矿物学之氢氧化物.doc

氢氧化物水镁石(氢氧镁石)(Brucite)Mg(OH)2【化学组成】成分中可有Fe、Mn、Zn类质同像替换Mg，有时含FeO可达10%,MnO可达20%,ZnO可达4%。【晶体结构】三方晶系；-Pm1;a0=0.313 nm,c0=0.474 nm;Z=1。水镁石型结构为典型的层状结构之一(图Y-30)：两层OH-呈六方最紧密堆积，Mg2+充填于全部八面体空隙，构成配位八面体的结构层；结构层与结构层之间相接触的两层OH-也呈近似六方最紧密堆积，但所形成的八面体空隙未充填阳离子。结构层内为离子键,结构层间以氢键相联。水镁石的层状结构决定了它主要以板片状形态出现并发育极完全的0001解理。图Y-30水镁石的结构 (引自潘兆橹等，1993)【形态】晶体常呈板状、鳞片状、叶片状、不规则粒状集合体（图Y-31），有时成纤维状集合体,称纤水镁石。图Y-31水镁石呈片状或不规则粒状集合体【物理性质】白色、灰白色,含有锰或铁者呈红褐色；断口现玻璃光泽。解理平行0001极完全；解理薄片具挠。硬度2.5。相对密度2.32.6。【成因及产状】水镁石是蛇纹岩或白云岩中的典型低温热液蚀变矿物。【鉴定特征】以其形态,低硬度和0001极完全解理为鉴定特征。根据易溶于酸与滑石、叶蜡石相区别。【主要用途】大量产出时可作炼镁的矿物原料。纤维水镁矿是重要的非金属矿物材料，是温石棉的理想代用品。三水铝石(Gibbsite)Al(OH)3【化学组成】常有少量的Fe2+和Ga3+呈类质同像替换Al3+。【晶体结构】单斜晶系，-P21/n；a0=0.864 nm,b0=0.507 nm,c0=0.972 nm,=9434；Z=8。具水镁石型结构，但Al3+只充填于每两层相邻的OH-羟离子之间的2/3八面体空隙,组成配位八面体的结构层。【形态】单晶呈假六方形极细片状。通常成结核状、豆状集合体或隐晶质块状集合体。 【物理性质】白色,常带灰、绿和褐色;玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽,集合体和隐晶质者暗淡。解理平行001极完全。硬度2.53.5。相对密度2.302.43。【成因及产状】主要是长石等铝硅酸盐经风化作用而形成。部分三水铝石为低温热液成因。在区域变质作用中,三水铝石经脱水作用变为一水硬铝石;而在更深的区域变质条件下,可变为刚玉；如有SiO2存在时则变为含铝硅酸盐矿物。【主要用途】为铝的主要矿石矿物。也可用于制造耐火材料和高铝水泥原料。铝土矿（Bauxite） 铝土矿不是一个单矿物，而是许多极细小的三水铝石Al(OH)3、一水铝石AlO(_OH)，加上一些硅质等的混合物。【化学组成】Al(OH)3 、AlO(_OH)等。为氢氧化物矿物。【形态】土状、豆状、鲕状等。【物理性质】因成分不固定，导致物理性质变化很大。灰白色棕红色，土状光泽。硬度25。相对密度24。【成因及产状】沉积成因。【鉴定特征】在新鲜面上，用口呵气后有土臭味。【主要用途】为铝的主要矿石矿物。也可用于制造耐火材料呵高铝水泥。针铁矿(Goethite)-FeOOH【化学组成】不同成因的针铁矿其混入组分不同：热液成因者，其成分较纯；外生成因者常含Al2O3、SiO2、MnO2、CaO等,其中除部分Al为类质同像置换外，其它组分往往为机械混入物或吸附物质；金属矿床氧化带中的针铁矿还常含Cu、Pb、Zn、Cd等；而超基性岩风化壳中的针铁矿则含Co、Ni。含吸附水者称水针铁矿(-FeO(OH)nH2O)。【晶体结构】斜方晶系；-Pbnm;a0=0.465 nm,b0=1.002 nm,c0=0.304 nm; Z=4。