硫化物及其类似化合物矿物大类

第十七章硫化物及其类似化合物矿物大类

SULFIDEANDITSSIMILARCOMPOUND

成分：阴离子：主要S，次Se、As、Sb、Bi等阳离子：金属元素铜型（Cu、Pb、Zn、Ag、Hg）

过渡型（Fe、Co、Ni）种数：已经超过370种以上。铁的硫化物占了绝大部分。分布：约占地壳质量的1‰

。用途：该大类矿物是工业上有色金属和稀有分散元素矿产的重要来源。第一节概述（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)。1化学成分（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、硫化物矿物的主要结构类型2晶体化学含络阴离子团本大类矿物的阳离子极化力强，电负性中等，而阴离子（硫）又易被极化，电负性(相对氧)较小，即阴阳离子电负性差较小，故其化学键以共价键为主，含有离子键和金属键过渡的复杂性质。化学键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。配位型、岛状和环状分子型结构----多为粒状（如方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、雄黄），链状结构----呈柱状或针状（如辉锑矿和辉铋矿），层状结构----多呈片状（如辉钼矿）；大多数成分简单、对称程度高（等轴晶系或六方晶系）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，斜方晶系和单斜晶系）多呈它形。

3、形态4、物理性质

光性：绝大多数呈金属光泽、金属色、深色条痕、而不透明，仅少数金刚光泽，彩色、半透明（如雄黄、雌黄、辰砂、闪锌矿等）。

硬度：复硫化物硬度最大，一般在5～6.5，其它大多数硬度低，小于小刀，最低1～2。

解理：岛状复硫化物结构：故解理不发育（如黄铁矿、毒砂）；环状分子型、链状和部分配位型结构：具完全解理（如雄黄和辉锑矿的{010}解理、方铅矿的{100}解理、闪锌矿的{110}解理）；层状结构：平行结构层的一组极完全或完全解理（如辉钼矿和铜蓝的{0001}解理、雌黄的{010}解理）。

相对密度：阳离子多具大原子量，阴离子多作紧密堆积，故相对密度较大，一般在4～6之间，少数可达8以上。

硫化物矿物的物理性质特征---作业

光泽条痕颜色硬度矿物实例形态解理金属黑色铜黄色调大于小刀

小于小刀

铅灰—锡白色调大于小刀

小于小刀

金刚彩色彩色小于小刀

？5.成因及产状（1）本大类绝大部分矿物主要是热液作用的产物。但形成的温度范围是很大的。（2）本大类矿物在地表氧化环境中很不稳定，易于被氧化。6、分类

传统分类：按阴离子或络阴离子的类型不同相应地分为以下三类:(1)简单硫化物：阴离子S2-

，如方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS)、辰砂(HgS)。(2)复硫化物：阴离子为哑铃型对硫［S2］2-

、对砷［As2］2-

及［AsS］2-、［SbS］2-，如黄铁矿(FeS2)、毒砂(FeAsS)。(3)硫盐：硫盐是指硫与半金属元素As、Sb、Bi结合组成络阴离子团［AsS3］3-、［SbS3］3-等形式，然后再与阳离子(主要是Cu、Ag、Pb三种铜型离子)结合而成较复杂的化合物。

本教材分类：按阴离子性质分为硫化物、类似化合物，再亚类。本教材分类-------按阴离子性质1.硫化物：阴离子S2.类似化合物：硒化物、碲化物、砷化物、锑化物。复硫化物，又称双硫化物或对硫化物，以哑铃状的［S2］2-、［Se2］2-、［Te2］2-、［As2］2-、［AsS］3-、［SbS］3-等阴离子团与金属阳离子结合。第二节硫化物矿物类SULFIDES

岛状硫化物矿物亚类IslandSulfides代表性矿物：黄铁矿（等轴）-白铁矿（斜方）族辉砷钴矿-毒砂族

黄铁矿(Pyrite)Fe［S2］等轴晶系【化学组成】常见Co、Ni等置换Fe，并常见Au、Ag呈机械混入物。【形态】常见完好晶形，呈{100}、{210}或{111}。常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，表面带有黄褐的锖色；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。【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，也可用于提炼硫磺。当含Au、Ag或Co、Ni较高时可综合利用。1、黄铁矿－白铁矿族对硫离子的轴向在结构中交错配置，使各方向键力相近与黄铜矿、磁黄铁矿区别?Pyrite

