氧化物氢氧化物矿物

1、mineralogy第三节 矿物学各论 矿物岩石学矿物的晶体化学分类简介 自然元素矿物硫化物 氧化物和氢氧化物矿物 硅酸盐矿物 其它含氧盐矿物（碳酸盐、硫酸盐等） 矿物的形成与变化 卤化物矿物1 一、氧化物矿物 刚玉： Al2O3 化学组成： 一般含微量Cr3+、Fe2+、Ti4+、Mn2+、 V5+、Ga3+等，常见赤铁矿、钛铁矿、 金红石、尖晶石、石榴子石等包裹体。 2 晶体结构： 三方晶系，对称型 m 刚玉型结构刚玉型结构：O2-呈六方最紧密堆积构成氧离子层，Al3+在两层 O2-之间，充填2/3的八面体空隙。 = 4 ， = 6 。 3鉴定特征鉴定特征： 晶体常呈完好的腰鼓状、桶状或

2、短柱状。常依( )呈聚片双晶。 晶面上常见相交的几组条纹。4 通常呈 蓝灰、黄灰色，含杂质可呈 各种颜色： 红宝石：含Cr，红色； 蓝宝石：含Ti 和Fe2+，蓝色； 黑星石：含Fe2+、Fe3+， 黑色、透明； 白宝石：纯净无色透明的晶体； 含Co、V、Ni呈绿色； 含Ni呈黄色； 含Fe3+、Mn2+呈玫瑰红色。5 玻璃光泽金刚光泽。透明半透明。 在某些红(蓝)宝石的0001面上 可见因含有定向分布的针状金红石 包裹体而呈现的六射星光，称为 星光红(蓝)宝石星光红(蓝)宝石。 H 9。无解理；常因聚片双晶或微细 包裹体而产生0001或 的裂开。 6 成因产状： 各种成因。多形成于高温、 富

3、Al贫Si的条件下。 有岩浆结晶作用形成；产于碱性 伟晶岩中；形成于岩浆岩与石灰岩的 接触带；可产于粘土质岩经区域变质 而成的结晶片岩中；也见于砂岩中。 7 用途： 作研磨材料及精密仪器、仪表 和钟表的轴承； 色泽美丽透明的晶体可作宝石； 合成红宝石单晶可作激光材料。 8 赤铁矿： Fe2O3 化学组成： 常含Ti、Al、Mn、Fe2+、Mg、Ca 和少量的 Ga、Co等类质同像混入物，以及 金红石、钛铁矿等显微包裹体。 致密块体常含SiO2、Al2O3、粘土等 机械混入物。 晶体结构： 三方晶系，对称型 m 刚玉型结构刚玉型结构。 9 鉴定特征： 常成各种集合体形态：镜铁矿镜铁矿：具金属光泽

4、的片状集合体；云母赤铁矿云母赤铁矿：具金属光泽的细小鳞片状集合体； 铁赭石：红色土状(粉末状)集合体；鲕状、豆状、肾状赤铁矿鲕状、豆状、肾状赤铁矿：鲕状、豆状、肾状的集合体。 尚有致密块状集合体。 10 显晶质者呈钢灰铁黑色；隐晶质及 胶态者呈暗红色、红褐色。条痕樱红色 或红棕色，金属半金属光泽，或 土状光泽。H 5.56，土状者显著降低。 无解理。无磁性，性脆。 注意： 镜铁矿常因含磁铁矿微细包裹体 而具较强的磁性。 11 成因产状： 形成于各种地质作用。 主要有 热液成因、沉积成因 （著名产地有河北宣化、湖南宁乡等） 和沉积变质成因（著名产地如辽宁 鞍山等）。12 赤铁矿（Fe2O3）和

