第十三講第15-16章自然元素-金屬互化物大類

1、第十五章第十五章 自然元素礦物大類自然元素礦物大類Native ElementsNative Elements主要學(xué)習(xí)內(nèi)容主要學(xué)習(xí)內(nèi)容手標(biāo)本鑒定特征手標(biāo)本鑒定特征第十五章第十五章 自然元素礦物大類自然元素礦物大類1.1. 化學(xué)成分化學(xué)成分金屬元素：貴金屬8元素和Cu，鐵隕石中常見(jiàn)Fe、Co、Ni。類質(zhì)同象普遍，形成金屬混晶如銀金礦（Au，Ag）。半金屬元素：As、Sb、Bi（Se、Te） As與Sb在高溫下形成類質(zhì)同象混晶，低溫時(shí)分解成自然砷和自然銻；Sb與Bi可成連續(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。1 1）配位型：）配

2、位型：金屬元素及其互化物礦物具立方面心式緊密金屬元素及其互化物礦物具立方面心式緊密堆積的堆積的銅型銅型（配位數(shù)為（配位數(shù)為1212）、六方最緊密堆積）、六方最緊密堆積的的鋨型鋨型（配位數(shù)為（配位數(shù)為1212）和立方體心式緊密堆積）和立方體心式緊密堆積的的鐵（鐵（-Fe-Fe）型）型（配位數(shù)為（配位數(shù)為8 8），金剛石具），金剛石具四四面體配位型面體配位型；2 2）環(huán)狀）環(huán)狀（自然硫）、（自然硫）、鏈狀鏈狀（自然碲）、（自然碲）、層狀層狀（石墨、自然砷）。（石墨、自然砷）。2. 2. 晶體化學(xué)晶體化學(xué)化學(xué)鍵化學(xué)鍵：1 1）金屬元素礦物具特征的）金屬元素礦物具特征的金屬鍵金屬鍵。2 2）半金屬元素

3、礦物按元素的金屬性遞增）半金屬元素礦物按元素的金屬性遞增而從而從金屬鍵+共價(jià)鍵向金屬鍵轉(zhuǎn)變。3 3）非金屬元素和類似物礦物變化很大。）非金屬元素和類似物礦物變化很大。同質(zhì)多象：同質(zhì)多象：本大類非金屬元素礦物的同質(zhì)多象本大類非金屬元素礦物的同質(zhì)多象較常較常見(jiàn)見(jiàn)，如，如C C的同質(zhì)二象、的同質(zhì)二象、S S的同質(zhì)三象。的同質(zhì)三象。對(duì)稱程度：對(duì)稱程度：金屬元素礦物多為金屬元素礦物多為等軸晶系等軸晶系，少數(shù)為，少數(shù)為六六方晶系方晶系；半金屬元素礦物為三、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。非金屬元素和類似物礦物變化很大。具具配位型、架狀和環(huán)狀的礦物配位型、架狀和環(huán)狀的礦

4、物自形晶自形晶主要為主要為粒狀粒狀，其中金屬元素礦物少見(jiàn)自，其中金屬元素礦物少見(jiàn)自形而多為它形不規(guī)則狀；形而多為它形不規(guī)則狀；具具層狀結(jié)構(gòu)（主要是半金屬元素礦物層狀結(jié)構(gòu)（主要是半金屬元素礦物和石墨）和石墨）為為片狀片狀。3 3 形態(tài)與物理性質(zhì)形態(tài)與物理性質(zhì)金屬元素類礦物在物理性質(zhì)上呈金屬元素類礦物在物理性質(zhì)上呈現(xiàn)典型的金屬特性：現(xiàn)典型的金屬特性：金屬色、金屬光澤、不透明金屬色、金屬光澤、不透明、低硬度（鋨、銥為例外）、無(wú)解、低硬度（鋨、銥為例外）、無(wú)解理、高密度、強(qiáng)延展性、強(qiáng)導(dǎo)電性理、高密度、強(qiáng)延展性、強(qiáng)導(dǎo)電性和強(qiáng)導(dǎo)熱性。和強(qiáng)導(dǎo)熱性。半金屬元素礦物從自然砷、自然半金屬元素礦物從自然砷、自然銻到

