第十六章含氧盐矿物

第十六章含氧盐矿物第1页，共37页，2023年，2月20日，星期三

含氧盐矿物：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。本大类矿物种数约占已知矿物总数的2/3，重量超过地壳总重量的4/5。概述第2页，共37页，2023年，2月20日，星期三分类据络阴离子种类的不同，分为：

硅酸盐类硫酸盐类

碳酸盐类磷酸盐类钨酸盐类硼酸盐类砷酸盐类钒酸盐类钼酸盐类硝酸盐类铬酸盐类第3页，共37页，2023年，2月20日，星期三一、碳酸盐矿物碳酸盐矿物是金属阳离子与碳酸根相化合而成的含氧盐矿物。已知的碳酸盐矿物种数有90余种，构成地壳种质量的1.7％左右，其中分布最广的是钙和镁的碳酸盐。碳酸盐矿物种与碳酸根化合的金属阳离子有20余种，其中最主要的是钙和镁，阴离子除碳酸根外，有时还有附加阴离子，其中以氢氧根离子为主。第4页，共37页，2023年，2月20日，星期三碳酸盐矿物物理性质：硬度不大，一般在3左右，硬度最大也不超过4.5，非金属光泽，大多数为无色或白色，含铜者呈鲜绿或鲜蓝色，含锰者呈玫瑰红色，含稀土或铁者呈褐色。第5页，共37页，2023年，2月20日，星期三1、方解石

Ca［CO3］【化学组成】常含Mn、Fe、Zn、Mg、Pb、Sr、Ba、Co等类质同像替代物；当它们达一定的量时，可形成锰方解石、铁方解石、锌方解石、镁方解石等变种。此外，晶体中还常见水镁石、白云石、铁的氢氧化物及氧化物、硫化物、石英等机械混入物。第6页，共37页，2023年，2月20日，星期三【晶体结构】三方晶系；【形态】常见完好晶体。形态多种多样，不同聚形达600种以上。常见单形有：六方柱、底面、菱面体及复三方偏三角面体。方解石常依（0001）形成接触双晶，更常依（012）形成聚片双晶。第7页，共37页，2023年，2月20日，星期三第8页，共37页，2023年，2月20日，星期三第9页，共37页，2023年，2月20日，星期三方解石的集合体形态也是多种多样的。有片状(板状)或纤维状的方解石，还有致密块状、粒状、土状、多孔状、钟乳状和鲕状、豆状、结核状、葡萄状、被膜状及晶簇状等。方解石的晶体形态与形成条件有关。随着形成时温度的降低，其晶形有从板状、钝角菱面体为主的晶形向复三方偏三角面体、六方柱为主及锐角菱面体晶形演化的趋势。

第10页，共37页，2023年，2月20日，星期三第11页，共37页，2023年，2月20日，星期三【物理性质】无色或白色，有时被Fe、Mn、Cu等元素染成浅黄、浅红、紫、褐黑色。无色透明的方解石称为冰洲石。完全解理；硬度3。相对密度2.6～2.9。第12页，共37页，2023年，2月20日，星期三【成因及产状】方解石是分布最广的矿物之一，具有各种不同的成因类型。主要为：①沉积型，海水中的CaCO3达到过饱和时，可沉积形成大量的石灰岩、鲕状灰岩等；②热液型，常见于中、低温热液矿床中，呈脉状或见于空洞里，具良好的晶形；③岩浆型，方解石为岩浆成因的碳酸岩和碳酸盐熔岩中的主要造岩矿物，常与白云岩、金云母等共生；④风化型，石灰岩、大理岩在风化过程中地下水溶解易形成重碳酸钙Ca(HCO3)进入溶液，当压力减小或蒸发时，使大量CO2的逸出，碳酸钙可再沉淀下来，形成钟乳石、石笋、石柱等。其反应式：Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2。第13页，共37页，2023年，2月20日，星期三【鉴定特征】晶形，聚片双晶，三组完全解理，硬度较小，相对密度较小。加HCl急剧起泡。【主要用途】由方解石组成的石灰岩、大理岩等岩石，广泛地应用于化工、冶金、建筑等工业部门，例如用于烧石灰、制水泥等。美丽的大理岩可作建筑装饰材料。纯度高的石灰岩是塑料、尼龙的重要原料。冰洲石被广泛地应用于光学领域里，如偏光显微镜的棱镜、偏光仪、光度计等。第14页，共37页，2023年，2月20日，星期三2、菱镁矿—菱铁矿Mg［CO3］—Fe［CO3］

【化学组成】Mg［CO3］与Fe［CO3］之间可形成完全类质同像，有时具有Mn、Ca、Ni、Si等混入物。【晶体结构】三方晶系；【形态】晶体呈菱面体状、短柱状或偏三角面体状。通常呈粒状、土状、致密块状集合体；

第15页，共37页，2023年，2月20日，星期三【物理性质】富Mg端员白色或浅黄白色、灰白色，有时带淡红色调，富Fe者呈黄至褐色、棕色；玻璃光泽。完全解理。硬度3.5～4.5。相对密度2.9～4.0，富Fe者相对密度和折射率均增大。【成因及产状】菱镁矿主要由含Mg热液交代白云石及超基性岩而成，此外也有沉积型。菱铁矿也具有沉积型和热液型两种。第16页，共37页，2023年，2月20日，星期三菱镁矿菱镁矿第17页，共37页，2023年，2月20日，星期三【鉴定特征】与方解石相似，区别在于粉末加冷HCl不起泡或作用极慢，加热HCl则剧烈起泡。【主要用途】菱镁矿可用于制耐火砖(可耐3000℃高温)、含镁水泥，并可提取金属镁；菱铁矿可作为铁矿石开采。第18页，共37页，2023年，2月20日，星期三3、菱锰矿Mn［CO3］【晶体结构】三方晶系；【形态】通常呈粒状、肾状、块状或柱状集合体；【物理性质】玫瑰红色，随Ca含量增加而变浅，氧化后呈褐黑色，玻璃光泽，硬度3.5～4。相对密度3.70左右，随铁和钙含量变化而变化，完全解理。【成因及产状】内生热液成因和外生沉积成因。第19页，共37页，2023年，2月20日，星期三第20页，共37页，2023年，2月20日，星期三4、文石（又称霰xiàn石)Ca［CO3］，与方解石呈同质二像。

