第二节 重要矿物简述
目前已发现的矿物大约有3000种,随着现代研究手段的改进,逐年不断有新矿物发现,近年平均每年发现约四五十种。1949年以来我国发现并得到确认的新矿物约40种。
矿物分类的方法很多,当前常用的是根据矿物的化学成分类型分为5大类:自然元素矿物、硫化物及其类似化合物矿物、卤化物、氧化物及氢氧化物矿物、含氧盐矿物。根据阴离子或络阴离子还可把大类再分为若干类,如含氧盐大类可以分为硅酸盐矿物、碳酸盐矿物、硫酸盐矿物、钨酸盐矿物、磷酸盐矿物以及钼酸盐矿物、砷酸盐矿物、硼酸盐矿物、硝酸盐矿物等类。
在众多矿物名称中,有一部分是以人名和地名来命名的,如高岭石是因江西省高岭而命名,全世界都叫这个名字;有一部分是根据化学成分、形态、物理性质命名的,如方解石是因沿解理极易碎成菱形方块而命名;赤铁矿、黄铁矿是根据其颜色和主要成分而命名;重晶石是根据其比重较大而命名,等等。在中文矿物名称中,有一部分是源于我国传统名称,如石英、石膏、辰砂等,但大部分是由外文翻译成中国名称。具有金属光泽或可提炼金属的矿物多称为某某矿,如方铅矿、黄铜矿、磁铁矿等;具非金属光泽的矿物多称为某某石,如方解石、长石、萤石等。
下面简单介绍重要的有用矿物、造岩矿物(即组成岩石的重要矿物)以及我国某些特别丰富的矿物,共约40种。
一、自然元素矿物
这类矿物较少,其中包括人们所熟知的矿物,如金、铂、自然铜、硫黄、金刚石、石墨等。这里只介绍石墨和金刚石。
1.石墨C 通常为鳞片状、片状或块状集合体。铁黑色或钢灰色,条痕黑灰色,晶体良好者具强金属光泽,块状体光泽暗淡,不透明。有一组极完全解理,硬度1—2,薄片具挠性。比重2.09—2.23。具滑腻感,高度导电性,耐高温(熔点高)。化学性稳定,不溶于酸。
鉴定特征:钢灰色,染手染纸,滑腻感。
石墨多在高温低压条件下的还原作用中形成,见于变质岩中;一部分由煤炭变质而成;石墨也常见于陨石中。石墨可制坩埚、电极、铅笔、防锈涂料、熔铸模型以及在原子能工业中用作减速剂。我国主要的石墨产地有山东、黑龙江、内蒙古、吉林、湖南等省(区)。
2.金刚石C 晶体类似球形的八面体或六八面体。无色透明,含杂质者黑色(黑金刚),强金刚光泽,硬度10。解理完全,性脆。比重3.47—3.56。紫外线下发萤光。具高度的抗酸碱性和抗辐射性。
鉴定特征:最大硬度和强金刚光泽。
金刚石多产于一种叫金伯利岩的超基性岩中。含金刚石岩石风化后可形成砂矿。
透明金刚石琢磨后称钻石。不纯金刚石用于钻探研磨等方面。目前,金刚石还用于红外、微波、激光、三极管、高灵敏度温度计等各种尖端技术方面。
非洲扎伊尔和南非金伯利为著名金刚石产地,产量居世界之冠。我国的山东、辽宁、湖南省沅水流域、贵州、西藏都发现了原生金刚石或金刚石砂矿。
二、硫化物类矿物
本类是金属元素与硫的化合物,大约有200多种,Cu、Pb、Mo、Zn、As、Sb、Hg等金属矿床多由此类矿物富集而成,具有很大的经济价值。
3.辉铜矿Cu2S 完好晶体少见,一般呈块状、粒状集合体。铅灰至黑色(表面有时具翠绿色或天蓝色小斑),条痕黑灰色,金属光泽,(风化面常有一层无光被膜),不透明。硬度2—3,解理不清楚,稍具延展性。比重5.5—5.8。
鉴定特征:黑铅灰色,硬度低,用刀尖可以刻出光亮痕迹。
辉铜矿大部分是原生硫化物氧化分解再经还原作用而成的次生矿物。含铜成分高,是最重要的炼铜矿石。我国云南东川铜矿等有大量辉铜矿。
4.方铅矿PbS 晶体常为六面体或六面体与八面体的聚形;一般呈致密块状或粒状集合体。铅灰色,条痕黑灰色,金属光泽,不透明。硬度2.5—2.75,三组立方解理完全,性脆。比重7.4—7.6。
鉴定特征:铅灰色,硬度低,比重大,可以碎成立方小块。
