结晶学与矿物学-地质12修改chap

1、Chap.9 硫化物及其 类似化合物矿物大类 硫化物及其类似化合物矿物： 一系列金属元素与S、Se硒、Te碲、 As砷、Sb、Bi等化合而成的化合物。 已发现的矿物种达370种左右， 约占矿物总数的 1/10，其中硫化物占 2/3以上。为有色金属矿床的主要矿物。1 概 述 一、化学组成 1阴离子： 主要为 S ， 少量为 Se、Te 、 As 、 Sb 、 Bi等。 2阳离子： 主要有： 铜型离子： Cu 、Pb钯、Zn 、Ag 、Hg 、Cd镉、Au 靠近铜型离子的过渡型离子过渡型离子： Fe 、Co 、Ni 、Mo 、Mn 、Pt 类质同像替代极广泛，矿物成分复杂， Ga、Ge、In铟、R

2、e铼等稀有分散元素 呈类质同像混入物存在，具重要经济价值。 二、晶体结构 本大类矿物的阴离子的半径较大、 电负性较低，易被极化；阳离子的 半径小、电价较高，极化能力强。 常可看作 S2- 等作最紧密堆积，阳离子 充填四面体或八面体空隙。 矿物的化学键由离子键向共价键或 金属键过渡。 同质多像现象普遍，主要取决于 形成温度及成矿溶液的酸碱度等。 三、形态 简单硫化物， 组分简单，对称程度 一般较高，多为等轴或六方晶系， 少数属斜方或单斜晶系，组分复杂 的硫盐主要为单斜或斜方晶系。 大多数硫化物的晶形较好，特别是 复硫化物更常见完好晶形；硫盐主要 呈粒状或块状集合体。 四、物理性质物理性质 取决于

3、矿物的成分、结构及键力 特征。 1）具明显金属键的硫化物(方铅矿、 黄铜矿) ：金属色，条痕深色， 金属光泽，不透明，强导电性和导热性。 具明显共价键的矿物(闪锌矿、 辰砂)：鲜艳彩色，条痕为浅色 或彩色，金刚光泽，半透明。电和热 的不良导体。 2）简单硫化物解理发育，复硫化物 解理不完全或无解理。 3）简单硫化物的硬度较低，一般在 24，层状结构者(辉钼矿、雌黄) 为 12 ；但复硫化物具较高的硬度， 一般 56.5 ，个别达 78 。 4）本大类矿物比重一般4。熔点低。 五、成因产状 绝大多数系热液作用的产物， 也有属岩浆成因、接触交代成因、 沉积成因。 六、分类 据阴离子特点分三类： 1

4、）简单硫化物： S2-与铜型或过渡型 离子（Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Fe、Co、 Ni ）结合而成，如方铅矿（PbS）、 闪锌矿(ZnS)、黄铜矿(CuFeS2)等。 2）复硫化物： 哑铃状对硫 S22-、 对砷AS22-及AsS2-、SbS2-等与 Fe、Co、Ni等过渡型离子结合而成。 如黄铁矿(FeS2)、毒砂(FeAsS)等。 3）硫盐： S 与半金属元素As、Sb、Bi 结合组成络阴离子AsS33-、SbS33-等， 与铜型离子 Cu、Pb、Ag 结合成 较复杂的化合物。如黝铜矿 砷黝铜矿 (Cu12Sb4S13 Cu12As4S13 )等。 方铅矿： PbS 晶体结构晶体结构

5、： 等轴晶系，Fm3m 。 NaCl 型结构：S2- 作立方最紧密堆积， Pb2+充填于全部八面体空隙中，CN = 6。 化学键为离子键金属键的过渡类型。 2 主要矿物鉴定特征鉴定特征： 铅灰色，条痕黑色，强金属光泽。 100三组完全解理，硬度低(23)。 比重大(7.47.6)。加 KI 及KHSO4 与矿物一起研磨后显黄色。 成因产状： 主要产于中温热液多金属硫化物 矿床中。 用途： 提炼Pb最主要的矿石，含Ag多时 可综合利用Ag；作红外探测器及检波器 的材料。 闪锌矿：ZnS 或 -ZnS 化学组成： 常有Fe2+替代Zn进入晶格， 其他尚有Mn、Cd、In、Ga、Ge、Tl 等类质同

6、像混入物。 晶体结构晶体结构： 等轴晶系，F3m。 S2- 作立方最紧密堆积，Zn2+充填于 半数的四面体空隙，CN = 4 。 化学键具共价键性质。 鉴定特征鉴定特征： 粒状晶形。颜色变化大，由无色 到浅黄、棕褐黑色，随含Fe量的 增加而变深。条痕白色褐色，金刚 光泽。110六组完全解理，H34。 与方铅矿共生。 用途： 为最重要的锌矿石矿物，综合 利用Cd、In、Ga、Ge等稀有金属； 结晶良好的单晶体是最佳的 红外窗口材料和发光材料。闪锌矿的标型特征 高温热液中低温热液杂质成分 Fe、Mn含量高， 含In、Se、Sn 含Fe少，含Ga、Ge、Cd、Tl a0 0.545nm（含Fe26.