【化学组成】Ca常被Sr、Pb、Zn、TR所替代。此外还有Mg、Fe、Al等，但含量一般均较低。已知的变种有铅文石、锌文石、锶文石、稀土文石等。【晶体结构】斜方晶系；第21页，共37页，2023年，2月20日，星期三【形态】晶体常为柱状、矛状，但较少见。常依（110）成双晶或三连晶,三连晶常出现假六方对称。集合体常呈纤维状、柱状、晶簇状、皮壳状、钟乳状、珊瑚状、鲕状、豆状和球状等。多数软体动物的贝壳内壁珍珠质部分是由极细的片状文石沿着贝壳面平行排列而成。

第22页，共37页，2023年，2月20日，星期三【物理性质】通常为白色、黄白色，有时呈浅绿色、灰色等；透明；玻璃光泽，断口为油脂光泽。无解理，或有时见{010}不完全至中等解理；贝壳状断口。硬度3.5～4。相对密度2.9～3.3，成分中含Sr、Ba者相对密度增大。第23页，共37页，2023年，2月20日，星期三第24页，共37页，2023年，2月20日，星期三【成因及产状】文石通常在低温热液和外生作用条件下形成，它是低温矿物之一。根据合成矿物资料，文石的形成压力高于方解石。【鉴定特征】文石与方解石相似，加HCl剧烈起泡。但文石不具菱面体解理，晶形呈柱状、矛状；相对密度和硬度稍大于方解石。在硝酸钴溶液中煮沸，方解石粉末只微带青色，文石则呈浓红色、紫色。【主要用途】分布少，几乎无工业价值。第25页，共37页，2023年，2月20日，星期三5、白云石

CaMg［CO3］2【化学组成】成分中的Mg可被Fe、Mn、Co、Zn替代。其中CaMg［CO3］2—CaFe［CO3］2可呈完全类质同像系列；当Fe>Mg时称铁白云石。Fe与Mn的替代则有限，其Mn的端员CaMn［CO3］2称为锰白云石。还可形成铅白云石、钴白云石、锌白云石等变种。【晶体结构】三方晶系；第26页，共37页，2023年，2月20日，星期三【形态】晶体常呈菱面体状，不如方解石形态多样，晶面常弯曲成马鞍状，聚片双晶常见；集合体常呈粒状、致密块状，有时呈多孔状、肾状。【物理性质】纯者多为白色，含铁者灰色—暗褐色，含铁白云石风化后，表面变为褐色；玻璃光泽。完全解理，解理面常弯曲。硬度3.5～4。相对密度2.86，随成分中Fe、Mn、Pb、Zn含量的增多而增大。有些白云石在阴极射线作用下发鲜明的橘红光。第27页，共37页，2023年，2月20日，星期三第28页，共37页，2023年，2月20日，星期三【成因及产状】白云石是自然界中广泛分布的一种矿物，主要有沉积和热液两种成因。它是组成白云岩、白云质灰岩的主要矿物。白云石也是岩浆成因的碳酸岩的主要组成矿物之一。含镁质或白云质的灰岩在区域变质或接触变质作用中可形成白云石大理岩。在变质作用的较高阶段，白云石可被分解成方镁石和水镁石。第29页，共37页，2023年，2月20日，星期三【鉴定特征】晶面常呈弯曲的马鞍形。与方解石的区别是遇冷盐酸不剧烈起泡，加热后方剧烈起泡。【主要用途】用作耐火材料及高炉炼铁生产中的熔剂；部分白云石可作提取镁的原料。白云石大理岩加工后可作较好的建筑石材。第30页，共37页，2023年，2月20日，星期三6、孔雀石

Cu2［CO3］(OH)2【化学组成】Zn可能以类质同像形式代替Cu(可达12%)，吸附或机械混入的杂质有Ca、Fe、Si、Ti、Na、Pb、Ba、Mn、V等。孔雀石的含Zn变种称为锌孔雀石。【晶体结构】单斜晶系；第31页，共37页，2023年，2月20日，星期三【形态】晶体少见，通常呈柱状、针状或纤维状。集合体呈晶簇状、肾状、葡萄状、皮壳状、充填脉状、粉末状、土状等。在肾状集合体内部具有同心层状或放射纤维状的特征，由深浅不同的绿色至白色组成环带。土状孔雀石称为铜绿(或称石绿)。第32页，共37页，2023年，2月20日，星期三第33页，共37页，2023年，2月20日，星期三第34页，共37页，2023年，2月20日，星期三【物理性质】一般为绿色、但色调变化较大，从暗绿、鲜绿到白色；浅绿色条痕；玻璃至金刚光泽，纤维状者呈丝绢光泽。完全解理。硬度3.5～4。相对密度3.9～4.0。第35页，共37页，2023年，2月20日，星期三【成因及产状】孔雀石产于铜矿床氧化带，其反应式：CuFeS2+4O2===CuSO4+FeSO42CuSO4+2CaCO3+H2O===2Cu2(CO