自然元素、卤化物、硫化物.ppt

,mineralogy,第三节 矿物学各论,矿物岩石学,矿物的晶体化学分类简介,自然元素矿物,硫化物,氧化物和氢氧化物矿物,硅酸盐矿物,其它含氧盐矿物（碳酸盐、硫酸盐等）,矿物的形成与变化,卤化物矿物,矿物的晶体化学分类简介 （1）,矿物的晶体化学分类原则,矿物的晶体化学分类简介 （1）,矿物的晶体化学分类原则,矿物的晶体化学分类简介 （2）,第一大类 自然元素 金属元素 半金属元素 非金属元素,第二大类 硫化物及类似化合物 简单硫化物 复硫化物 硫盐,第三大类 氧化物和氢氧化物 氧化物 氢氧化物,第四大类 含氧盐 硅酸盐 硼酸盐 磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐 钨酸盐、钼酸盐 铬酸盐 硫酸盐 碳酸盐 硝酸盐,第五大类 卤化物,矿物的晶体化学分类,矿物的晶体化学分类简介 （3）,矿物命名法,命名依据 成分 性质 成分及性质 形态 形态及物性 地名 人名,举 例 钨锰铁矿(Mn,Fe)WO4，银金矿(Au,Ag) 重晶石（相对密度大）、方解石（具菱面体解理）、孔雀石（孔雀绿色）、天青石（天青色）、蛇纹石（颜色斑驳如蛇皮） 赤铜矿（Cu2O、红色），黄铜矿（CuFeS2、铜黄色），辉锑矿（Sb2S3、金属光泽），方铅矿（PbS、立方体晶形及解理），磁铁矿（Fe3O4、具强磁性） 石榴子石（四角三八面体或菱形十二面体状似石榴子），十字石（双晶呈十字形） 红柱石（红色、柱状晶体），绿柱石（绿色、柱状晶体） 香花石（发现于我国香花岭），高岭石（我国江西高岭地方产者最著名） 章氏硼镁石（英文名hungchsaoite，可译为鸿钊石）（为纪念我国地质学家章鸿钊而命名）,我国传统命名习惯： 矿：呈金属光泽或主要用于提炼 金属的矿物。 石：具非金属光泽的矿物。 玉：宝玉石类矿物。 晶：成透明晶体者。 砂：常以细小颗粒产出的矿物。 华：地表次生的并呈松散状的矿物。 矾：易溶于水的硫酸盐矿物。,mineralogy,第三节 矿物学各论,矿物岩石学,矿物的晶体化学分类简介,自然元素矿物,硫化物,氧化物和氢氧化物矿物,硅酸盐矿物,其它含氧盐矿物（碳酸盐、硫酸盐等）,矿物的形成与变化,卤化物矿物,自然界以单质形式存在的矿物。 已知的自然元素矿物种50， 约占地壳总重量的 1，分布极不 均匀。其中有些可显著富集，甚至 形成矿床。,一、自然元素矿物,自然金： Au 化学组成： 纯金极少见，常有一定 数量的类质同像混入物 Ag 。 自然金自然银完全类质同像系列,此外，尚可含少量 Cu、Pd、Bi、Pt、Te、Ir等。含Cu20%者称铜金矿；含 Pd511%者称钯金矿；含Bi4%者称 铋金矿。 自然金的 纯度以成色来表示， 用千分数示之。,内生成因自然金的成色标型 晶体结构： 等轴晶系，Fm3m 。 Au 原子呈立方最紧密堆积， 具立方面心格子的铜型结构。 形态： 一般呈分散粒状、 不规则粒状或树枝状等集合体。,鉴定特征： 金黄色颜色及条痕，强金属光泽。 硬度低(23)，无解理，强延展性。 比重大(15.619.3)。熔点高(1062)。 化学性质稳定， 在空气中不氧化， 只溶于王水。,矿物鉴定特征,金刚石： C 化学组成： 带色和不透明者常含 Si、Al、Ca、 Mg、B、N、Fe、Ti 等杂质及石墨、 橄榄石、磁铁矿、金红石等包裹体。,杂质N 和 B 的含量和存在形式， 直接影响着金刚石的 光、电、热等 物理性能，成为金刚石分类的基本 依据。,金 刚 石 分 类,晶体结构： 等轴晶系，对称型 m3m， 具立方面心格子。C原子位于立方 晶胞的8个角顶和6个面中心，以及 相间地分布于半数的1/8小立方 晶胞的中心。CN = 4 。,金刚石（ C ）,返回,金刚石晶体形态,返回,形态 多呈111、110，常呈浑圆粒状。 鉴定特征 浑圆粒状。金刚光泽。极高的 硬度（H=10），解理 111 中等。 日光曝晒后，在暗处发淡青蓝色磷光。,金刚石鉴定特征,返回,用途： 名贵宝石、切削工具、研磨材料、 精密仪器的零件、钻头、尖端技术材料等。 成因产状： 产于金伯利岩、橄榄岩、钾镁煌斑岩 和榴辉岩中。 主要产地有澳大利亚、南非、俄罗斯、 扎伊尔、巴西、美国及我国山东、辽宁、 贵州、江苏、湖南等。,石墨： C 鉴定特征： 鳞片状、致密块状、土状。铁黑色 钢灰色，条痕亮黑色，半金属光泽。 0001 极完全解理，硬度小(1-2)。 比重小，性软，有滑感，易污手， 可书写。,石墨结构,返回,石墨鉴定特征,返回,用途： 冶金工业： 作 高温坩埚铸件 机械工业： 润滑剂 电池工业： 电极 原子能工业： 中子减速剂 用于制造铅笔芯、涂料、染料等。 石墨-3R可作合成金刚石的原料。