针状，柱面上有细的纵纹。

[物理性质]橘红色，条痕淡橘红色；晶面上具金刚光泽，断面上出现树脂光泽，透明至半透明。解理平行{010}完全。硬度1.5-2。相对密度3.6。性脆。长期受光作用，可转变为淡橘红色粉末。

[成因及产状]形成条件与雌黄相似，并常与雌黄共生。

[鉴定特征]橘红色，条痕淡橘红色，硬度与辰砂相似，但辰砂条痕色鲜红，相对密度大。

[主要用途]为砷及制造各种砷化物的主要矿石矿物。

辉钼矿 （molybdenite）MoS2

[化学组成]自然界的辉钼矿成分几乎都接近理论值。Re为其重要的类质同像混人物，含量可高达2%。S被Se，Te替代可达25%。辉钼矿在自然界有2H和3R两种多型，彼此的物理性质极为相似。据统计，稀有元素Re主要赋存在3R型或3R+2H混合型的辉钼矿中。

[晶体结构]六方晶系(2H)；；a0=0.315nm，c0=1.230nm；Z=2。

辉钼矿的晶体具层状结构。结构中，Mo4+组成的面网夹在上下由S2-组成的面网之间，共同构成一个三方柱配位结构层，[MoS6]构成三方柱形配位多面体，而此结构层由S2-组成空八面体层相连。层内离子连接紧密，层与层之间的引力却很微弱，因而平行{0001}发育极完全解理，且晶体呈片状、板状。

