自然元素礦物大類

自然元素礦物大類第一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一金屬元素：貴金屬8元素和Cu，鐵隕石中常見Fe、Co、Ni。

金屬元素間的類質(zhì)同象十分普遍，形成金屬混晶礦物如銀金礦（Au，Ag）；也可形成互化物如鐵鎳礦(Ni3Fe)。半金屬元素有As、Sb、Bi（Se、Te）。As與Sb在高溫下形成類質(zhì)同象混晶，低溫時分解成自然砷和自然銻或砷銻互化物AsSb；Sb與Bi可形成連續(xù)類質(zhì)同象系列，而As與Bi即使在熔融態(tài)下也不混合。非金屬元素主要有C和S。Si可呈微粒包體產(chǎn)于地幔巖中。C、Si、N、P形成碳化物、硅化物、氮化物和磷化物。1.

化學(xué)成分第二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一結(jié)構(gòu)型：1）配位型：金屬元素及其互化物礦物具立方面心式緊密堆積的銅型（配位數(shù)為12）、六方最緊密堆積的鋨型（配位數(shù)為12）和立方體心式緊密堆積的鐵（α-Fe）型（配位數(shù)為8），金剛石和β-碳硅石SiC具四面體配位型；2）環(huán)狀（自然硫）、鏈狀（自然碲）、層狀（石墨、自然砷）、架狀（隕碳鐵礦Fe3C）。2.

晶體化學(xué)第三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一化學(xué)鍵：1）金屬元素及其互化物礦物具特征的金屬鍵；2）半金屬元素礦物按元素的金屬性遞增而從金屬鍵+共價鍵的多鍵型向金屬鍵轉(zhuǎn)變。3）非金屬元素和類似物礦物變化很大。2.

晶體化學(xué)第四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一同質(zhì)多象：本大類非金屬元素礦物的同質(zhì)多象較常見，如C的同質(zhì)二象、S的同質(zhì)三象。對稱程度：金屬元素及其互化物礦物多為等軸晶系，少數(shù)為六方晶系；半金屬元素礦物為三方晶系。非金屬元素和類似物礦物變化很大。2.

晶體化學(xué)第五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一具配位型、架狀和環(huán)狀的礦物自形晶主要為粒狀，其中金屬元素礦物少見自形而多為它形不規(guī)則狀；具層狀結(jié)構(gòu)的半金屬元素礦物和石墨主要為片狀。3

形態(tài)與物理性質(zhì)第六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一金屬元素及其互化物礦物在物理性質(zhì)上呈現(xiàn)典型的金屬特性——金屬色、金屬光澤、不透明、低硬度（鋨、銥為例外）、無解理、大比重、強(qiáng)延展性、強(qiáng)導(dǎo)電性和強(qiáng)導(dǎo)熱性。3

形態(tài)與物理性質(zhì)第七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一半金屬元素礦物從自然砷、自然銻到自然鉍，金屬特性逐漸增強(qiáng)，顏色從錫白色變化為銀白色，條痕灰色，金屬光澤增強(qiáng)，低硬度變得更小，由于其層狀結(jié)構(gòu)而發(fā)育的{0001}完全解理完好程度下降，高相對密度增大，從無延展性變?yōu)槿跹诱剐?，從無導(dǎo)電性變?yōu)榫邔?dǎo)電性。3

形態(tài)與物理性質(zhì)第八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一非金屬元素和類似物礦物的晶體化學(xué)特點(diǎn)不同而使不同礦物在物性上變化甚大。3