,mineralogy,第三节 矿物学各论,矿物岩石学,矿物的晶体化学分类简介,自然元素矿物,硫化物,氧化物和氢氧化物矿物,硅酸盐矿物,其它含氧盐矿物（碳酸盐、硫酸盐等）,矿物的形成与变化,卤化物矿物,卤化物大类： 萤石族：萤石 CaF2 氟化物类 冰晶石族:Na3AlF6 石盐族： 石盐NaCl、 氯化物、溴化物、碘化物类 钾盐 KCl 光卤石族 角银石族,萤石（fluorite） ： CaF2 组分中可含TR（主要为Th、Ce、 U、Y等）。 晶体结构： 等轴晶系，对称型 m3m 。,返回,萤石型结构：,鉴定特征： 晶体常呈完好的100，且晶面上 有时具嵌木地板式花纹；其次可见 111或二者之聚形；110少见。 集合体多为粒状或致密块状。常依 111成穿插双晶。 颜色多样，常呈紫色、蓝色、绿色， 而无色、黄色少见； 玻璃光泽。 111四组完全解理；H4。具荧光性。,返回,穿插双晶：,下一页,萤石形态特征：,下一页,萤石形态特征：,下一页,萤石形态特征：,下一页,萤石形态特征,下一页,萤石形态特征,下一页,萤石形态特征：,萤石形态特征：,返回,萤石晶体形态标型,成因产状： 主要为热液成因； 无色透明的光学萤石产于 花岗伟晶岩和萤石脉的晶洞中。 我国最主要产地：浙江的武义、 义乌、金华一带。,用途： 化学工业上用以提取氟、制造HF（ 可镂刻玻璃）和人造冰晶Na3AlF6。 冶金工业用作熔剂。 玻璃、陶瓷工业，用作制造乳白色 不透明玻璃和珐琅，及配制瓷釉的原料。 色泽美丽的致密隐晶质萤石可作 装饰品或雕刻工艺品的石料。,无 裂隙、杂质、气泡， 且 10103 mm3 的无色或淡色 透明的晶体用于制造光学透镜和 棱镜。 原子能工业用来提取 纯U235。 用于水泥工业。 F是火箭推进燃料理想的氧化剂。,石盐（halite）： NaCl 晶体结构： 等轴晶系，对称型 m3m 。 NaCl 型结构：Cl-成立方最紧密堆积， Na+充填全部八面体空隙， 典型离子晶格。,鉴定特征： 晶体常呈100。集合体通常呈粒状、 致密块状或疏松盐华状等。 纯净无色透明者少见，常含杂质而呈 各种颜色。玻璃光泽，风化面油脂光泽。 100三组完全解理。H22.5。易溶于水， 有咸味。,成因产状： 典型的化学沉积型成因。 主要产于气候干旱的内陆盆地的 干涸盐湖中及水的蒸发量补给量 的泻湖、海湾沉积物中。 我国产地： 沿海各省、西北、 西南、中南、华东各地区。尤以 柴达木盆地最为著名。,用途： 作为食料和食料防腐剂； 提炼金属Na及制造苏打、HCl 和其他化工产品的重要矿物原料； 电器工业用于制造发光的充Na 蒸汽灯泡等。,返回,石盐结构（NaCl):,下一页,矿物特征：,下一页,矿物特征：,返回,矿物特征：,mineralogy,第三节 矿物学各论,矿物岩石学,矿物的晶体化学分类简介,自然元素矿物,硫化物,氧化物和氢氧化物矿物,硅酸盐矿物,其它含氧盐矿物（碳酸盐、硫酸盐等）,矿物的形成与变化,卤化物矿物,硫化物大类分类 据阴离子特点分三类： 1）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。,晶体结构晶体结构： 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， 化学键为离子键金属键的过渡类型。,方铅矿： PbS,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。,化学组成： 常有Fe2+替代Zn进入晶格， 其他尚有Mn、Cd、In、Ga、Ge、Tl 等类质同像混入物。,闪锌矿：ZnS 或 -ZnS,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. 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,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+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，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； 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：CuFeS2 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。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