[形态]单晶呈六方板状、片状，通常以片状鳞片状集合体产出。

[物理性质]铅灰色；条痕为亮铅灰色，在上釉瓷板上为微绿的灰黑色；金属光泽，不透明。解理平行{0001}极完全，解理薄片具挠性。硬度1。相对密度5.0。有滑腻感。

[成因及产状]主要产于高、中温热液矿床中。

我国钼矿储量居世界首位，最著名的产地有辽宁、河南、山西、陕西等。

[鉴定特征]铅灰色，金属光泽，硬度低，一组极完全解理。以其相对密度大，光泽较强，颜色及条痕较淡，且在涂釉瓷板上有特征的黄绿色条痕可与相似的石墨相区别。

[主要用途]为钥最重要的矿石矿物，亦为提取Re的主要矿石，当含Pt族元素(Os、Pd、Rn、Pl)较多时，可综合利用。

斑铜矿 （bornite）Cu5FeS4

[化学组成]由于斑铜矿中常含有黄铜矿、辉铜矿的显微包裹体，其成分变化很大。

[晶体结构]等轴晶系，，a0=0.550nm，Z=1；四方晶系，，a0=1.094nm，c0=2.188nm，Z=16；其晶体结构相当复杂。

[形态]单晶极为少见，通常呈致密块状或粒状不规则集合体。

[物理性质]新鲜断面呈暗铜红色，风化表面常呈暗蓝紫斑状锖色，因此得名；条痕灰黑色；金属光泽；不透明。无解理。硬度3。相对密度4.9~5。性脆。具导电性。

[成因及产状]斑铜矿可形成于Cu-Ni硫化物矿床、矽卡岩矿床及铜硫化物矿床的次生硫化物富集带中。

斑铜矿在地表氧化环境中易分解而形成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、褐铁矿等矿物。

[鉴定特征]特有的暗铜红色和不新鲜表面的蓝紫斑杂的锖色；低硬度。

[主要用途]为铜的主要矿石矿物。

辉铜矿 （chalcocite）Cu2S

Cu2S有3个同质多像变体。在103℃以下稳定的为斜方晶系变体;在此温度之上至420℃范围内稳定的为六方晶系变体；在420℃以上稳定的为等轴晶系变体。

高温等轴晶系辉铜矿具反萤石型结构；高温六方晶系辉铜矿的结构表现为S呈六方最紧密堆积。低温斜方晶系辉铜矿的结构相当复杂,这里仅描述分布最广的Cu2S低温变体。

[化学组成]常含Ag，有时含Fe、Co、Ni、As、Au等，其中有些是机械混入物。

[晶体结构]斜方晶系；；a0=1.192nm，b0=2.733nm，c0=1.344nm；Z=96。

[形态]单晶极少见。晶形呈假六方形的短柱状或厚板状。通常呈致密块状、粉末状(烟灰状)集合体。

[物理性质]新鲜面铅灰色，风化表面黑色；条痕暗灰色；金属光泽。不透明。无解理。硬度2~3。相对密度5.5-5.8。略具延展性。电的良导体。

[成因及产状]有内生和外生两种成因。内生者见于富Cu贫s的晚期热液铜矿床中，常与斑铜矿共生。外生辉铜矿见于某些含铜硫化物矿床氧化带的下部，为氧化带渗滤下去的硫酸铜溶液与原生硫化物(黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿等)进行交代作用的产物。辉铜矿在地表环境下很不稳定，易于分解而转变为铜的氧化物和铜的碳酸盐。在不完全的氧化下，可转变为自然铜。

[鉴定特征]暗铅灰色，低硬度，弱延展性，小刀刻之出现光亮沟痕。常与其他铜矿物共生或伴生。

[主要用途]为含铜最富的硫化物，是铜的重要矿石矿物。

黄铁矿 （pyrite）Fe[S2]

[化学组成]成分中常见Co、Ni等元素呈类质同像置换Fe，并常见Au、Ag呈机械混入物。

[晶体结构]等轴晶系；a0=0.542nm；Z=4。黄铁矿是NaCl型结构的衍生结构，晶体结构与方铅矿相似,即哑铃状对硫离子[S2]2-代替了方铅矿结构中简单硫离子的位置，Fe2+代替了Pb2+的位置。但由于哑铃状对硫离子的伸长方向在结构中交错配置，使各方向键力相近，因而黄铁矿解理极不完全，而且硬度显著增大。

[形态]常见完好晶形,呈立方体{100}、五角十二面体{210}或八面体{111}。在立方体晶面上常能见到3组相互垂直的晶面条纹，这种条纹的方向在两相邻晶面上相互垂直，和所属对称型相符合。此外，还可形成穿插双晶，称铁十字。集合体常呈致密块状、分散粒状及结核状等。

黄铁矿的晶体形态具有标型性，在热液体系中，随着温度由低变高，黄铁矿的晶形从立方体→立方体与五角十二面体聚形→八面体与五角十二面体聚形→八面体。黄铁矿晶形在金矿床的水平及垂直分布上具有一定规律性，据此可以估计矿体剥蚀程度及评价矿床深部远景。

[物理性质]浅铜黄色，表面带有黄褐的锖色；条痕绿黑色；强金属光泽，不透明。无解理；断口参差状。硬度6~6.5。相对密度4.9-5.2。性脆。

[成因及产状]黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物，形成于多种不同地质条件下。

(1)产于铜镍硫化物岩浆矿床中，以富含Ni为特征。

(2)产于接触交代矿床中，常含有Co。

(3)产于多金属热液矿床中，黄铁矿成分中Cu、Zn、Pb、Ag等含量有所增高。

(4)与火山作用有关的矿床中，黄铁矿成分中As、Se含量有所增多。

(5)外生成因的黄铁矿见于沉积岩、沉积矿床和煤层中，往往呈结核状和团块状。

在地表氧化条件下，黄铁矿易于分解而形成各种铁的硫酸盐和氢氧化物。铁的硫酸盐中以黄钾铁矾最为常见；铁的氢氧化物中以针铁矿最为常见，它是构成褐铁矿的主要矿物成分。褐铁矿有时呈黄铁矿假象。

