《常见有用矿物》培训课件

矿石学基础（第二版）2.1矿物的分类及命名2.1.1矿物的分类2.1.1.1矿物的工业分类矿物的工业分类是根据矿物的不同性质和用途进行划分的。⑴金属矿物类⑵非全属矿物类2.常见有用矿物2.1.1.2矿物的成因分类矿物的成因分类是从矿物成因的角度来研究矿物的特点，以便找出它们之间的分布规律。⑴内生成因矿物：是黑色金属、有色金属、稀有稀土金属等矿产资源的主要来源。⑵外生成因矿物：是在低温、低压条件下进行的。根据矿物形成时外力地质条件的不同，可、分为风化型矿物和沉积型矿物。⑶变质成因矿物：原来形成于内力地质作用和外力地质作用的矿物，后来受到变质作用，又可形成相应种类和特点的新矿物。2.常见有用矿物2.1.1.3矿物的晶体化学分类矿物的晶体化学分类是以矿物的化学成分和晶体结构为依据的矿物分类法。晶体化学分类的体系和原则：①大类，化合物类型和化学键相同或相似的矿物归为一个大类，如含氧盐大类等。②类，在大类范围内，把具有相同阴离子或络阴离子的矿物归并为一个类。如含氧盐大类中的硅酸盐类等。③亚类，在某些类中，若矿物中的络阴离子在结构上有所不同时，可再分为亚类。如硅酸盐类中的架状结构硅酸盐亚类等。2.常见有用矿物④族，在同一个类或亚类中，将化学成分类似晶体结构相同的矿物，划分为一个族。如架状结构硅酸盐亚类中的长石族等。⑤亚族，若族过大，则可根据阳离子的种类划分出亚族。如长石族中的钾钠长石亚族、斜长石亚族等。⑥种，具有一定晶体结构和化学成分的矿物定为一个矿物种，如正长石、斜长石等。它是矿物分类的基本单位。⑦亚种，亦称变种或异种。属于同一个种的矿物，因在次要成分或物性等方面，稍有差异者，划分为某一矿物的亚种。2.常见有用矿物2.1.2矿物的命名矿物命名有各种不同的依据，主要有以下几点：①以化学成分命名②以物理性质命名③以晶体形态命名④以成分及物理性质命名⑤以晶体形态及物理性质命名⑥以地名命名⑦以人名命名2.常见有用矿物2.2自然元素矿物在自然界能以元素单质形式产出的矿物，称为自然元素矿物。目前已知的自然元素矿物约有90种，约占地壳总重量的0.1％。2.常见有用矿物表2-1能形成自然元素矿物的元素组成自然元素矿物的元素有金属、半金属和非金属元素。金属元素主要为R族元素Ru、Rh、Pd、0s、Ir、Pt和Cu、Au、Ag等；半金属元素为As、Sb、Bi；非金属元素主要为C和S。这些元素之所以能呈单质形式产出，有的是由于化学性质的惰性，如Au、Pt等；有的虽然化学性质比较活泼，但它们在适当的地质条件下，易于从化合物中还原出来，如Cu、Ag等。自然元素矿物的晶格类型有3种，即金属晶格、原子晶格和分子晶格。由于晶格类型的不同，所以表现出矿物的物理性质亦各不相同。2.常见有用矿物2.3硫化物及其类似化合物矿物硫化物是金属或半金属元素与硫结合而成的天然化合物。硫化物矿物已发现的有300多种，其重量约占地壳总重量的0.15％。2.常见有用矿物表2－3

形成硫化物及其类似化合物的元素硫化物的化学组成中，阴离子主要是S，有少量Se、Te、As等。阳离子主要是铜型离子以及过渡型离子，其中主要是Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Fe、Co、Ni等，它们与S、Se、Te、As等有明显的亲和力，形成硫化物以及硒化物、碲化物、砷化物等类似化合物。在硫化物中As、Sb、Bi既可作阳离子又可充当阴离子，起双重作用。2.常见有用矿物根据阴离子特点可分为以下三类：（1）简单硫化物。硫呈阴离子S2-与阳离子结合成简单硫化物，如方铅矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）等。（2）复硫化物。阴离子呈哑铃状对硫［S2］2-、对砷［As2］2-以及［AsS］2-、［SbS］2-等与阳离子结合成复硫化物，如黄铁矿（FeS2）、毒砂（FeAsS）等。（3）硫盐。硫与半金属元素As、Sb、Bi结合组成络阴离子团，如［AsS3］3-、［SbS3］3-等形式，然后再与阳离子结合成硫盐，如硫砷银矿（Ag3AsS3）、黝铜矿（Cu12As4S13）等。2.常见有用矿物2.4氧化物和氢氧化物矿物氧化物和氢氧化物是一系列金属阳离子和某些非金属阳离子（如Si等）与O2ˉ或（OH）ˉ形成的化合物。与O2ˉ和（OH）ˉ组成化合物的元素有40多种（表2－3），其中Fe、Mn、Al、Cr、Ti、Sn、Nb、Ta、U、Th、TR等的主要矿石矿物均为氧化物和氢氧化物。氧化物和氢氧化物的种数已发现有200多种。它们在地壳中分布广泛，占地壳总重量的17％左右，其中石英族矿物就占12.6％，铁的氧化物和氢氧化物占3.9％。其次是铝、锰、钛、铬的氧化物或氢氧化物。2.常见有用矿物2.常见有用矿物表2-5