晶体结构同硬水铝石，即晶体结构中O2-和(OH)-共同呈六方最紧密堆积(堆积层垂直a轴)，Fe3+充填1/2的八面体空隙。FeO3(OH)3八面体以共棱的方式联结成平行于c轴的八面体链；双链间以共享八面体角顶(此角顶为O2-占据)的方式相联。【形态】单晶极少见，常见呈针状或鳞片状、肾状、钟乳状、结核状或土状集合体。【物理性质】褐黄至褐红色；条痕褐黄色；半金属光泽；结核状，土状者光泽暗淡。解理平行010完全；参差状断口。硬度55.5。相对密度4.28，但成土状者可低至3.3。性脆。【成因及产状】针铁矿是分布很广的矿物之一，是褐铁矿中的最主要组成成分,并常与纤铁矿共生。它主要是含铁矿物风化作用的产物，常分布在铜铁硫化物矿床的露头部分构成“铁帽”。沉积成因的针铁矿见于湖沼和泉水中。此外，偶见有低温热液成因的产于某些热液脉的空隙中。在区域变质作用中可脱水而转变成赤铁矿或磁铁矿。【鉴定特征】以其胶体形态和褐黄色条痕为特征。【主要用途】为炼铁的矿物原料。“铁帽”是寻找原生铜铁硫化物矿床的标志。褐铁矿（Limonite） 褐铁矿也不是一个单矿物，而是许多极细小的针铁矿（aFeOOH）、纤铁矿（gFeOOH），加上一些硅质等的混合物。【化学组成】FeOOH等。氢氧化物矿物。【形态】土状、豆状、鲕状等，有时呈黄铁矿的立方体假像。【物理性质】因成分不固定，导致物理性质变化很大。土黄棕褐色，土状光泽。硬度14。相对密度34。【成因及产状】风化成因，由含铁的矿物（如黄铁矿）风化形成，可保留黄铁矿的立方体形态（假像），有时在铜铁硫化物矿床的露头部分形成“铁帽”。【鉴定特征】形态和褐黄色为特征。【主要用途】为炼铁的矿物原料。“铁帽”可作为找原生铜铁硫化物矿床的标志。水锰矿(Manganite)MnO(OH)【化学组成】常含SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO等混入物。【晶体结构】单斜晶系；-B21/d；a0=0.888 nm,b0=0.525 nm,c0=0.571 nm,=90；Z=8。注意：水锰矿也是=90的单斜晶系。【形态】晶体常呈柱状。沿c轴伸长，柱面具清晰纵纹。集合体成束状。双晶以(011)为接合面。沉积成因者多呈隐晶质块体,也有成鲕状或钟乳状者。【物理性质】暗钢灰至黑色；半金属光泽。解理平行010完全,平行110和001中等。硬度3.54。相对密度4.24.33。性脆。【成因及产状】形成于较还原环境中，在低温热液矿脉中常呈晶簇状与重晶石、方解石共生。沉积作用形成的水锰矿则常呈块状或鲕状，此时为四价锰矿物(软锰矿)和二价锰矿物(菱锰矿)之间的过渡产物。在氧化条件下水锰矿不稳定,易氧化成软锰矿。【鉴定特征】以其晶形,柱面条纹和褐色条痕初步鉴定。与其类似矿物的可靠区别需用差热曲线和X射线粉晶数据进行鉴定。【主要用途】锰的重要矿石矿物。硬锰矿（Psilomelane）硬锰矿有两种含义:一是指矿物成分未确切鉴定的呈块状、葡萄状且硬度较高的氢氧化锰物质，其成分不纯,是一种细分散多矿物的机械混合物；二是指一种钡和锰的氢氧化物，为一个矿物种，其特征见以下的描述。【化学组成】BaMn2+Mn94+O203H2O。硬锰矿的成分中，Mn4+被Mn2+所代替，亦可为W6、Fe3+、Al3+、V5+所代替。【晶体结构】单斜晶系；-A2/m;a0=0.956 nm,b0=0.288 nm,c0=1.385 nm；=9230;Z=1。晶体结构是由MnO6八面体组成的双链和三链相连接,围成中空的通道。链和信道平行b轴延伸,Ba2+和H2O分子位于通道之中。【形态】通常呈葡萄状,钟乳状、树枝状或土状集合体（图Y-32）。单晶极为罕见。【物理性质】暗钢灰黑至黑色；