第十五章自然元素矿物大类案例.ppt

第四章 矿物各论自然元素矿物大类Native Elements;金属元素：贵金属8元素和Cu，铁陨石中常见Fe、Co、Ni。 金属元素间的类质同象十分普遍，形成金属混晶矿物如银金矿（Au，Ag）；也可形成互化物如铁镍矿(Ni3Fe)。 半金属元素有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或砷锑互化物AsSb；Sb与Bi可形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。C、Si、N、P形成碳化物、硅化物、氮化物和磷化物。 ;结构型： 1）配位型： 金属元素及其互化物矿物具立方面心式紧密堆积的铜型（配位数为12）、六方最紧密堆积的锇型（配位数为12）和立方体心式紧密堆积的铁（α-Fe）型（配位数为8），金刚石和β-碳硅石SiC具四面体配位型； 2）环状（自然硫）、链状（自然碲）、层状（石墨、自然砷）、架状（陨碳铁矿Fe3C）。;化学键： 1）金属元素及其互化物矿物具特征的金属键； 2）半金属元素矿物按元素的金属性递增而从金属键+共价键的多键型向金属键转变。 3）非金属元素和类似物矿物变化很大。 ;同质多象： 本大类非金属元素矿物的同质多象较常见，如C的同质二象、S的同质三象。 对称程度： 金属元素及其互化物矿物多为等轴晶系，少数为六方晶系；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。 ;具配位型、架状和环状的矿物自形晶主要为粒状，其中金属元素矿物少见自形而多为它形不规则状； 具层状结构的半金属元素矿物和石墨主要为片状。;金属元素及其互化物矿物在物理性质上呈现典型的金属特性 ——金属色、金属光泽、不透明、低硬度（锇、铱为例外）、无解理、大比重、强延展性、强导电性和强导热性。;半金属元素矿物从自然砷、自然锑到自然铋，金属特性逐渐增强，颜色从锡白色变化为银白色，条痕灰色，金属光泽增强，低硬度变得更小，由于其层状结构而发育的{0001}完全解理完好程度下降，高相对密度增大，从无延展性变为弱延展性，从无导电性变为具导电性。;非金属元素和类似物矿物的晶体化学特点不同而使不同矿物在物性上变化甚大。;地壳：自然金、自然银、自然铜、自然铂、自然硫、金刚石和石墨； 地幔和核-幔边界：金刚石、石墨、自然铁、自然硅和自然镍； 陨石：铁纹石、镍纹石、亮石墨、自然钼、金刚石、陨磷铁矿和陨碳铁矿等。;根据元素的属性和元素间的结合方式，将本大类矿物划分为 1.金属元素（含金属互化物）矿物 2.半金属元素矿物 3.非金属元素矿物 ;1、自然铜族（自然铜、自然金-银系列矿物） （1）包括自然铜、自然银、自然金等矿物。 （2）铜型结构：立方面心格子。 （3）由于Au和Ag的原子半径相近、晶体结构类型相同、地球化学性质相似，故可形成完全类质同象。而铜的原子半径较小，在高温时才与金形成类质同象。;铜型结构：铜原子呈立方面心排列，以金属键联系。 ;树枝状自然铜;自然金;分为具铜型结构的自然铂和锇型结构的自然锇两个亚族。 前者包括自然铂、自然钯、自然铱和自然铑，为等轴晶系，可见八面体或立方体晶形。 后者包括自然锇、自然钌等，为六方晶系，呈六方板状晶形，硬度（约为6）明显高于前者（约为4）。 本族矿物一般为银白色和钢灰色，硬度比自然金族高，也具有与自然金族类似的其他金属特性。;铂矿;（1）主要有自然砷、自然锑、自然铋等。 （2）均具砷型结构：即可视为由NaCl型结构沿L3发生畸变而呈略显层状的菱面体格子结构。 （3）具{0001}完全解理。 （4）粒状或片状集合体。 （5）新鲜断面呈锡白色或银白色，金属光泽，具抗磁性。随元素的金属性渐强矿物则更多地显现金属矿物的性质。; 1、自然硫族  自然硫 (Sulphur)αS ;8个硫原子以共价键联系, 上下两个四方环交错排列，构成环状分子 。;自然硫;金刚石(Diamond)C 【化学组成】 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最为重要。 【形态】 大多数呈单晶产出，常见圆粒状或碎粒。由于熔蚀作用常见晶体呈浑圆状，并出现蚀像，不同的单形有不同的蚀像，如八面体晶面出现三角形，立方体晶面出现四边形熔蚀坑。 【成因及产状】 仅形成于高温高压的条件下，为岩浆作用的产物，目前仅见产于超基性岩的金伯利岩(角砾云母橄榄岩)、钾镁煌斑岩及高级变质岩榴辉岩中。当含金刚石的岩石遭受风化后，可以形成金刚石砂矿。世界上著名金刚石产地在非洲。我国山东、辽宁、贵州等地相继发现金刚石的原生矿床。 【鉴定特征】 极高的硬度，标准金刚光泽，晶形轮廓常呈浑圆状。 【主要用途】 根据用途不同可分为宝石金刚石和工业金刚石。前者主要利用其光彩诱人色泽和极高的硬度作