5、磁铁矿（FeFe2O4） 易相互转变：在自然条件下，当氧的 浓度增大，磁铁矿可氧化成赤铁矿，并 保留其晶形，称假像赤铁矿；当氧浓度 减小，赤铁矿可还原为磁铁矿，若 原晶形不变，称穆磁铁矿。 13 用途： 提炼铁的矿物原料之一； 纯净的粉末状赤铁矿是天然的 矿物颜料； 可综合利用成分中的Ti、Ga、 Co等。 14 金红石： TiO2 化学组成： 常含Fe2+、Fe3+、Nb5+、Ta5+、Cr3+、 Sn4+等类质同像混入物。15 晶体结构晶体结构： 四方晶系，对称型 4/mmm 。 金红石型结构：O2-近似成六方最紧密 堆积，Ti4+ 位于变形八面体空隙中， =6。O2-位于以Ti4+为角顶

6、所组成 的平面三角形之中心， = 3 。 16鉴定特征鉴定特征： 晶体呈短柱状、长柱状或针状， 柱面有纵纹。双晶依 (101) 成膝状双晶、 三连晶或环状双晶。致密块状集合体。 通常为褐红、暗红或褐色，富Fe者黑色； 条痕浅褐色黄褐色；金刚光泽；微透明。 110完全解理；H66.5。G4.24.3。 试Ti反应：粉末溶于热H3PO4，冷却， 稀释后，加H2O2或Na2O2，溶液呈黄褐色。 17 成因产状： 高温成因。 主要产于伟晶岩和区域变质岩系 的含金红石石英脉中以及砂矿床中。 18 用途： 提炼Ti的主要原料：Ti 具密度小、 强度高、耐腐蚀、抗高温等优良性能； 钛合金 广泛应用于化工、军

7、事和空间 技术中（用于喷气发动机、飞机机体、 导弹火箭 等及碱工业等用的反应塔、 蒸馏塔、热交换器、阀门等设备和 部件上）。19 钛白粉可作高级白色油漆、涂料、人造丝的减光剂、白色橡胶和高级纸张的填料。 金红石可作半导体检波器。 人造金红石可 制作优质电焊条。20石英族 包括SiO2的一系列同质多像变体， 常见的有： 常压下，21 1）尤以-石英最常见。 2）石英应为-石英和-石英之总称， 但一般指低温石英（即-石英）。 3）将含水的SiO2矿物 蛋白石， 也列入本族内。 22 -石英-石英（低温石英， -quartz）：晶体结构： 三方晶系，对称型 32 结构中SiO4四面体以角顶相连， c

8、轴呈螺旋状排列，有左、右旋之分。 23鉴定特征鉴定特征： 常呈柱状晶体，六方柱面上具横纹， 为10 0 和 10 1 之聚形纹。常见 道芬双晶和巴西双晶。集合体呈粒状、 致密块状或晶簇状。 通常为无色、乳白色、灰白色，因含 杂质色心或细分散包裹体而呈各种颜色； 玻璃光泽，贝壳状断口油脂光泽；透明 半透明。无解理；H 7。G 2.65。具 压电性。24 异种： 主要有： 1）显晶质异种：水晶簇水晶簇：纯净者无色透明。紫水晶紫水晶：微量Fe3+Si4+产生色心 而致紫色。加热退色。25烟水晶烟水晶：Al3+H+或Na+Si4+，在 x射线或射线作用下，AlO键电子对中 的一个电子离位产生空穴色心而

9、成烟黄 暗褐色、黑色。加热至225开始缓慢 褪色，至400烟色渐消失。 注： 黑色透明者称墨晶；茶褐色者 称茶晶。26 黄水晶：黄色透明者，可能为Fe2+ 所致。蔷薇石英蔷薇石英（芙蓉石）：蔷薇红色或 粉红色，可能由Ti、Mn造成。通常 呈致密块状。加热至575褪色； 日光下长期暴晒颜色变浅。27 乳石英：乳白色半透明的块体， 含大量细分散的气、液包裹体及微裂隙。 蓝石英：蓝色。含Ti较高，次有Al、 Mn。加热至300400，褪色或变为 紫色。 发晶发晶：细小针状金红石、电气石或 角闪石等包裹体呈发状、纤维状。 28 猫眼石、虎睛石、鹰眼石：由于石英 交代并胶结石棉纤维而具丝绢光泽的 黄褐、