[鉴定特征]据其晶形、晶面条纹、颜色、硬度等特征，可与相似的黄铜矿、磁黄铁矿相区别。

[主要用途]为制造硫酸的主要矿物原料，也可用于提炼硫磺。当含Au、Ag或Co、Ni较高时可综合利用。

毒砂 （arsenopyrite） Fe[AsS]

[化学组成]通常其成分大致变化范围为FeAs0.9S1.1至FeAs1.1S0.9利用As和s的含量比可估计其形成的条件：高温形成的毒砂富As；低温者富S。但同时还受压力的影响，压力增加含S量也增加。

在毒砂成分中常有Co类质同像置换Fe，此外可含微量Bi、Sb、Zn、Se等，其中大部分系机槭混入物。

[晶体结构]单斜晶系；；a0=0.953nm，b0=0.566nm，c0=0.643nm，β=90°，Z=8。其晶体结构为白铁矿型结构的衍生结构,将白铁矿结构中的[S2]2-换成[AsS]3-即变成毒砂型结构。注意,毒砂结构为β=90°的单斜结构。

[形态]单晶常呈柱状，发育{120}或{110}斜方柱，且柱面上有晶面条纹。另还发育{101}假斜方柱。有时依(101)形成接触双晶；依(012)形成穿插双晶或三连晶。以(101)和(201)为双晶面形成的穿插双晶；或以(312)为结合面，以[021]为双晶轴形成的穿插双晶。集合体往往为粒状或致密块状。

[物理性质]锡白色至钢灰色；表面常带浅黄的锖色；条痕灰黑；金属光泽，不透明。解理不完全。硬度5.5~6。相对密度5.9~6.29。以锤击之发砷之蒜臭，灼烧后具磁性。性脆。

[成因及产状]毒砂形成的温度范围很大，广泛出现于金属矿床中，但以高温和中温热液矿床中更为常见。

毒砂在氧化环境中易分解而形成浅黄色或浅绿色的臭蒜石Fe[AsO4].2H2O。

[鉴定特征]锡白色，硬度高，锤击发蒜臭。与白铁矿相似，但毒砂条痕加HNO3研磨分解后，再加入钼酸铵，可产生鲜黄绿色砷钼酸铵沉淀。

[主要用途]为制造砷及砷化物的矿石矿物。成分中含Co较高时可综合利用。

天青石晶体

晶体参数：正交晶系； 对称型mmm。空间群Pnma； a0 =0. 8359nm， b0 =0. 5352nm，c0= 0.6866nm； Z=4。

成分与结构：SrO 56. 42%，SO3 43. 58%。常含CaO和BaO。如BaO达20% ~26%，称钡天青石。其结构与重晶石结构等型。

形态：常呈厚板状或短柱状。 集合体呈粒状、块状、结核状。

物理性质：灰白色并带浅蓝色调， 有时无色透明；玻璃光泽，解理面显珍珠晕彩。硬度3-3.5；解理平行{001)和{210|完全，平行{010}中等。 密度3.9-4.0g/cm3。

鉴定特征：与重晶石较难区别， 以带有蓝色色调和密度稍小于重晶石可区别。

成因与产状：以沉积成因为主， 见于白云岩、石灰岩、泥灰岩等岩石中；也见于盐丘的顶帽中。热液成因的天青石呈脉状产出。江苏溧水爱景山天青石矿床是亚洲最大的锶矿。

镜铁矿花状晶簇

赤铁矿的亚种，三方晶系，一种重要的铁矿石，主要赋存于沉积变质型矿床和接触交代一热液型铁矿床中，由于磁性较弱，属传统的难选、难利用矿石。矿石类型按铁矿物种类可划分为：镜铁矿石、磁铁矿石、假象赤铁矿石和半假象赤铁矿石。按脉石矿物种类可划分为：石英型（含石英镜铁矿石、石英磁铁镜铁矿石、石英磁铁矿石及其他石英型氧化矿石）、闪石（阳起石、铁闪石及角闪石）石英型两类矿石。

