硫化物及其类似化合物大类

硫化物及其类似化合物大类126第1页，课件共26页，创作于2023年2月（1）阳离子：主要为铜型离子(Cu、Pb、Zn、Ag、Hg)及靠近铜型离子一边的过渡型离子(Fe、Co、Ni、Mo、Mn、Pt)。（2）阴离子:主要是S,少量的Se、Te、As、Sb、Bi等。

S的三种形式：S2-——简单硫化物

[S2]2-、[AsS]2-——复硫化物

[AsS3]3-或[SbS3]3-等——硫盐区别于硫酸盐（3）类质同像普遍且多样。（4）一些稀有分散元素Ga、Ge、In、Re呈类质同像混入物存在，可作为稀有金属矿床综合利用。1化学成分226第2页，课件共26页，创作于2023年2月2晶体结构本大类矿物化学键既非典型离子键，又非典型共价键，具有离子键、共价键和金属键过渡的复杂性质。岛状、链状、层状和架状结构的矿物具多种化学键。S2-等作最紧密堆积，阳离子充填四面体或八面体空隙。硫化物矿物的主要结构类型结构型主要矿物举例岛状黄铁矿、白铁矿、毒砂环状（分子型）雄黄链状辉锑矿、辉铋矿、辰砂层状辉钼矿、铜蓝、雌黄架状辉银矿、黝铜矿配位型四面体配位型闪锌矿、斑铜矿、黄铜矿、纤锌矿、方黄铜矿、硫砷铜矿八面体配位型方铅矿、磁黄铁矿、红砷镍矿混合配位型镍黄铁矿、辉铜矿326第3页，课件共26页，创作于2023年2月硫化物矿物中常见的同质多象变体及其转变温度成分高温变体低温变体转变温度/℃矿物名称晶系矿物名称晶系Cu2S六方辉铜矿六方晶系辉铜矿斜方晶系105Ag2S辉银矿等轴晶系螺状硫银矿单斜晶系179HgS黑辰砂等轴晶系辰砂三方晶系400CuFeS2等轴黄铜矿等轴晶系黄铜矿四方晶系550Cu5FeS4斑铜矿等轴晶系四方斑铜矿四方晶系228同质多象——硫化物矿物中同质多象现象普遍，主要取决于形成温度及成矿溶液的酸碱度等。426第4页，课件共26页，创作于2023年2月对称程度多型本大类中的层状结构矿物常呈不同多型，如，辉钼矿具有2H、3R或(2H+3R)混合型多型变体，纤锌矿则有多达154种多型变体。成分简单的硫化物一般对称程度高，如单硫化物和复硫化物多为等轴晶系或六方晶系；成分复杂的硫化物一般对称程度较低，如硫盐多为斜方晶系和单斜晶系。526第5页，课件共26页，创作于2023年2月具配位型、岛状和环状分子型结构的硫化物多为粒状（如方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、雄黄）；具链状结构的硫化物呈柱状或针状（如辉锑矿和辉铋矿）；具层状结构的矿物多呈片状（如辉钼矿）；大多数成分简单、对称程度高（等轴或六方）的硫化物（单硫化物和复硫化物）可呈自形或半自形；成分复杂、对称程度低的硫化物（如硫盐，斜方和单斜）多呈它形。

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。3形态626第6页，课件共26页，创作于2023年2月4物理性质——取决于矿物成分、结构及键性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。简单硫化物解理发育，复硫化物解理不完全或无解理。简单硫化物的硬度较低，一般在2～4，层状结构者(辉钼矿、雌黄……)为1～2；但复硫化物具较高的硬度，一般5～6.5，个别达7～8。本大类矿物比重一般＞4。熔点低。726第7页，课件共26页，创作于2023年2月5成因产状绝大部分矿物是热液作用的产物。形成温度范围很大。也有岩浆成因、接触交代成因、沉积成因。在地表氧化环境中很不稳定，易于被氧化。6分类

按阴离子或络阴离子的类型不同分三类:(1)简单硫化物：阴离子S2-与阳离子结合，如方铅矿、闪锌矿、辰砂(HgS)。(2)复硫化物：阴离子哑铃型对硫[S2]2-、对砷[As2]2-及[AsS]2-、[SbS]2-等与阳离子(主要Fe、Co、Ni)结合，如黄铁矿、毒砂(FeAsS)。(3)硫盐：硫与半金属元素As、Sb、Bi组成络阴离子团[AsS3]3-、[SbS3]3-，再与阳离子(主要Cu、Ag、Pb)结合而成的化合物。建议分类：按阴离子性质分为硫化物、类似化合物。826第8页，课件共26页，创作于2023年2月阴离子——S2-简单阴离子个别矿物族（铜蓝(Cu2SCu[S2])族）——除简单阴离子外，还有对阴离子如[S2]2-的存在——可视为简单硫化物与复硫化物之间的过渡矿物。二主要矿物1.