5、自然鉍，金屬特性逐漸增強(qiáng)銻到自然鉍，金屬特性逐漸增強(qiáng)：顏色向金屬色過(guò)渡顏色向金屬色過(guò)渡金屬光澤增強(qiáng)，金屬光澤增強(qiáng)，硬度變得更小，硬度變得更小，相對(duì)密度增大，相對(duì)密度增大，延展性增強(qiáng)，延展性增強(qiáng)，導(dǎo)電性增強(qiáng)。導(dǎo)電性增強(qiáng)。由自然砷自然砷到自然銻自然銻到自然鉍自然鉍非金屬元素和類似物礦物非金屬元素和類似物礦物的晶體化學(xué)特點(diǎn)不同而使不同的晶體化學(xué)特點(diǎn)不同而使不同礦物在礦物在物性上變化甚大物性上變化甚大。地殼地殼：自然金、自然銀、自然銅、自然鉑、自然金、自然銀、自然銅、自然鉑、自然硫、金剛石和石墨；自然硫、金剛石和石墨；地幔和核地幔和核- -幔邊界幔邊界：金剛石、石墨、金剛石、石墨、自然鐵、自然硅和自然

6、鎳；自然鐵、自然硅和自然鎳；隕石：隕石：亮石墨、自然鉬、金剛石等。亮石墨、自然鉬、金剛石等。4. 4. 成因產(chǎn)狀成因產(chǎn)狀鉑族元素礦物主要出現(xiàn)于基性、超基性巖漿巖鉑族元素礦物主要出現(xiàn)于基性、超基性巖漿巖中中, ,常與銅鎳硫化物和鉻鐵礦共生。常與銅鎳硫化物和鉻鐵礦共生。自然金、自然銀和自然銅主要為熱液作用產(chǎn)物。自然金、自然銀和自然銅主要為熱液作用產(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。榴輝巖中。石墨多是變質(zhì)作用產(chǎn)物。石墨多是變質(zhì)作用產(chǎn)物。自然硫則以火山作用和生物作用形成自然硫則以火山作用和生物作用形成。根據(jù)元素的屬性，將本大類礦物劃分為根據(jù)元

7、素的屬性，將本大類礦物劃分為5. 5. 分類分類1.1.金屬元素礦物金屬元素礦物2.2.半金屬元素礦物半金屬元素礦物3.3.非金屬元素礦物非金屬元素礦物三類三類二二 金屬元素礦物類金屬元素礦物類銅型結(jié)構(gòu)：銅原子呈立方面心排列，銅型結(jié)構(gòu)：銅原子呈立方面心排列，以金屬鍵聯(lián)系以金屬鍵聯(lián)系。 樹枝狀自然銅樹枝狀自然銅【物理性質(zhì)物理性質(zhì)】 銅銅紅色紅色，表面常因，表面常因氧化而出現(xiàn)氧化而出現(xiàn)棕黑棕黑色錆色色錆色；條痕銅；條痕銅紅色；金屬光澤，紅色；金屬光澤，不透明。無(wú)解理；不透明。無(wú)解理；斷口呈鋸齒狀。斷口呈鋸齒狀。硬度硬度2.52.53 3。相相對(duì)密度對(duì)密度8.958.95( (純純銅銅) )。具延展

8、性具延展性。熔點(diǎn)熔點(diǎn)1.0831.083C C。為熱和電的良導(dǎo)為熱和電的良導(dǎo)體。體。ha自然金自然金【鑒定特征鑒定特征】 顏色及條痕顏色及條痕金黃色金黃色，強(qiáng)金屬光澤，相對(duì)，強(qiáng)金屬光澤，相對(duì)密度大密度大19.319.3，低硬度，低硬度2.5-32.5-3，強(qiáng)延展性；化學(xué)性穩(wěn)定，火強(qiáng)延展性；化學(xué)性穩(wěn)定，火燒不變色；熔點(diǎn)燒不變色；熔點(diǎn)1062 1062 C C。顏色條痕硬度區(qū)別黃鐵礦黃銅礦01 1）自然鉑亞族：銅型結(jié)構(gòu)自然鉑亞族：銅型結(jié)構(gòu)包括自然鉑、自然鈀、自然銥和自然銠，為包括自然鉑、自然鈀、自然銥和自然銠，為等軸晶系等軸晶系，可見(jiàn)八面體或立方體晶形。，可見(jiàn)八面體或立方體晶形。2 2）自然鋨亞族