从矿石结构来看，镜铁矿型矿石以鳞片变晶结构为主，其次有他形粒状变晶结构，假象自形半自形晶结构，交代结构及残余结构等。粒度主要为0.05～025mm，其次为0.25～0.5mm，部分大于0.5mm和少量小于0.05mm。

矿石构造以带状构造为主，其次有斑点状构造、片状构造和块状构造。带状构造以细纹条纹为主，细条痕一条痕次之，两者常交替或重叠；浸染状构造以稠密浸染状为主，稀疏浸染状次之。

其探明储量约占全国探明总储量的1.1%，在我国已探明具有工业开发价值的镜铁矿主要为沉积变质型铁矿，分布于安徽霍丘、山西袁家村、甘肃镜铁山等矿区。

（1）镜铁山式铁矿床   镜铁山式铁矿床主要分布在我国西北部甘肃境内，属于寒武纪前奥陶纪沉积变质铁矿。它虽然与鞍山式铁矿同属沉积变质型，但成矿时代晚，物质组成比鞍山式铁矿复杂，其工艺类型可以称为碧玉型弱磁性混合铁矿石。矿石中主要金属矿物为镜铁矿、菱铁矿、少量赤铁矿和褐铁矿；矿体深部偶尔有少量磁铁矿。其他共生有价矿物为重晶石。脉石矿物主要为碧玉、铁白云石，少量石英、方解石、白云石、绢云母等。矿石含铁30%～40%、含二氧化硅20%、含硫0.1%～2.8%。矿石呈条带状构造，条带由镜铁矿、菱铁矿、重晶石和碧玉组成。矿石浸染粒度较细，结晶颗粒一般为0.02～0.5mm。

（2）安徽霍丘镜铁矿

安徽霍丘镜铁矿矿床属沉积变质型铁矿床。矿石中金属矿物主要为镜铁矿，其次为磁铁矿和赤铁矿，少量菱铁矿、褐铁矿；脉石矿物主要为石英，其次为闪石和云母，少量石榴石、蓝晶石和绿泥石，微量磷灰石、碳酸盐矿物等。矿石全铁含量一般在30%～38%，含硫磷等杂质很低，SiO2含量较高，达到46.00%左右。化学组成特点是低铁、低硫磷、高硅，可回收的有价元素只有铁。

形态：单体呈片状，集合体为致密块状

物理性质：红棕色至黑色，条痕红色，不透明，细薄片或晶体碎片边缘透光，金属光泽至半金属光泽或土状光泽，无解理，贝壳状断口，硬度：5.5-6，比重：5.0-5.3 ，具有磁性。

成因及产状：形成于各种地质作用之中，但以热液作用，沉积作用和沉积变质作用为主。形成镜铁矿的热液主要有：变质（区域变质、构造变质、接触变质）热液和岩浆作用有关的热液（特别是火山热液）。

重晶石晶体（厚板状）

晶体参数：正交晶系； 对称型mmm.空间群Pnma； a0=0. 8878nm，，b0=0. 5450nm， c0 = 0.7152nm； Z=4。

成分与结构：BaO 65.70%，SO3 34.30%。 常含Sr和Ca。在晶体结构中Ba2+处于7个[SO4]2-之间，其Ba2+的配位数为12。O2-与1个S6+和3个Ba2+相邻， 故其配位数为4。形态常以良好的单晶体出现， 一般为平行于{001}的板状或厚板状，有时沿a轴或b轴延长呈短柱状。板状晶体常聚成晶簇，也常见块状、 粒状、结核状集合体。

