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§11-1 碳酸盐类 一、一般特点 碳酸盐（carbonates）矿物：金属阳离子与[CO3]2-结合形成的含氧盐矿物。 已知种数近百种。地壳中（特别是地表）分布很广，约占地壳总重量的1.7%。 意义： 1）分布最广的是Ca、Mg的碳酸盐，常形成巨大的海相或湖相沉积地层（石灰岩、白云岩）。 2）碳酸盐类矿物及岩石是重要的非金属原料。 3）为提取Fe、Mg、Mn、Zn、Cu等金属元素及放射性元素Th、U和稀土元素的重要矿物原料。 （一）化学组成 络阴离子：[CO3]2- 阳离子：20余种。 惰性气体型离子Ca、Mg、Sr、Ba、Na、K、Al； 过渡型离子Mn、Fe、Co、Ni； 铜型离子Cu、Zn、Cd、Pb、Bi、Te； 稀土元素Y、La、Ce和放射性元素Th、U等的离子 其中最主要的是Ca2+、Mg2+，其次是Fe2+、Mn2+、Na+，以及Ba2+、Sr2+、Cu2+、Zn2+、Pb2+、TR3+等。 附加阴离子：主要为(OH)-，其次有F-、Cl-、O2-、[SO4] 2-、[PO4] 3-等。 一些矿物尚有结晶水。 注意： 阳离子类质同像替代普遍而复杂（∵R2+半径相近），仅Ca2+、Mg2+半径（分别为0.106nm、0.078nm）相差较大，不能形成类质同像，而形成复盐CaMg[CO3]2。 （二）晶体化学特征 络阴离子[CO3] 2-呈平面等边三角形，C4+位于其中心，C-O间以共价键联系。 [CO3] 2-很稳定，半径（0.255nm）较一般阴离子为大，比其他络阴离子小些。[CO3] 2-与络阴离子团外的阳离子以离子键联结。 （1）与[CO3] 2-结合的多为半径较大或中等、电价不太高的R2+：主要为Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ba2+、Sr2+、Pb2+、Zn2+等，形成较稳定的无水碳酸盐。 （2）对半径不大、极化能力强的二价铜型离子：Cu2+、Zn2+，常形成含(OH)-的碱式碳酸盐。 如孔雀石Cu2[CO3](OH)2， 蓝铜矿Cu3[CO3]2(OH)2， 水锌矿Zn5[CO3]2(OH)6。 （3）对一价阳离子，主要为Na+，往往形成易溶于水的含结晶水碳酸盐。如苏打Na2[CO3]·10H2O，水碱Na2[CO3]·H2O。有时尚有H+，如天然碱Na3H[CO3]2·2H2O。 （4）对三价金属阳离子，主要是TR3+，往往形成含附加阴离子F-的无水碳酸盐，如氟碳铈矿(Ce,La)[CO3]F。 (5)碳酸盐矿物中阳离子类质同像替代相当普遍和复杂。如方解石族矿物中 Ca2+ Mn2+ Fe2+ Mn2+ Fe2+ Mg2+ 形成完全的类质同像系列； Fe2+ Zn2+ Ca2+ Fe2+ Mn2+ Mg2+ 形成不完全类质同像系列 （6）碳酸盐类矿物中存在明显的晶变现象： 1) rCa2+的Co2+、Zn2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+的碳酸盐矿物属三方晶系的方解石型结构，CN=6； 2）r Ca2+的Sr2+、Pb2+、Ba2+的碳酸盐矿物属斜方晶系的文石型结构，CN=9； 3) Ca2+碳酸盐为Ca[CO3] 的同质二像，既可形成文石型又可形成方解石型结构。 4）由Ca2+、Ba2+组成的CaBa[CO3]2亦为同质二像：文石型结构的碳酸钙钡矿；介于文石型和方解石型结构之间的过渡型结构—钡解石型结构的钡解石。 （三）形态 晶体可呈柱状、针状、粒状等完好晶形，取决于晶体形态和形成条件。 集合体呈块状、粒状、放射状、晶簇状、土状等。 （四）物理、化学性质 [CO3]2-内主要为共价键结合，[CO3]2-与金属阳离子间主要为离子键，故本类矿物总体表现出离子晶格及部分原子晶格的特性。 大多为无色或白色—灰白色。若含过渡型离子（色素离子Cu、Mn、Fe、Co、U、TR），则常呈鲜艳透明的彩色：含Cu呈翠绿色或鲜蓝色；含Mn呈玫瑰红色；含Fe或TR呈褐色或浅黄色；含Co呈淡红色；含U呈黄色。玻璃光泽或金刚光泽。双折率很高，双折射现象明显。 硬度不大（3～5），一般3±；最大的是稀土碳酸盐矿物H≯4.5。 大多矿物发育多组完全解理：属方解石型结构者均具{1011}的三组完全解理。 比重一般不大，仅Pb、Sr、Ba的碳酸