常完好晶形，浅铜黄色毒砂(Arsenopyrite)Fe［AsS］【化学组成】通常其成分大致变化范围为FeAs0.9S1.1至FeAs1.1S0.9。可含微量Bi、Sb、Zn、Se等，其中大部分系机械混入物。【晶体结构】单斜晶系；白铁矿型结构的衍生结构【形态】单晶常呈柱状，且柱面上有晶面条纹。【物理性质】锡白色至钢灰色；表面常带浅黄的锖色；条痕灰黑；金属光泽，不透明。解理不完全。硬度5.5～6。相对密度5.9～6.29。以锤击之发砷之蒜臭，灼烧后具磁性。性脆。【成因及产状】以高温和中温热液矿床中常见。【鉴定特征】锡白色，硬度高，锤击发蒜臭。【主要用途】为制造砷及砷化物的矿石矿物。成分中含Co较高时可综合利用。2、辉砷钴矿-毒砂族Arsenopyrite(二)环状分子型硫化物矿物亚类RingSulfides雄黄族雄黄(Realgar)As4S4。单斜晶系；环状分子型结构柱状，柱面纵纹。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。阳光久照变为淡桔红色粉末。产于低温热液矿床和硫质喷气孔，与雌黄共生。与辰砂相似，但颜色带黄色调，相对密度小。4个硫原子呈正方形排列，4个砷原子呈四面体排列，正方形和四面体的中心吻合；硫原子和砷原子以共键价相联系，As4S4分子间以分子键相连系。辉锑矿族－辉锑矿（Stibnite或Antimonite）

Sb2S3。斜方晶系;链状结构；柱状，常弯曲。铅灰色，暗蓝锖色；黑色条痕；金属光泽；不透明。{010}完全解理。解理面上常有横的聚片双晶纹。硬度2。相对密度4.6。性脆。低温热液或火山升华成因。与方铅矿、辉铋矿如何区别？[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。链内的硫和锑间距为0.25nm，以离子键-金属键联系，链带间硫和锑间距为0.32nm，以分子键联系。

(二)链状硫化物矿物亚类RingSulfides辰砂cinnabarHgS。三方晶系；螺旋链状（变形的氯化钠型）结构；常呈菱面体{1011}、平行{0001}厚板状或平行c轴延伸的柱状。常见以L3为双晶轴的贯穿双晶。鲜红色，铅灰锖色；红色条痕；金刚光泽；半透明。平行{1010}完全解理。硬度2～2.5。性脆。相对密度8～8.2。低温热液标型矿物。与雄黄如何区别？辰砂族-Hg-S-Hg-S-螺旋状链平行c轴延伸

鸡血石辉钼矿族辉钼矿(Molybdenite)

MoS2。常含Se、Te、Re、铂族元素。六方晶系(2H)；层状结构；片状。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。产于高中温热液、矽卡岩，我国储量居世界首位。与石墨如何区别？层状硫化物矿物亚类LayerSulfides

平行{0001}的三方柱[MoS6]配位结构层As2S3单斜晶系；层状结构板状或短柱状。集合体呈片状、放射状和土状。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。{010}极完全解理；硬度1.5～2；薄片具挠性。相对密度3.5。低温热液、火山凝华成因。如何区别于自然硫？雌黄族雌黄(Orpiment)雌黄平行{010}的结构层

Orpiment配位型硫化物矿物亚类CoordinationSulfides

闪锌矿族闪锌矿(Sphalerite)ZnS等轴晶系；闪锌矿型结构常含Fe、In、Cd、Tl、Ga、Ge、Se、Ag，Fe可达26.2%。粒状。浅黄、棕褐、黑色；条痕白至褐色；树脂光泽至半金属光泽；透明至半透明。解理{110}完全。硬度3.5～4。相对密度3.9～4.2。不导电。高、中温热液和接触交代成因。面网{110}为Zn2+和S2-的电性中和面SphaleriteCuFeS2

四方晶系；闪锌矿型结构的衍生结构。四方四面体少见。常为致密块状或分散粒状集合体。深黄铜黄色，绿黑色条痕；金属光泽；不透明。解理{112}和{101}不完全。硬度3～4。相对密度4.1～4.3。性脆。能导电。产于铜镍硫化物矿床、夕卡岩型矿床和中温热液矿床中。在地表易氧化而成孔雀石、蓝铜矿。在次生富集带可蚀变为斑铜矿、辉铜矿和铜蓝。黄铜矿族－黄铜矿(Chalcopyrite)黄铜矿如何与黄铁矿、自然金区别？颜色、硬度、条痕、？

Cu5FeS4

等轴晶系；复杂四面体配位结构。单晶为立方体或立方体，常呈块状或粒状集合体。暗铜红色，常具蓝、紫等斑杂锖色；灰黑色条痕；金属光泽；不透明。无解理。硬度3。相对密度4.9～5.3。性脆。产于铜镍硫化物矿床、夕卡岩矿床及硫化物矿床的次生富集带。斑铜矿族－斑铜矿(Bornite)方铅矿PbS—硒铅矿PbSe系列。等轴晶系；NaCl型结构。高温者立方体,低温者八面体