物理性质：无色或白色；玻璃光泽，解理面显珍珠光泽。硬度3-3.5；解理平行{001}和 {210}完全，平行{010}中等。 密度4. 5g/cm3左右。

鉴定特征：以其晶形、解理和密度较大为特征。

成因与产状：热液成因的重晶石见于中、低温热液金属矿脉中，或以单一的重晶石脉出现。沉积成因的重晶石呈透镜体状和结核状见于沉积锰矿、铁矿和浅海相沉积中。我国重晶石产地很多，其中尤以湖南、广西、山东等省最为重要，重晶石呈巨大的单矿物脉产出。

主要用途：作为钻井泥浆的加重剂；在医药工业中作为消化道造影剂；利用重晶石具有吸收X射线的性能，作为X射线防护剂，可制成防射线水泥、砂浆及混凝土，来建造防X射线的建筑物。在油漆工业中，重晶石粉填料可以增加漆膜厚度、强度及耐久性。造纸、橡胶和塑料等也用重晶石作为填料，可增强纸张的光滑程度，提高橡胶和塑料的硬度、耐磨性及耐老化性。此外，重晶石是提取Ba的矿物原料，还可作为电视和其他真空管的黏结剂等。

自然元素矿物（Natural mineral elements；native single element minerals）是自然界中呈单质产出的自然元素矿物和多种元素组成的金属化合物矿物。约占地壳总质量的0.1%，分布极不均匀。

简介

组成元素主要有两类：d 型元素钌(Ru)、

(Os)、铑(Rh)、铱(Ir)、钯(Pd)、铂(Pt)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)等；sp 型元素砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硫(S)、碳(C)等及其之间锌(Zn)、汞(Hg)、铟(In)等。

由d 型元素构成的矿物，具典型金属键，原子呈最紧密堆积，呈等轴粒状和六方板状晶形，具典型的金属特性，不透明、金属光泽、硬度低、密度大、延展性强，为热和电的良导体。由sp 型元素构成的矿物，主要是共价键和分子键，具有明显的非金属性，除金刚石外，具有低硬度、低熔点、导电性和导热性差的特点。本类矿物成因具多样化，内生和表生皆有。有些可富集成重要工业矿床。

种类

目前已知大约有40种元素以自然状态存在于岩石中，这些元素以最还原的状态存在，不与氧，硫等阴离子结合，因此我们称之为“自然元素”。与其他矿物相比，自然元素矿物非常稀少，约占地壳质量的0.1%，但是它们非常重要，主要是由于它们在工业上的用途，可作为某些贵金属（金，银）和宝石的主要来源。根据元素的金属键性质，将自然元素分为：自然金属、 自然半金属、自然非金属。

本大类矿物按元素的化学性质可分为：

自然金属元素矿物：自然铂、自然金、自然银、自然铜等。

自然半金属元素矿物：自然铋等。

自然非金属元素矿物：自然硫、金刚石、石墨。

组成成分

自然元素在元素周期表中包括了惰性气体型元素、铂族元素、铜族元素部分非金属元素等。这些元素其所以能形成单质矿物，有一些是由于其本身的化学上的惰性，如Au、Pt等，另一些化学性质比较活泼的元素如Cu、Ag等，则是由于它们在一定的条件下易于从化合物中被还原出来的结果。

晶体构造和物理性质

本大类矿物的晶体构造分属三种晶格：金属晶格、原子晶格、分子晶格、由于晶体构造不同，所以矿物的形态，物理性质也不同。

1、金属晶格的矿物（如自然金、自然铜、自然铂等），其内部质点等大，多呈立方或六方最紧密排列，故矿物对称程度高，为等轴晶系。晶格中质点之间以金属键联合，金属阳离子之间弥漫着自由运动的电子，故自然金属元素矿物具有金属特性：强金属光泽、金属色（如金黄、铜红、银白等）不透明，硬度低，具延展性，强的导电性和导热性。由于质点联合力无方向性，所以矿物的解理不发育。又由于元素原子量大，质点排列紧密，所以矿物比重大。化学性质稳定（铜、银）除外，故多见于砂矿中 。