形態(tài)與物理性質(zhì)第九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一地殼：自然金、自然銀、自然銅、自然鉑、自然硫、金剛石和石墨；地幔和核-幔邊界：金剛石、石墨、自然鐵、自然硅和自然鎳；隕石：鐵紋石、鎳紋石、亮石墨、自然鉬、金剛石、隕磷鐵礦和隕碳鐵礦等。4.成因產(chǎn)狀鉑族元素礦物主要出現(xiàn)于基性、超基性巖漿巖中,常與銅鎳硫化物和鉻鐵礦共生。自然金、自然銀和自然銅及半金屬元素礦物主要為熱液作用產(chǎn)物。金剛石主要產(chǎn)于超基性的金伯利巖和高壓相的榴輝巖中，石墨多是變質(zhì)作用產(chǎn)物，而自然硫則以火山作用和生物作用形成的最重要。第十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一根據(jù)元素的屬性和元素間的結(jié)合方式，將本大類礦物劃分為1.金屬元素（含金屬互化物）礦物2.半金屬元素礦物3.非金屬元素礦物5.分類第十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一1、自然銅族（自然銅、自然金-銀系列礦物）（1）包括自然銅、自然銀、自然金等礦物。（2）銅型結(jié)構(gòu)：立方面心格子。（3）由于Au和Ag的原子半徑相近、晶體結(jié)構(gòu)類型相同、地球化學(xué)性質(zhì)相似，故可形成完全類質(zhì)同象。而銅的原子半徑較小，在高溫時才與金形成類質(zhì)同象。二金屬元素礦物類NativeMetals第十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一銅型結(jié)構(gòu)：銅原子呈立方面心排列，以金屬鍵聯(lián)系。第十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一樹枝狀自然銅【物理性質(zhì)】銅紅色，表面常因氧化而出現(xiàn)棕黑色錆色；條痕銅紅色；金屬光澤，不透明。無解理；斷口呈鋸齒狀。硬度2.5～3。相對密度8.95(純銅)。具延展性。熔點(diǎn)1.083°C。為熱和電的良導(dǎo)體。第十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一自然金砂金礦【鑒定特征】顏色及條痕金黃色，強(qiáng)金屬光澤，相對密度大19.3，低硬度2.5-3，強(qiáng)延展性；化學(xué)性穩(wěn)定，火燒不變色；熔點(diǎn)1062°C。顏色條痕硬度區(qū)別黃鐵礦黃銅礦第十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一分為具銅型結(jié)構(gòu)的自然鉑和鋨型結(jié)構(gòu)的自然鋨兩個亞族。前者包括自然鉑、自然鈀、自然銥和自然銠，為等軸晶系，可見八面體或立方體晶形。后者包括自然鋨、自然釕等，為六方晶系，呈六方板狀晶形，硬度（約為6）明顯高于前者（約為4）。本族礦物一般為銀白色和鋼灰色，硬度比自然金族高，也具有與自然金族類似的其他金屬特性。2.自然鉑族PlatinumGroup第十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一鉑礦自然鉑（含金）【物理性質(zhì)】錫白色，含鐵高時呈鋼灰色；條痕鋼灰色；金屬光澤；不透明。無解理；斷口鋸齒狀。硬度4～4.5。相對密度21.5(純鉑)。熔點(diǎn)1774°C。強(qiáng)延展性。微具磁性。電和熱的良導(dǎo)體。第十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一（1）主要有自然砷、自然銻、自然鉍等。（2）均具砷型結(jié)構(gòu)：即可視為由NaCl型結(jié)構(gòu)沿L3發(fā)生畸變而呈略顯層狀的菱面體格子結(jié)構(gòu)。（3）具{0001}完全解理。（4）粒狀或片狀集合體。（5）新鮮斷面呈錫白色或銀白色，金屬光澤，具抗磁性。隨元素的金屬性漸強(qiáng)礦物則更多地顯現(xiàn)金屬礦物的性質(zhì)。三半金屬元素礦物類NativeSemimetals第十八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一1、自然硫族自然硫(Sulphur)αS四非金屬元素礦物類NativeNonmetals第十九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一8個硫原子以共價鍵聯(lián)系,上下兩個四方環(huán)交錯排列，構(gòu)成環(huán)狀分子。硫的八原子環(huán)型分子：第二十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一自然硫【物理性質(zhì)】不同色調(diào)的黃色；晶面金剛光澤,斷面油脂光澤。不完全解理；貝殼狀斷口。硬度1～2。相對密度2.05～2.08。性脆。不導(dǎo)電，摩擦帶負(fù)電。

