第十三讲第15-16章自然元素-金属互化物大类

1、第十五章第十五章 自然元素矿物大类自然元素矿物大类Native ElementsNative Elements主要学习内容主要学习内容手标本鉴定特征手标本鉴定特征第十五章第十五章 自然元素矿物大类自然元素矿物大类1.1. 化学成分化学成分金属元素：贵金属8元素和Cu，铁陨石中常见Fe、Co、Ni。类质同象普遍，形成金属混晶如银金矿（Au，Ag）。半金属元素：As、Sb、Bi（Se、Te） As与Sb在高温下形成类质同象混晶，低温时分解成自然砷和自然锑；Sb与Bi可成连续类质同象系列，而As与Bi即使在熔融态下也不混合。非金属元素：主要有C和S。Si可呈微粒包体产于地幔岩中。1 1）配位型：）配

2、位型：金属元素及其互化物矿物具立方面心式紧密金属元素及其互化物矿物具立方面心式紧密堆积的堆积的铜型铜型（配位数为（配位数为1212）、六方最紧密堆积）、六方最紧密堆积的的锇型锇型（配位数为（配位数为1212）和立方体心式紧密堆积）和立方体心式紧密堆积的的铁（铁（-Fe-Fe）型）型（配位数为（配位数为8 8），金刚石具），金刚石具四四面体配位型面体配位型；2 2）环状）环状（自然硫）、（自然硫）、链状链状（自然碲）、（自然碲）、层状层状（石墨、自然砷）。（石墨、自然砷）。2. 2. 晶体化学晶体化学化学键化学键：1 1）金属元素矿物具特征的）金属元素矿物具特征的金属键金属键。2 2）半金属元素

3、矿物按元素的金属性递增）半金属元素矿物按元素的金属性递增而从而从金属键+共价键向金属键转变。3 3）非金属元素和类似物矿物变化很大。）非金属元素和类似物矿物变化很大。同质多象：同质多象：本大类非金属元素矿物的同质多象本大类非金属元素矿物的同质多象较常较常见见，如，如C C的同质二象、的同质二象、S S的同质三象。的同质三象。对称程度：对称程度：金属元素矿物多为金属元素矿物多为等轴晶系等轴晶系，少数为，少数为六六方晶系方晶系；半金属元素矿物为三、方晶系。；半金属元素矿物为三、方晶系。非金属元素和类似物矿物变化很大。非金属元素和类似物矿物变化很大。具具配位型、架状和环状的矿物配位型、架状和环状的矿

4、物自形晶自形晶主要为主要为粒状粒状，其中金属元素矿物少见自，其中金属元素矿物少见自形而多为它形不规则状；形而多为它形不规则状；具具层状结构（主要是半金属元素矿物层状结构（主要是半金属元素矿物和石墨）和石墨）为为片状片状。3 3 形态与物理性质形态与物理性质金属元素类矿物在物理性质上呈金属元素类矿物在物理性质上呈现典型的金属特性：现典型的金属特性：金属色、金属光泽、不透明金属色、金属光泽、不透明、低硬度（锇、铱为例外）、无解、低硬度（锇、铱为例外）、无解理、高密度、强延展性、强导电性理、高密度、强延展性、强导电性和强导热性。和强导热性。半金属元素矿物从自然砷、自然半金属元素矿物从自然砷、自然锑到

5、自然铋，金属特性逐渐增强锑到自然铋，金属特性逐渐增强：颜色向金属色过渡颜色向金属色过渡金属光泽增强，金属光泽增强，硬度变得更小，硬度变得更小，相对密度增大，相对密度增大，延展性增强，延展性增强，导电性增强。导电性增强。由自然砷自然砷到自然锑自然锑到自然铋自然铋非金属元素和类似物矿物非金属元素和类似物矿物的晶体化学特点不同而使不同的晶体化学特点不同而使不同矿物在矿物在物性上变化甚大物性上变化甚大。地壳地壳：自然金、自然银、自然铜、自然铂、自然金、自然银、自然铜、自然铂、自然硫、金刚石和石墨；自然硫、金刚石和石墨；地幔和核地幔和核- -幔边界幔边界：金刚石、石墨、金刚石、石墨、自然铁、自然硅和自然

6、镍；自然铁、自然硅和自然镍；陨石：陨石：亮石墨、自然钼、金刚石等。亮石墨、自然钼、金刚石等。4. 4. 成因产状成因产状铂族元素矿物主要出现于基性、超基性岩浆岩铂族元素矿物主要出现于基性、超基性岩浆岩中中, ,常与铜镍硫化物和铬铁矿共生。常与铜镍硫化物和铬铁矿共生。自然金、自然银和自然铜主要为热液作用产物。自然金、自然银和自然铜主要为热液作用产物。金刚石主要产于超基性的金伯利岩和高压相的金刚石主要产于超基性的金伯利岩和高压相的榴辉岩中。榴辉岩中。石墨多是变质作用产物。石墨多是变质作用产物。自然硫则以火山作用和生物作用形成自然硫则以火山作用和生物作用形成。根据元素的属性，将本大类矿物划分为根据元

