硫化物及其类似化合物矿物大类

1、1,第十七章 硫化物及其类似化合物矿物大类 SULFIDE AND ITS SIMILAR COMPOUND,2,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。铁的硫化物占绝大部分。 分布：约占地壳质量的1 。 用途：有色金属和稀有分散元素矿产的重要来源。,一 概述,3,（1）阳离子：主要为铜型离子(Cu、Pb、Zn、Ag、Hg)及近铜型的过渡型离子(Fe、Co、Ni)。 （2）阴离子:主要是S,少量Se、Te、As、Sb、Bi等。 S的三种形式：S2-简单硫化物 S22- 、AsS2-复硫化物 AsS33-或SbS33-等硫盐 区别于硫酸盐 （3）类质同象普遍且多样。 （4）一些稀有分散元素呈类质同象混入物存在，可综合利用。,1化学成分,4,结构型,2晶体化学,5,阳离子极化力强，电负性中等，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，故其化学键既非典型的离子键，又非典型的共价键，而具有离子键、共价键和金属键过渡的复杂性质。 岛状、链状、层状和

2、架状结构的矿物具多种化学键。,化学键,6,硫化物矿物中常见的同质多象变体及其转变温度,同质多象,7,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。,8,配位型、岛状和环状分子型硫化物多为粒状，如 方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、雄黄； 链状硫化物呈柱状或针状，如： 辉锑矿、辉铋矿、脆硫锑铅矿、辰砂； 层状硫化物多呈片状，如：辉钼矿、铜蓝、雌黄。,成分简单、对称程度高的硫化物（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）多呈它形。,3形态,9,4物理性质,光性：多数金属色、深色条痕、金属光泽、不透明， 少数彩色、金刚光泽，半透明（如雄黄、雌黄、辰砂、闪锌矿）。,硬度：仅岛状复硫化物硬度达56.5，其它小于小刀，最低12。,解理： 岛状复硫化物：骨干轴向不一，无解理。 如：黄铁矿、毒砂。 环状分子型、链状和部分配位型：强键

3、分布较规律，完全解理 如：雄黄、辉锑矿010解理、 方铅矿100解理、 闪锌矿110解理； 层状：一组极完全或完全解理。 如：辉钼矿和铜蓝0001解理、 雌黄010解理。,10,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，46，少数达8以上。 熔点： 多数形成于中低温，化学键性较弱， 故熔点较低，性脆。 电性： 因含金属键成分， 故多为电的半导体。 磁性： 少数矿物显示磁性，如磁黄铁矿。 滑感： 层状者多有，如辉钼矿。,11,成因产状,岩浆作用： 基性超基性岩浆活动晚期， 磁黄铁矿、镍黄铁矿、 黄铜矿组合，高温标型组合。 热液作用： 多数硫化物矿物。温度在400以下。 沉积作用： 封闭盆地，黄铁矿和白铁矿为主。 表生淋滤作用： 地下水面附近，辉铜矿、铜蓝、斑铜矿、辉银矿、螺硫银矿，次生富集带标型组合。,12,6分类,(1) 简单硫化物： 阴离子S2-与阳离子结合，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S22-、AsS2-等与阳离子结合， 如黄铁矿(FeS2)、毒砂(FeAsS)。 (3) 硫盐： 阴离子

4、团AsS33-、SbS33-等与阳离子(Cu、Ag、Pb)结合， 如黝铜矿Cu12Sb4S13砷黝铜矿 Cu12As4S13,传统分类：按阴离子或络阴离子类型分三类:,13,6分类,按阴离子性质分为： 硫化物矿物类、 类似化合物矿物类。,建议分类：,14,硫化物矿物类的亚类划分,15,复硫化物，又称双硫化物或对硫化物，以哑铃状的S22-、Se22-、Te22-、As22-、AsS3-、SbS3-等阴离子团与金属阳离子结合。,二 硫化物矿物类 SULFIDES,1. 岛状硫化物矿物亚类Island Sulfides,代表性矿物：黄铁矿-白铁矿族 ； 辉砷钴矿-毒砂族,16,黄铁矿(Pyrite)FeS2等轴晶系 常见完好晶形，三组互垂的晶面条纹。浅铜黄色；条痕绿黑色；强金属光泽，不透明。无解理；断口参差状。硬度66.5。相对密度4.95.2。性脆。 与黄铜矿、磁黄铁矿如何区别？,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,17,毒砂(Arsenopyrite)FeAsS单斜晶系；白铁矿型结构的衍生结构 柱状，柱面条纹。集合体粒状或致密块状。锡白色至钢灰色；条痕灰

5、黑；金属光泽，不透明。解理不完全。硬度5.56。相对密度5.96.29。以锤击之发砷之蒜臭，灼烧后具磁性。性脆。,2、辉砷钴矿-毒砂族,18,2. 环状分子型硫化物矿物亚类 Ring Sulfides,雄黄族 Realgar Group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1.52。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。,19,2. 链状硫化物矿物亚类 Chain Sulfides,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

6、。 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。,20,辰砂 cinnabar HgS。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22.5。性脆。相对密度88.2。 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,21,2. 层状硫化物矿物亚类 Layer Sulfides,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？,平行0001的三方柱MoS6配位结构层,22,

7、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1.52；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)As2S3,雌黄平行010的结构层,23,3. 配位型硫化物矿物亚类 Coordination Sulfides,闪锌矿族闪锌矿(Sphalerite) ZnS。常含Fe、In、Cd、Tl、Ga、Ge、Se、Ag，Fe可达26.2%。 等轴晶系；闪锌矿型结构。 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3.54。相对密度3.94.2。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,24,CuFeS2。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34。相对密度4.14.3。性脆。能导电。 产于铜镍硫化物矿床、夕

8、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。 与黄铁矿、自然金如何区别？,黄铜矿族黄铜矿(Chalcopyrite)CuFeS2,25,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4.95.3。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),26,可成方铅矿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。 铅灰色；灰黑色条痕；金属光泽。平行100完全解理；含Bi者多有111裂开。硬度23。相对密度7.47.6。弱导电性，良检波性。 产于矽卡岩型和中低温热液矿床中，在氧化带易转变为铅钒、白铅矿等。,方铅矿族方铅矿(Galena)PbS,27,六方晶系，红砷镍矿型结构。S按六方紧密堆积，Fe充填所有八面体空隙。 呈致密块状、粒状集合体。单晶平行0001 板状，少数为柱状或桶状。成双晶或三连晶。 暗古铜黄色，条痕灰黑色；金属光泽；不透明。无解理；0001裂开发育。硬度4。相对密度4.64.7。性脆。具导电性和弱强磁性。 产于基性岩、夕卡岩、热液脉中。在氧化带极易分解为褐铁矿。,磁黄铁矿族磁黄铁矿(Pyrrhotite)Fe1-xS,28,铜黄色调：黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、 斑铜矿 形态、颜色、硬度、（磁性） 铅灰色调：方铅矿、辉锑矿、辉铋矿、辉钼矿、毒砂、闪锌矿 形态、解理、（硬度） 红色调：辰砂、雄黄 颜色、锖色 黄色调：自然硫、雌黄 颜色、解理,注意光学性质相似硫化物的区别,

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