10、棕黄、棕红、深蓝或蓝灰色的 致密块体。 砂金石(东陵石) ：含鳞片状金云母、 赤铁矿等包裹体且分布均匀的次生 石英岩或水晶晶体，琢磨后呈闪烁的 金黄色、褐黄色、粉红色或绿色。29 2）隐晶质异种： 玉髓（石髓）：呈钟乳状、肾状、 葡萄状、皮壳状等外貌，具蜡状光泽 半透明的纤维状异种，常呈乳白、黄、 褐、深蓝等色，尚有红褐色(光玉髓)、 苹果绿（绿玉髓）、绿色中夹有红色 碧玉小斑点(血玉髓，血滴石，鸡血石)。30 玛瑙： 不同颜色的玉髓条带或 同心环状相间分布。 有缠丝玛瑙、 苔纹玛瑙、缟玛瑙、 截子玛瑙等。 苏格兰自然博物馆(余继峰,2003)31 碧玉：含氧化铁 (可20%)的致密 块状石英

11、。可呈暗红、紫红、褐色黄色、 蓝色、青绿色等。 燧石：暗色(浅灰褐黑等色)无光泽， 呈结核状、瘤状、透镜状、条带状、 似层状的坚韧极致密的隐晶质石英。 32 成因产状： -石英分布广泛，是三大岩类许多岩石 的主要造岩矿物，为花岗伟晶岩脉和 大多数热液脉的主要矿物成分。 压电水晶和宝石原料(包括各种水晶) 主要源自伟晶岩脉晶洞及热液脉中。 紫水晶的形成温压相当低；烟水晶只在 较高的温度下形成。水晶也见于残坡积 及冲积砂矿中。33 花岗伟晶岩的核心部位常见有蔷薇 石英大块体。 乳石英见于各种石英脉和石英岩中。 蓝石英 产于岩浆岩和高变质相的 变质岩中。 玉髓有低温热液成因(常产于喷出岩 气孔或热液

12、脉及温泉沉积物中)和表生 成因（见于风化壳和氧化带）。34 玛瑙为低温热液之胶体成因，主要 产于喷出岩气孔中；也见于残坡积及 冲积层中。 碧玉广泛产于沉积岩、变质岩中。 燧石主要产于石灰岩及白垩层中， 多为成岩交代成因。 35 用途： 纯净的一般石英大量用作玻璃、 陶瓷、混凝土、冶炼硅钢的原料， 以及硅质耐火材料、建筑材料、 研磨材料、瓷器配料等。还可用于 提取单晶硅以制造太阳能电池。36 - 石英 - 石英（高温石英，-quartz ）： 六方晶系，对称型 622 鉴定特征： 呈特征的六方双锥晶形(六方柱 发育差)。颗粒较小，晶体几乎总呈 浑圆状，表面粗糙。灰白色，乳白色， 玻璃光泽，断口油

13、脂光泽。 37 成因产状： 常呈分散粒状的 斑晶产于 酸性喷出岩（如流纹岩）中。 常压下， 573即转变为 -石英，但仍保留 六方双锥晶形 呈副像。38 蛋白石蛋白石（欧泊）： SiO2nH2O 非晶质，但扫描电子显微镜研究发现其内部 存在SiO2小球体堆积。 鉴定特征： 无定形，通常呈肉冻状致密块体或葡萄状、 钟乳状、皮壳状、多孔状、结核状。 颜色不定，通常为蛋白色、无色，含杂质 可呈各种颜色；微透明；玻璃光泽或蜡状光泽， 具美丽的变彩。H55.5。比重较小(1.92.3)。 易脱水龟裂而呈白色。39 成因产状： 低温热液成因。其中从火山温泉 沉积物中沉淀而成的称硅华。 外生条件下，可由硅酸

14、盐矿物经风化 分解而产生的硅酸溶液 凝聚而成。硅酸 溶液即硅胶就地沉积或带至海水中被硅藻、 放射虫等生物吸收后构成硅质骨骼，死后堆积成硅藻土。40 用途： 色泽美丽的致密块状贵蛋白石或火蛋白石可作名贵的宝石及工艺品材料。 硅藻土质轻多孔，是优良的隔音、 隔热材料，建筑材料、研磨材料、陶瓷 原料、炸药原料；可用于制作过滤剂， 及炼油、制糖的吸附剂和净化剂；作为 催化剂的载体应用于化学工业上。 41 磁铁矿： FeFe2O4 化学组成： 常含Ti4+、V3+、Cr3+、Al3+、Si4+等 替代Fe3+；Fe2+易被Mg2+、Mn2+、Ni2+、 Co2+、Zn2+、Ca2+等替代。 含杂质高的异