2、原子晶格的矿物（如金刚石）晶格质点之间以共价键相联合，因此表现为金属光则，无色透明（不含杂质），硬度高，熔点高，不导电 。

3、分子晶格的矿物（如自然硫），晶格中原子间以共价键相联结成分子，分子之间以分子键相联接。它们在光学、电学性质取决于分子内的键力，而力学性质取决于分子间的键力。所以自然硫导电性弱，硬度小，熔点低。

成因和产状

自然元素矿物在成因上很不相同。铂族自然元素矿物常见于基性、超基性岩浆有关的岩浆矿床。金常见于热液矿床。银、铜常见于热液矿床或硫化物矿床氧化带的下部。金刚石见于超基性金伯利岩中，石墨、硫成因则较多 。

主要矿物描述

自然铂 Pt

[化学组成]成份中常含Fe，当含Fe量达9~11%时成为粗铂矿（Pt、Fe），实际上一般所谓自然铂，大多数是粗铂矿。此外，还常含Pd、Rh、Ir、Ru、Os等类质同象混入物。

[形态]等轴晶系，晶体极少见。通常呈不规则细小颗粒状。有时也成较大块体。

[物理性质]颜色由银白到钢灰色，（随含Fe量增加而颜色变深）。条痕为光亮的钢灰色，金属光泽，硬度4~4.5。比重15~19（纯铂21.5）。不透明。富延展性。微具磁性（含Fe多的，磁性显著）。良导体。熔点高。

[成因及产状]产于基性、超基性岩有关铂矿床的原生矿及砂矿中。亦产于矽卡岩含金黄铁矿矿床及含铂石英脉中。与铂族其它矿物、铜镍硫化物矿物、铬铁矿共生。

[鉴定特征]以银白~钢灰的颜色，富延展性，熔点高（1755ºC）以及普通酸不熔为其特征。

自然金Au

[化学组成]自然界中纯金很少见。成份中常含Ag、Cu、Rh、Bi、Fe等元素，当含银量达15~50%时，称银金矿。

[形态]晶体呈八面体，但极少见，常呈分散的颗粒状和树枝状集合体。

[物理性质]金黄色，含银、铜时颜色变浅，条痕为光亮的金黄色，强金属光泽，硬度2.5~3，无解理，断口锯齿状。比重15.6~18.3（纯金19.3）。具延展性，可以锤成金箔。有高度的传热性和导电性。化学性质很稳定，不溶于酸，只溶于王水。

[成因及产状]可分原生矿和砂矿两种。原生矿常产于中、酸性火成岩有关的的高、中、低温热液石英脉和热液蚀变带中，常于黄铁矿、毒砂、黄铜矿等共生。砂金矿为次生搬运沉积而成。

[鉴定特征]以金黄的颜色、强金属光泽、硬度低、富延展性、比重大为其特征。

自然银Ag

[化学组成]常含少量的Au、Cu、Sb等混入物。

[形态]晶体极少见，常呈树枝状、不规则细粒状。也有成较大块体。

[物理性质]银白色，表面常有灰黑色的色。条痕为光亮的银白色。金属光泽。硬度2.5~3。无解理，锯齿状断口。比重10.1~11.1。为电和热的良导体。

[成因及产状]（1）热液成因的自然银产于中、低温石英、方解石、重晶石矿脉中。

（2）外生成因的自然银见于含银的硫化矿床氧化带下部。

[鉴定特征]以银白色、富延展性、比重大为特征。

自然铜Cu

[化学组成]次生自然铜的成份较纯净，但原生自然铜则常含有Fe、Ag、Au等混入物。当含金达2~3%时，称为金铜。

[形态]晶体少见，偶见立方体或四六面体。常呈不规则状、树枝状、薄片状、粒状等。

[物理性质]铜红色，条痕为光亮的铜红色，金属光泽。硬度2.5~3，无解理，断口锯齿状。比重8.5~8.9。富延展性。为电和热的良导体，化学性质中等，在氧化条件下，表面常氧化成一层黑色氧化铜（CuO）薄膜。