形成氧化物和氢氧化物矿物的主要元素

氧化物的类质同象现象很普遍，不仅有等价的而且也有异价的类质同象，化学性质相近的元素往往在矿物的类质同象中成组出现。等价的类质同象离子主要有：Mg2+—Fe2+—Mn2+，Al3+—Cr3+—V3+—Fe3+—Mn3+，La3+—Ce3+—Y3+Th4+—U4+，Nb5+—Ta5+。异价的类质同象离子主要有：Ti4+—Nb5+，Sn4+—Nb5+，Fe2+—Ti4+，Fe3+—Ti4+，Na+—Ca2+—Y3+—Ce3+。2.常见有用矿物2.5含氧盐矿物含氧盐是各种含氧的络阴离子与金属阳离子所组成的盐类化合物。它们约占已知矿物种数的三分之二，是地壳中分布最广泛、最常见的一大类矿物。国民经济中许多重要的矿物原料，特别是非金属矿物原料，如化工、建材、耐火材料、冶金辅助原料以及许多贵重的宝（玉）石原料，主要都来自含氧盐矿物。2.常见有用矿物

自然界含氧盐矿物中最主要的络阴离子有[SiO4]4-、[SO4]4-、[PO4]3-和[CO3]2-等。这些络阴离子具有比一般简单化合物的阴离子（O2-、S2-、Clˉ等）大得多的离子半径，并以一个独立的单位存在，只有与半径较大的阳离子相结合，才能形成稳定的化合物。根据络阴离子种类的不同，含氧盐矿物分为三类：第一类：硅酸盐第二类：碳酸盐第三类：硫酸盐、磷酸盐、钨酸盐、硼酸盐2.常见有用矿物2.5.1硅酸盐矿物硅酸盐矿物在自然界分布极为广泛。已知硅酸盐矿物有800余种，约占已知矿物种的1/3。其重量约占地壳岩石圈总重量的85％。它们不仅是三大类岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）的主要造岩矿物，而且也是许多非金属矿产和稀有金属矿产的来源。如云母、石棉、滑石、高岭石、硅灰石、沸石以及Be、Li、Zr、Rb、Cs等。2.常见有用矿物组成硅酸盐矿物的离子主要是惰性气体型离子和部分过渡型离子，如O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K及Mn、Ti、B、Be、Zr、Li等，而铜型离子则少见。在硅酸盐矿物中，除去主要由Si和O组成的络阴离子外，还可以出现附加阴离子O2-、OHˉ、Clˉ、Fˉ以及S2-、[CO3]2ˉ、[SO4]2ˉ等。此外，还可以有H2O分子参加。2.常见有用矿物2.5.2碳酸盐矿物碳酸盐是金属阳离子与碳酸根[CO3]2-相化合而成的盐类。目前已知的碳酸盐矿物已逾100种，广泛分布于地壳中，它们占地壳总重量的1.7％左右。其中分布最广的是钙和镁的碳酸盐，能形成很厚的海相沉积地层。碳酸盐矿物是重要的非金属矿物原料，亦是提取Fe、Mg、Mn、Zn、Cu等金属元素及放射性元素Th、U和稀土元素的重要矿物原料来源，具有重要的经济意义。2.常见有用矿物2.5.3其他含氧盐矿物2.5.3.1硫酸盐矿物硫酸盐矿物是络阴离子[SO4]2-与某些金属阳离子结合而成的化合物。目前已知的硫酸盐矿物有180多种，占地壳总重量的0.1％。其中常见和具有工业意义的矿物不多，主要是作为非金属矿物原料，如石膏、重晶石、明矶石等。2.常见有用矿物2.5.3.2磷酸盐矿物磷酸盐矿物是络阴离子[PO4]3-与某些金属阳离子结合而成的化合物。这类矿物是提取磷、稀土、铀等矿物原料的重要来源。在磷酸盐矿物中，由于[PO4]3-具有较高的电价和较大的离子半径，因此[PO4]3-与稀土等离子半径大的三价阳离子结合时形成稳定的无水化合物，如独居石（Ce、La、Y┅┅）[PO4]。若与半径较大的二价阳离子Ca2+、Sr2+、Pb2+化合时,则常有附加阴离子OH-、F-、Cl-等加入，形成磷灰石Ca5[PO4]3（F,Cl）等化合物。2.常见有用矿物2.5.3.3钨酸盐矿物钨酸盐矿物是由钨酸根[WO4]2-和Fe2+、Mn2+、Ca2+及Cu2+、Pb2+、Zn2+等二价金属阳离子结合而成的稳定化合物。钨酸盐矿物种类不多，但它是提取钨的主要矿物原料。钨酸盐矿物的颜色随阳离子种类不同而异。硬度中等。比重很大，一般在6～7之间。具亲水性。2.常见有用矿物2.6卤化物矿物大类卤化物矿物是卤族元素氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）与惰性气体型离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+等组成的化合物，此外，还有部分铜型离子Ag、Cu、Ph、Hg