9、：鋨型結(jié)構(gòu)自然鋨亞族：鋨型結(jié)構(gòu)包括自然鋨、自然釕等，為包括自然鋨、自然釕等，為六方晶系六方晶系，呈六，呈六方板狀晶形，硬度（約為方板狀晶形，硬度（約為6 6）明顯高于前者（約）明顯高于前者（約為為4 4）。）。本族礦物一般為本族礦物一般為銀白色和鋼灰色銀白色和鋼灰色，硬度比自硬度比自然金族高然金族高，也具有與自然金族類似的其他，也具有與自然金族類似的其他金屬特金屬特性性。2.2.自然鉑族自然鉑族 Platinum GroupPlatinum Group自然鉑（含金）自然鉑（含金）【物理性質(zhì)物理性質(zhì)】錫白色，含鐵高時(shí)錫白色，含鐵高時(shí)呈鋼灰色；條痕鋼呈鋼灰色；條痕鋼灰色；金屬光澤；灰色；金屬光澤；

10、不透明。無(wú)解理；不透明。無(wú)解理；斷口鋸齒狀。硬度斷口鋸齒狀。硬度4 44.54.5。相對(duì)密度。相對(duì)密度21.521.5( (純鉑純鉑) )。熔點(diǎn)。熔點(diǎn)17741774C C。強(qiáng)延展。強(qiáng)延展性。性。微具磁性。電微具磁性。電和熱的良導(dǎo)體。和熱的良導(dǎo)體。 三三 半金屬元素礦物類半金屬元素礦物類 Native Semimetals Native Semimetals 四四 非金屬元素礦物類非金屬元素礦物類 Native NonmetalsNative Nonmetals斜方晶系斜方晶系環(huán)狀分子型結(jié)構(gòu)環(huán)狀分子型結(jié)構(gòu) 【鑒定特征】黃色、油脂光澤、貝殼狀斷口、低硬度（1-2）、性脆、硫臭味、不導(dǎo)電，摩擦帶負(fù)

11、電。 金剛石金剛石(Diamond) C(Diamond) C【鑒定特征】：極高的硬度，晶形輪廓常呈渾圓狀?！局饕猛尽?寶石、儀表軸承、表鑲鉆切具等儀表軸承、表鑲鉆切具等。碳原子分布于立方晶胞的碳原子分布于立方晶胞的8 8個(gè)角頂、個(gè)角頂、6 6個(gè)面心和晶胞所個(gè)面心和晶胞所分分8 8個(gè)小立方體的個(gè)小立方體的4 4個(gè)相間的小立方體中心。個(gè)相間的小立方體中心。碳原子以共價(jià)鍵與周圍的另外碳原子以共價(jià)鍵與周圍的另外4 4個(gè)碳原子相連個(gè)碳原子相連，形成四，形成四面體配位。面體配位。平行平行111111面網(wǎng)密度大，間距也大面網(wǎng)密度大，間距也大。金剛石型結(jié)構(gòu)：金剛石型結(jié)構(gòu)：金剛石沿金剛石沿111111成解理

12、成解理六方環(huán)六方環(huán)第十六章第十六章 金屬互化物礦物大類金屬互化物礦物大類硅化物類：羅布莎礦硅化物類：羅布莎礦 （LuobushaiteLuobushaite） 藏布礦藏布礦 （ZangboiteZangboite） 碳化物類：桐柏礦碳化物類：桐柏礦 （TongbaTongbaiteite） 曲松礦（曲松礦（QusongiteQusongite） 雅魯?shù)V（雅魯?shù)V（YarlongiteYarlongite） 氮化物類：氮化物類：磷化物類：磷化物類：1.1. 分類分類FeSiFeSi2 2 斜方晶系斜方晶系鋼灰色鋼灰色, ,黑色條痕黑色條痕, , 金屬光金屬光澤澤, , 不透明。不透明。 硬度硬度7, 7, 計(jì)算計(jì)算密度密度4. 55g/cm4. 55g/cm3 3, , 無(wú)解理無(wú)解理, , 脆性脆性, , 貝殼狀斷口。貝殼狀斷口。羅布莎礦羅布莎礦 （LuobushaiteLuobushaite） 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：FeFe、SiSi離子在離子在bcbc面上呈互層分布，面上呈互層分布，SiSi堆積緊密，堆積緊密，F(xiàn)eFe堆積層存在孔隙。堆積層存在孔隙。成因：地幔成因：地幔TiFeSiTiFeSi2 2 斜方晶系斜方晶系鋼