【鑒定特征】黃色、油脂光澤、低硬度、性脆、硫臭味、易熔。第二十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一金剛石(Diamond)C【化學(xué)組成】成分中可含有N、B、Si、Al、Na、Ba、Fe、Cr、Ti、Ca、Mg、Mn等元素。其中N、B最為重要?！拘螒B(tài)】大多數(shù)呈單晶產(chǎn)出，常見圓粒狀或碎粒。由于熔蝕作用常見晶體呈渾圓狀，并出現(xiàn)蝕像，不同的單形有不同的蝕像，如八面體晶面出現(xiàn)三角形，立方體晶面出現(xiàn)四邊形熔蝕坑?！境梢蚣爱a(chǎn)狀】僅形成于高溫高壓的條件下，為巖漿作用的產(chǎn)物，目前僅見產(chǎn)于超基性巖的金伯利巖(角礫云母橄欖巖)、鉀鎂煌斑巖及高級變質(zhì)巖榴輝巖中。當(dāng)含金剛石的巖石遭受風(fēng)化后，可以形成金剛石砂礦。世界上著名金剛石產(chǎn)地在非洲。我國山東、遼寧、貴州等地相繼發(fā)現(xiàn)金剛石的原生礦床。【鑒定特征】極高的硬度，標(biāo)準(zhǔn)金剛光澤，晶形輪廓常呈渾圓狀?！局饕猛尽扛鶕?jù)用途不同可分為寶石金剛石和工業(yè)金剛石。前者主要利用其光彩誘人色澤和極高的硬度作裝飾。后者主要用于高硬度制作儀表軸承、玻璃刀、表鑲鉆頭等。2、金剛石族第二十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一金剛石型結(jié)構(gòu)：碳原子分布于立方晶胞的8個角頂、6個面心和晶胞所分8個小立方體的4個相間的小立方體中心。碳原子以共價鍵與周圍的另外4個碳原子相連,鍵角109°28′16″，形成四面體配位。平行{111}面網(wǎng)密度大，間距也大。

第二十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一金剛石沿{111}成解理第二十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一金剛石【物理性質(zhì)】

無色透明，常因含微量元素而呈不同色調(diào)：含Cr呈天藍(lán)色，含Al呈黃色，還可有褐、灰、白、綠、紅、紫等色調(diào)，含石墨包體者呈黑色；晶面金剛光澤，斷口油脂光澤；經(jīng)日光曝曬后置暗室發(fā)淡青藍(lán)色磷光。解理{111}中等、{110}不完全。硬度10（顯微硬度比石英高1000倍，比剛玉高150倍），八面體晶面的硬度>菱形十二面體晶面的硬度>立方體晶面的硬度。相對密度3.52。性脆，抗磨性強(qiáng)。不導(dǎo)電。導(dǎo)熱性好，室溫下其導(dǎo)熱率是銅的5倍。熔點(diǎn)高達(dá)4000℃，空氣中燃燒溫度850～1000℃。疏水而親油。

第二十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一石墨(Graphite)C

成分純凈者極少，往往含各種雜質(zhì)如粘土、瀝青及SiO2、Al2O3、FeO等各類氧化物混入物?！拘螒B(tài)】單晶體呈片狀或板狀,但完整的卻極少見。通常為鱗片狀,塊狀或土狀集合體?！境梢蚣爱a(chǎn)狀】石墨是高溫變質(zhì)作用的產(chǎn)物。我國石墨產(chǎn)地很多，其中以黑龍江雞西市柳毛為最大的產(chǎn)地?！捐b定特征】黑色，硬度低，相對密度小，有滑感如果將硫酸銅溶液潤濕的鋅粒放在石墨上，則可析出金屬銅的斑點(diǎn)?！局饕猛尽渴捎谄淙埸c(diǎn)高，抗腐蝕，不溶于酸等特性，用于制作冶煉用的高溫坩堝;具滑感，作為機(jī)械工業(yè)的潤滑劑；導(dǎo)電性良好，又可制作電極等。3R型石墨用于人工合成金剛石的原料,因它容易轉(zhuǎn)化為金剛石。3、石墨族第二十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期一碳原子成層排列，每個碳原子與同一層相鄰的三個碳原子以等距相連，每層碳原子構(gòu)成一個六方環(huán)網(wǎng)，上