7、2%） 0.540nm（纯ZnS）颜色棕褐铁黑色 无色、白色黄色 条痕黄褐褐色 无色、白色黄白色 光泽半金属光泽 金刚 光泽 ，断面 树脂光泽 透明度半透明不透明 透明半透明 硬度4 3.5 比重 黑褐色者 4. 03（含Fe10%）； 铁黑色者 3.90 无色透明的纯ZnS 4.10 黄铁矿： FeS2 化学组成： 常有Co、Ni替代Fe；As、Se、Te 替代S。常含Au、Ag、Cu、Pb、Zn等 细分散机械混入物。 晶体结构晶体结构： 等轴晶系，对称型 m3 。 为NaCl型结构之衍生结构：哑铃状 对硫S22-近似于立方最紧密堆积， S22-之中心相当于Cl- 的位置，Fe2+位于 Na

8、+的位置。对硫S22-的轴向与相当于 晶胞1/8的小立方体的对角线方向相同， 但彼此并不相交。 哑铃状 S22- 的伸长方向在结构中 犬牙交错配置，使各方向键力相近， 故解理极不完全，而硬度大。鉴定特征鉴定特征： 常见完好的100、hk0及其 聚形，晶面上常具三组互相垂直 的聚形条纹。浅铜黄色，表面有 黄褐色锖色，条痕绿黑或黑色， 强金属光泽。参差状断口，硬度 66.5，性脆，无磁性。 用途： 为提取S、制造H2SO4的主要原料，广泛应用于化工、橡胶、造纸、农药、化肥、染料等方面； 可综合利用Au、Co、Ni、As、Cu、Ag等； 副产品 “黄铁矿渣” 部分用于铸炼生铁； 黄铁矿晶体可入中药；

9、 黄铁矿的成分、形态、热电性等具标型意义，可指导找矿勘探。 黄铜矿： CuFeS2 化学组成： 常含少量 Ag、Au、Zn等 机械混入物。 晶体结构晶体结构： 四方晶系，对称型2m 为闪锌矿型结构之衍生结构： S2- 作 立方最紧密堆积，Cu2+和Fe2+充填半数 的四面体空隙，均位于Zn2+的位置，其 单位晶胞宛若2个闪锌矿晶胞叠置而成， 且Cu2+和Fe2+沿c轴相间排列，每个Cu2+ 或Fe2+为4个S2-围绕，每个S2-为2个Cu2+ 和2个Fe2+围绕，CN = 4 。鉴定特征鉴定特征： 常呈致密块状或分散粒状。 铜黄色，表面常有蓝、紫红、褐 等色的斑状锖色，条痕绿黑色， 金属光泽。

10、硬度34。性脆。 用途： 为提炼Cu的重要矿石矿物。磁黄铁矿： Fe1-xS 非化学计量性 “缺席构造” 高温下 x = 00.125 320时：六方晶系变体，成分 相当于FeSFe7S8 之间的固溶体。 320时：单斜晶系变体，成分 为Fe7S8。 鉴定特征鉴定特征： 通常呈致密块状。暗古铜色，表面 常具黑褐色锖色，条痕亮灰黑色，金属 光泽。硬度4。具磁性。 用途： 主要用于提取S、制作H2SO4； 综合利用Ni、Cu。辰砂、雄黄、雌黄之对比 矿物辰 砂雄 黄 雌 黄成分HgSAs4S4 或 AsSAs2S3晶系三方单斜单斜对称型322/m2/m形态分散粒状 柱状、致密粒状、土状块体 短柱状、板状、片状、土状颜色红色，有铅灰色锖色桔红色柠檬黄色条痕红色浅桔红色鲜黄色光泽金刚光泽金刚光泽，断面树脂光泽金刚光泽，断面油脂光泽解理 完全010 完全010 极完全，薄片具挠性硬度22.51.521.52比重8.08.23.563.5用途 提炼Hg； 单晶可作激光调制晶体； 中药(丹砂)。 提取As、制砷化物；中药材； 用于农药、颜料、玻璃等工业。 提炼As、 制砷化物； 中药成因低温热液矿床的典型矿物 本 章 结 束请同学们在课下认真复习过