简单硫化物类代表性矿物：方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、（磁黄铁矿、红砷镍矿）、铜蓝、辰砂、辉锑矿、雌黄、雄黄、辉钼矿、斑铜矿、辉铜矿926第9页，课件共26页，创作于2023年2月方铅矿：PbS[化学组成]PbS。常含Ag、Cu、Zn等；[晶体结构]等轴晶系。NaCl型结构。[形态]立方体和八面体。集合体粒状。[物理性质]

铅灰色；灰黑色条痕；金属光泽。平行{100}完全解理。硬度2～3。相对密度7.4～7.6。弱导电性。[成因及产状]矽卡岩型和中低温热液矿床，在氧化带易转变为铅钒、白铅矿等。[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。用硝酸分解产生PbSO4白色沉淀物。[主要用途]铅的矿石矿物；含Ag高可提炼银。晶体可作检波器。方铅矿族典型立方面心格子。化学键为离子键—金属键过渡型。1026第10页，课件共26页，创作于2023年2月闪锌矿ZnS或

-ZnS[化学组成]

常含Fe、In、Cd、Tl、Ga等。[晶体结构]等轴晶系。闪锌矿型结构。[形态]四面体、立方体及菱形十二面体。集合体多呈粒状。[物理性质]浅黄、棕褐、黑色(铁闪锌矿)；条痕白至褐色；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3.9～4.2。不导电。[成因及产状]各种高、中温热液矿床和接触交代矿床中。[鉴定特征]粒状晶形、多组完全解理、硬度小、金刚光泽、常与方铅矿共生。[主要用途]锌矿石矿物和镉、铟、锗、镓、铊、硒等分散元素的目标矿物。闪锌矿族锌离子呈立方面心排列，硫离子于相间的四个小立方体中心。面网{110}为Zn2+和S2-的电性中和面。1126第11页，课件共26页，创作于2023年2月12

1226第12页，课件共26页，创作于2023年2月闪锌矿的标型特征

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Fe26.2%）

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ZnS4.10

1326第13页，课件共26页，创作于2023年2月黄铜矿CuFeS2

[化学组成]常含少量Ag、Au、Zn等。[晶体结构]四方晶系；闪锌矿型之衍生结构。[形态]四方四面体，少见。集合体致密块状或分散粒状。[物理性质]

深黄铜黄色，常见暗黄或斑状锖色；绿黑色条痕；金属光泽；不透明。解理平行{112}和{101}不完全。硬度3～4。相对密度4.1～4.3。性脆。能导电。[成因产状]铜镍硫化物、夕卡岩型和中温热液矿床。地表易氧化成孔雀石、蓝铜矿。次生富集带蚀变为斑铜矿、辉铜矿和铜蓝。[鉴定特征]与黄铁矿：颜色更黄，硬度较低；与自然金：绿黑色条痕，脆性及溶于硝酸。[主要用途]铜的主要矿石矿物。黄铜矿族相当于两个闪锌矿晶胞叠置，锌离子位置被铜和铁两种离子有序代换而成。1426第14页，课件共26页，创作于2023年2月[化学组成]Fe1-xS，因Fe3+→Fe2+导致Fe缺席(x=0～0.223)。[晶体结构]

红砷镍矿型结构。S按六方紧密堆积，Fe充填所有八面体空隙。[形态]

板状，少数柱状或桶状。集合体致密块状、粒状或浸染状。[物理性质]

暗古铜黄色，表面具褐色锖色；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]

基性岩体内铜镍硫化物岩浆矿床；接触交代矿床；热液矿床。氧化带极易分解，最后转变为褐铁矿。[鉴定特征]

暗古铜黄色，硬度小，弱—强磁性。[主要用途]

制硫酸。含Ni高时可提取Ni。磁黄铁矿族——磁黄铁矿

Fe1-xSS按六方最紧密堆积，Fe充填所有八面体空隙。[FeS6]八面体共面平行c轴成链，水平方向上[FeS6]八面体共棱。Fe1526第15页，课件共26页，创作于2023年2月辰砂族辰砂HgS[化学组成]HgS。含少量Se、Te。[晶体结构]三方晶系；螺旋链状（变形的氯化钠型）结构。[形态]菱面体、厚板状或柱状。集合体多呈粒状，亦见被膜状和皮壳状。[物理性质]

鲜红色，铅灰锖色；红色条痕；金刚光泽；半透明。平行{100}完全解理。H2～2.5。性脆。相对密度8～8.2。成分纯者不导电，含0.1%硒或碲时，导电性增强。[成因及产状]为低温热液矿床标型矿物。[鉴定特征]颜色和条痕鲜红色，相对密度大，硬度低。[主要用途]重要汞矿石矿物。单晶可作激光调制晶体。变形的氯化钠型——将NaCl型结构沿L3变形。1626第16页，课件共26页，创作于2023年2月辉锑矿Sb2S3[化学组成]Sb2S3。含少量As、Pb、Ag、Cu和Fe。[晶体结构]斜方晶系；链状结构。[形态]柱状或针状，柱面具纵纹。集合体呈放射状或晶簇。[物理性质]铅灰或钢灰色，暗蓝锖色；条痕黑色，研磨后呈褐色；金属光泽，不透明。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]低温热液矿床。也可见火山升华物中。[鉴定特征]颜色和晶形，柱面有纵的聚形纹，解理面上有横的聚片双晶纹，平行{010}完全解理。滴KOH现黄色，后变为褐红色。[主要用途]锑矿石矿物。辉锑矿族[SbS3]三方锥以锯齿状链沿c轴延伸，两个链平行（010）联结成链带。链内为离子键-金属键，链带间为分子键。