15、种有： 钛磁铁矿、 铬磁铁矿、钒磁铁矿、钒钛磁铁矿等。 42鉴定特征鉴定特征： 晶体常为111或110，在 110 的晶面上常可见有沿长对角线方向 的条纹。常见粒状和块状 集合体。 铁黑色，条痕黑色，半金属金属光泽， 不透明。 H 5.56 ，无解理，有时具 111裂开，性脆。G较大，具强磁性。 43 成因产状： 主要有岩浆成因（如四川攀枝花）、接触交代成因（如湖北大冶）、气化高温热液成因、沉积变质成因（如辽宁鞍山）、火山作用成因。 也常见于砂矿中。 用途：提炼铁的最重要的矿物原料之一；可综合利用V、Ti、Cr。 44 铬铁矿： FeCr2O4 化学组成： Cr3+可为Al3+、Fe3+ （T

16、i、V）替代； Fe2+可被Mg2+（Mn2+、Zn2+、Ca2+） 替代。45鉴定特征鉴定特征： 晶体呈细小八面体。通常为粒状或 致密块状 集合体。 黑色，条痕棕色、褐色，半金属光泽， 不透明。H 5.56.5，无解理，不平坦状 断口。具弱磁性。 试Cr反应：用浓H3PO4溶解铬铁矿粉末， 冷却，稀释后，呈翠绿色。 46 成因产状： 岩浆成因矿物，常产于超基性岩中； 也见于砂矿中。 我国主要产地在甘肃、西藏、青海、 四川等。47 用途： 提炼Cr的唯一矿石矿物：Cr用以炼 特种钢（铬钢和铬镍钢）；金属表面 镀铬可防腐蚀；Cr也用于化学工业制 稳定颜料、铬酸和重铬酸盐。 低品位 (含Cr2O3

17、少，而FeO、Fe2O3多) 的铬铁矿矿石可作耐火材料、化工原料等。 48 二、氢氧化物矿物（一）Mg 的氢氧化物 水镁石 Mg(OH)249（二）Al 的氢氧化物 包括： 硬水铝石： -AlO(OH) 软水铝石： -AlO(OH) 三水铝石： Al(OH)3其中以硬水铝石最常见。通常， 上述三种矿物与数量不等的高岭石、 蛋白石、赤铁矿、针铁矿等形成 细分散胶态混合物，统称“铝土矿”。50 铝土矿： Al2O3nH2O鉴定特征鉴定特征： 常呈鲕状、豆状、致密块状、多孔状、 土状集合体。 一般为青灰、灰白、灰褐、灰黄色等色， 有时具红褐色斑点；条痕白色浅黄褐色； 土状光泽。H一般34。脆性，水泡

18、后易 崩解成细小棱角状碎块。手摸有粗糙感。 用口呵气湿润后有强烈的土腥臭味。 粉末湿润后无可塑性。 51 成因产状： 主要形成于外生作用。 为富Al的岩浆岩和变质岩 在湿热条件下风化残留的产物； 或由胶体沉积形成。52 用途： 提炼Al的最主要矿石矿物； 劣质者可用作制造人工磨料、 耐火材料和高Al水泥原料。 为Ga的主要来源，也可综合 利用Ge、V、Ti等元素。 53（三）Fe 的氢氧化物 以针铁矿分布最广。自然界，实际上 是Fe的氢氧化物与Al的氢氧化物、泥质物质等形成细分散胶态混合物，统称“褐铁矿”。“铁帽”即主要由褐铁矿组成。 54 褐铁矿褐铁矿：Fe2O3nH2O 鉴定特征： 常呈多孔状、土状、致密块状、 结核状、钟乳状、葡萄状