[成因及产状]自然铜主要产于含铜硫化矿床氧化带内，是由铜的硫化物转变为氧化物的过渡产物：

CuFeS2→Cu→Cu2→CuCO3·Cu(OH)2

此外，热液蚀变的基性火成岩和火山岩中也有产出。有时自然铜呈交代砂砾岩胶结物出现在含铜砂岩中。

[鉴定特征]以铜红色，表面呈黑色氧化膜，或者具有孔雀石的绿色薄膜，金属光泽，富延展性，比重大，易溶稀硝酸，经常于蓝铜矿、孔雀石等共生为特征。

自然硫S

[化学组成]常混杂有泥质或有机质，亦有Se、Te等类质同象混入物。

[形态]晶形少见，偶见双锥状或厚板状。集合体常呈致密块状、土状、被膜状、瘤状、钟乳状等。

[物理性质]纯硫呈黄色，含有机质呈黄灰、褐黑等色。条痕为白至微黄色，晶面为金刚光泽，断口微油脂光泽。晶体透明至半透明。硬度1~2。性极脆，无解理。比重2.05~2.08。熔点低（119ºC），燃点低（270ºC）燃烧时产生SO2臭气。为热和电的绝缘体。摩擦产生负电。用手握之，至于耳旁，可以听见轻微的炸裂声。

[成因及产状]（1）火山喷发型：由硫蒸汽直接结晶或由H2S氧化而成。

（2）沉积型：由生物化学作用（硫细菌作用）而成。常与石膏、方解石、天青石等伴生。该类型一般较大，具有较大的工业价值。

（3）风化型：由金属硫化物或硫酸盐氧化分解而成。

[鉴定特征]以其黄色、油脂光泽、硬度小、性脆，易燃（燃烧时生成淡蓝色火焰，且发出硫臭味），易熔为特征。

金刚石C

[化学组成]常含石墨包裹体及Si、Al、Mg、Fe、Ti等混入物。

[形态]常呈八面体，晶面常有花纹，有时呈菱形十二面体、立方体、六四面体，晶棱常弯曲，浑圆，自然界中的金刚石大多数呈圆粒状或碎粒产出。

[物理性质]无色透明，或带蓝、褐、黄、绿、黑等色。强金刚光泽。硬度10，是硬度最大的矿物。（绝对硬度是石英的1000倍，为刚玉的150倍）。在紫外线的照射下，发紫、蓝、绿色萤光。熔点高，化学性质极稳定。

[成因及产状]产于超基性岩的金伯利岩（角砾云母橄榄岩）中，是在高温、高压条件下岩浆分异作用形成的。含矿母岩遭受风化后，可富集成金刚石砂矿。

[鉴定特征]以其极高的硬度，灿烂的金刚光泽，晶面及晶棱常弯曲成浑圆状，具发光性为特征。

石墨C

[化学组成]很少纯净的，常含10~20%的杂质，如Ca、Mg、Cu、P、Si等氧化物以及沥青、气体等。

[形态]晶体完整者少见，有时呈六方板状或片状，通常呈鳞片状或片状集合体。

[物理性质]铁黑色~钢灰色。条痕为光亮的黑色。金属光泽。硬度1。比重2.09~2.23，薄片具挠性。有滑腻感。易污手。电的良导体。耐高温。化学稳定性强，不溶于酸。

[成因及产状]石墨是在高温条件下的还原作用中形成的。

（1）煤层或含沥青质、碳质的沉积岩经区域变质作用或接触变质作用形成。

（2）石灰岩与岩浆侵入接触，石灰岩分解出CO2，还原而成石墨。

[鉴定特征]以颜色、条痕、比重小、硬度小、具滑感为特征。

中国石油大学（华东） 地球科学与技术学院

作者：发布者：颜世永发布时间：2020-12-16