方铅矿为最重要的铅矿石,因其中常含银,也是重要的炼银矿石。我国方铅矿产地甚多,湖南常宁县水口山为知名产地。近年在云南兰坪、广东凡口、青海锡铁山等地发现特大型铅锌矿床,其储量已跃居世界前列。
5.闪锌矿ZnS 一般多为致密块状或粒状集合体。浅黄、黄褐到铁黑色(视含Fe多少而定),条痕较矿物色浅,呈浅黄或浅褐色。金刚光泽(新鲜解理面)、半金属光泽(深色闪锌矿)或稍具松脂光泽(浅色闪锌矿)。半透明(浅色者)到不透明(深色者)。硬度3.5—4。六组完全解理,性脆。比重3.9—4.1。
鉴定特征:颜色不太固定,但条痕经常比颜色浅(浅黄褐色),稍具松脂光泽,棱角或碎块透光,多向完全解理。
闪锌矿为最重要的锌矿石,其中常含有镉Cd、铟In、镓Ga等类质同像混入物,是有价值的稀有元素。闪锌矿常与方铅矿共生。我国产地以云南金顶、广东凡口、青海锡铁山等最著名。
6.辰砂HgS 晶形为细小厚板状或菱面体;多呈粒状、致密块体或粉末被膜。朱红色,条痕与色相同,金刚光泽(新鲜晶面),半透明。硬度2—2.5,三组解理完全,性脆。比重8.09—8.20。
鉴定特征:颜色及条痕朱红色,硬度低,比重大。
辰砂在地表条件下比较稳定,为重要的炼汞矿物。我国是世界上重要产辰砂的国家之一,湘、贵、川交界地带为主要产地,以湖南辰州(今沅陵)为最著名,故称辰砂,又名朱砂。最近在青海省也发现大型汞矿床。
7.辉锑矿Sb2S3 晶体为具有锥面的长柱状或针状,柱面具明显纵纹,一般呈柱状、针状或块状集合体。铅灰色,条痕黑灰,强金属光泽,不透明。硬度2—2.5。一组解理完全,性脆。比重4.5—4.6。蜡烛可以熔化。
鉴定特征:柱状、针状集合体,铅灰色,硬度低(指甲可刻动),单向完全解理,极易熔化。辉锑矿与方铅矿相似,但后者具立方解理,比重大,不易熔,可以区别。
辉锑矿是最重要的锑矿石。我国为著名的产锑国家,储量占世界第一位,尤以湖南新化锡矿山的锑矿,储量大,质量高。
8.辉钼矿MoS2 通常呈叶片状、鳞片状集合体。铅灰色,条痕亮灰色(常带微绿),金属光泽,不透明。硬度1-1.5,最完全解理,薄片有挠性。比重4.7—5.0,有滑腻感。
鉴定特征:铅灰色,最完全解理,可分离成薄片,能在纸上划出条痕,有滑腻感。
辉钼矿常产于花岗岩与石灰岩的接触带。辉钼矿为炼钼主要矿石。我国辽宁的杨家杖子为钼矿产地。近年在陕西、河南等省发现大型钼矿床,因此使我国钼矿储量名列世界前茅。
9.黄铁矿FeS2 经常发育成良好的晶体,有六面体、八面体、五角十二面体及其聚形。六面体晶面上有与棱平行的条纹,各晶面上的条纹互相垂直。有时呈块状、粒状集合体或结核状。浅黄(铜黄)色,条痕黑色(带微绿),强金属光泽,不透明。硬度6—6.5(硫化物中硬度最大的一种),无解理,性脆。比重4.9—5.2。在地表条件下易风化为褐铁矿。
鉴定特征:完好晶体,浅黄色,条痕黑色,较大的硬度(小刀刻不动)。
黄铁矿是在硫化物中分布最广泛的矿物,在各类岩石中都可出现。黄铁矿是制取硫酸的主要原料。我国黄铁矿床(亦称硫铁矿)分布很广,广东英德、安徽马鞍山、甘肃白银厂、内蒙古等都有产出,近年在广东云浮探明有特大型矿床。我国硫铁矿储量居于世界前列。
10.黄铜矿CuFeS2 完好晶体少见,多呈致密块状或分散粒状。金黄色(表面常有锈色),条痕黑(带微绿)色,金属光泽,不透明。硬度3.5—4,解理不清楚,性脆。比重4.1—4.3。
鉴定特征:金黄色,条痕近黑色,硬度中等。
黄铜矿易与黄铁矿、金等相混,其区别如下:
黄铜矿为炼铜的主要矿物。黄铜矿在氧化及还原条件下极易变成其它次生铜矿,如孔雀石、蓝铜矿、辉铜矿、斑铜矿等。我国产地分布较广,主要有甘肃白银厂、山西中条山、长江中下游(如湖北、安徽)、云南东川以及内蒙古、黑龙江等省区。近年在江西东北部德兴、西藏玉龙等发现大型
表2-3黄铁矿、黄铜矿与金的区别
铜矿床。我国铜矿储量居于世界前列。铜矿床。我国铜矿储量居于世界前列。