7、素的属性，将本大类矿物划分为5. 5. 分类分类1.1.金属元素矿物金属元素矿物2.2.半金属元素矿物半金属元素矿物3.3.非金属元素矿物非金属元素矿物三类三类二二 金属元素矿物类金属元素矿物类铜型结构：铜原子呈立方面心排列，铜型结构：铜原子呈立方面心排列，以金属键联系以金属键联系。 树枝状自然铜树枝状自然铜【物理性质物理性质】 铜铜红色红色，表面常因，表面常因氧化而出现氧化而出现棕黑棕黑色锖色色锖色；条痕铜；条痕铜红色；金属光泽，红色；金属光泽，不透明。无解理；不透明。无解理；断口呈锯齿状。断口呈锯齿状。硬度硬度2.52.53 3。相相对密度对密度8.958.95( (纯纯铜铜) )。具延展

8、性具延展性。熔点熔点1.0831.083C C。为热和电的良导为热和电的良导体。体。ha自然金自然金【鉴定特征鉴定特征】 颜色及条痕颜色及条痕金黄色金黄色，强金属光泽，相对，强金属光泽，相对密度大密度大19.319.3，低硬度，低硬度2.5-32.5-3，强延展性；化学性稳定，火强延展性；化学性稳定，火烧不变色；熔点烧不变色；熔点1062 1062 C C。颜色条痕硬度区别黄铁矿黄铜矿01 1）自然铂亚族：铜型结构自然铂亚族：铜型结构包括自然铂、自然钯、自然铱和自然铑，为包括自然铂、自然钯、自然铱和自然铑，为等轴晶系等轴晶系，可见八面体或立方体晶形。，可见八面体或立方体晶形。2 2）自然锇亚族

9、：锇型结构自然锇亚族：锇型结构包括自然锇、自然钌等，为包括自然锇、自然钌等，为六方晶系六方晶系，呈六，呈六方板状晶形，硬度（约为方板状晶形，硬度（约为6 6）明显高于前者（约）明显高于前者（约为为4 4）。）。本族矿物一般为本族矿物一般为银白色和钢灰色银白色和钢灰色，硬度比自硬度比自然金族高然金族高，也具有与自然金族类似的其他，也具有与自然金族类似的其他金属特金属特性性。2.2.自然铂族自然铂族 Platinum GroupPlatinum Group自然铂（含金）自然铂（含金）【物理性质物理性质】锡白色，含铁高时锡白色，含铁高时呈钢灰色；条痕钢呈钢灰色；条痕钢灰色；金属光泽；灰色；金属光泽；

10、不透明。无解理；不透明。无解理；断口锯齿状。硬度断口锯齿状。硬度4 44.54.5。相对密度。相对密度21.521.5( (纯铂纯铂) )。熔点。熔点17741774C C。强延展。强延展性。性。微具磁性。电微具磁性。电和热的良导体。和热的良导体。 三三 半金属元素矿物类半金属元素矿物类 Native Semimetals Native Semimetals 四四 非金属元素矿物类非金属元素矿物类 Native NonmetalsNative Nonmetals斜方晶系斜方晶系环状分子型结构环状分子型结构 【鉴定特征】黄色、油脂光泽、贝壳状断口、低硬度（1-2）、性脆、硫臭味、不导电，摩擦带负

11、电。 金刚石金刚石(Diamond) C(Diamond) C【鉴定特征】：极高的硬度，晶形轮廓常呈浑圆状。【主要用途】 宝石、仪表轴承、表镶钻切具等仪表轴承、表镶钻切具等。碳原子分布于立方晶胞的碳原子分布于立方晶胞的8 8个角顶、个角顶、6 6个面心和晶胞所个面心和晶胞所分分8 8个小立方体的个小立方体的4 4个相间的小立方体中心。个相间的小立方体中心。碳原子以共价键与周围的另外碳原子以共价键与周围的另外4 4个碳原子相连个碳原子相连，形成四，形成四面体配位。面体配位。平行平行111111面网密度大，间距也大面网密度大，间距也大。金刚石型结构：金刚石型结构：金刚石沿金刚石沿111111成解理

12、成解理六方环六方环第十六章第十六章 金属互化物矿物大类金属互化物矿物大类硅化物类：罗布莎矿硅化物类：罗布莎矿 （LuobushaiteLuobushaite） 藏布矿藏布矿 （ZangboiteZangboite） 碳化物类：桐柏矿碳化物类：桐柏矿 （TongbaTongbaiteite） 曲松矿（曲松矿（QusongiteQusongite） 雅鲁矿（雅鲁矿（YarlongiteYarlongite） 氮化物类：氮化物类：磷化物类：磷化物类：1.1. 分类分类FeSiFeSi2 2 斜方晶系斜方晶系钢灰色钢灰色, ,黑色条痕黑色条痕, , 金属光金属光泽泽, , 不透明。不透明。 硬度硬度7, 7, 计算计算密度密度4. 55g/cm4. 55g/cm3 3, , 无解理无解理, , 脆性脆性, , 贝壳状断口。贝壳状断口。罗布莎矿罗布莎矿 （LuobushaiteLuobushaite） 结构：结构：FeFe、SiSi离子在离子在bcbc面上呈互层分布，面上呈互层分布，SiSi堆积紧密，堆积紧密，FeFe堆积层存在孔隙。堆积层存在孔隙。成因：地幔成因：地幔TiFeSiTiFeSi2 2 斜方晶系斜方晶系钢