1726第17页，课件共26页，创作于2023年2月雌黄族——雌黄As2S3

[化学组成]As2S3。Sb、Se、Hg、Ge、V为主要混入物。[晶体结构]单斜晶系；层状结构。[形态]板状或短柱状，晶面常弯曲，柱面有纵纹。集合体呈片状、梳状、放射状和土状等。[物理性质]柠檬黄色；鲜黄色条痕；油脂-金刚光泽，解理面珍珠光泽；薄片透明。平行{010}极完全解理；硬度1.5～2；薄片具挠性。相对密度3.5。[成因及产状]低温热液矿床中与雄黄共生；火山凝华物中与自然硫、氯化物共生。[鉴定特征]以其颜色、条痕、解理、挠性、相对密度区别于自然硫。[主要用途]砷矿石矿物，药用矿物。As、S连接成层，层中每一个As被3个S包围，每个S与两个As相连。层平行{010}，各层间以分子键相连，故平行{010}解理完全。1826第18页，课件共26页，创作于2023年2月雄黄族——雄黄AsS

[化学组成]As4S4。杂质少。[晶体结构]单斜晶系；环状分子型结构。[形态]柱状、短柱状或针状，柱面有纵纹。常以粒状、土状或皮壳状集合体产出。雄黄的分子型结构：由As4S4构成分子环，分子中4个S与4个As间为共价键，而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。

[物理性质]桔红色，条痕淡桔红色；晶面金刚光泽，断面树脂光泽，透明～半透明。平行{010}完全解理。硬度1.5～2。相对密度3.6。性脆。[成因及产状]低温热液矿床。[鉴定特征]颜色、条痕、硬度及相对密度。与辰砂：颜色带黄色调，相对密度小。[主要用途]砷的主要矿石矿物。1926第19页，课件共26页，创作于2023年2月[化学组成]MoS2。Se、Te替代S；Re取代Mo。含铂族元素。[晶体结构]六方晶系；层状结构。[形态]六方板状、片状，集合体片状、鳞片状。[物理性质]铅灰色；亮铅灰色条痕，在涂釉瓷板上为黄绿色条痕；金属光泽，不透明。平行{0001}极完全解理。硬度1。薄片具挠性。相对密度5.0。具滑感。

[成因及产状]高中温热液矿床中与黑钨矿、锡石、辉铋矿共生；也见于矽卡岩型矿床。[鉴定特征]光泽、颜色和涂釉瓷板上的黄绿色条痕、较大相对密度与石墨区别。[主要用途]钼、铼的矿石矿物。辉钼矿族——辉钼矿MoS2层由两层S2-组成面网夹一层由Mo4+组成的面网，结构层平行{0001}。层内共价键-金属键；层间分子键。2026第20页，课件共26页，创作于2023年2月阴离子：对阴离子[S2]2-、[Se2]2-、[Te2]2-、[As2]2-;阳离子：主要是Fe、Co、Ni等过渡型离子。结构中常由哑铃状对阴离子近似按立方密堆积而成。因对阴离子存在，对称性有所降低。对阴离子间具有强烈共价键，其键长很短,如对硫离子中S-S之距离(2.05Å)小于二倍硫离子半径之和(3.5Å)，因而相应地使金属阳离子与这些对阴离子之间的距离缩短，使晶体结构趋向于紧密；对阴离子成哑铃状在结构中交错配置，使各方向键力比较相近，造成解理缺乏或解理不完全。2.

复硫化物类代表性矿物：黄铁矿、白铁矿、毒砂等2126第21页，课件共26页，创作于2023年2月黄铁矿-白铁矿族黄铁矿Fe［S2］

[化学组成]常见Co、Ni等置换Fe，Au、Ag呈机械混入物。[晶体结构]等轴晶系。NaCl型之衍生结构。[形态]常见完好晶形，呈立方体、五角十二面体或八面体。立方体晶面上可见三组相互垂直的晶面条纹。集合体常成致密块状、分散粒状及结核状等。[物理性质]浅铜黄色，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]分布最广硫化物，形成于多种地质条件。[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。2226第22页，课件共26页，创作于2023年2月NaCl型衍生结构。对硫[S2]2-近似立方最紧密堆积，中心为Cl-位置，Fe2+在Na+位置。[S2]2-轴向为晶胞1/8小立方体对角线方向。对硫离子轴向在结