Chap.10
氧化物 和
氢氧化物矿物大类
氧化物 和 氧化物 矿物,
金属阳离子 和某些 非金属阳离子
(如 Si等 )与 O2-或 (OH)-化合而成的
矿物 。
§ 1 概 述
地壳中分布广泛, 仅次于 含氧盐
矿物 大类 。 已知的矿物 超过 200种,
占 地壳总重量 的 17%±, 石英族
矿物 分布最广, 占 12.6%,最常见
的 石英 是主要的 造岩矿物 ； Fe的
氧化物 和 氢氧化物 占 3.9%； 次有
Al,Mn,Ti,Cr 的 氧化物 和 氢氧
化物 。
意义,
1） 许多矿物为 重要 的 造岩矿物 ；
2） 许多为 提取 黑色金属 和 有色金属
（ Fe,Mn,Cr,Al,Sn等 ）, 稀有金属
（ Ti,Nb,Ta等 ）, 放射性金属 （ U、
Th,Y,TR等 ） 及 非金属 的 矿物原料
以及 耐火材料 等 。
3） 为 仪表 轴承 或 研磨 材料, 无线电
工业原料, 工艺美术原料 及 宝石 的 重要
来源 。
一, 化学组成 化学组成
阴离子, 主要为 O2-,(OH)-
阳离子, 40种 左右 。
主要为 惰性气体型 （ Si,Al、
Mg,U等 ） 和 过渡型 （ Fe,Mn,Ti、
Cr,V,Nb,Ta等 ） 离 子 ；
铜型离子 极少见 （ Sn,Cu、
Pb,Zn,Sb,Bi等 ） 。
少数氧化物中 附加阴离子 （ F-,Cl-）
和 水分子 。
1） 铜型离子 往往见于由 硫化物 氧化
而成的 次生矿物 中, 且含量很少 。
2） 变价元素 Fe,Mn,U等在 氧化物 中
往往呈 高价态 。
3） 氧化物 中 类质同像 （ 尤其是 异价
类质同像 ） 替代较硫化物 广泛, 完全
类质同像替代 在 成分复杂 的 氧化物 中
较常见 。 氢氧化物 中 类质同像替代少见,
而 吸附作用 使其 化学组成复杂化 。
二, 晶体化学特点
1,氧化物 氧化物
氧化物 中 O2-常作 立方 或 六方 最紧密
堆积 或 近似最紧密堆积, 阳离子 充填
四面体 或 八面体 空隙 。 键性 以 离子键
为主, 且以 低价惰性气体型离子 的
氧化物 中为 最强, 如 方镁石 MgO。
由于 阳离子 具不同程度的 极化 性质,
刚玉 （ Al2O3）, 石英 （ SiO2） 等的
键性 趋于向 共价键 过渡 ； 而 磁铁矿
（ FeFe2O4）, 软锰矿 （ MnO2） 等
则有向 金属键 过渡的趋势 。
1） 阳离子电价增高, 其 共价键
的成分趋于增多, 如,
Na+ → Mg2+→ Al3+ → Si4+
离子键 → → 共价键
2） 键性 因 阳离子 的 类型 而异,
惰性气体型 → 过渡型 → 铜型离子,
共价键性 趋于 增强, CN趋向 减小 。
2,氢氧化物
(OH)- 或 (OH)- 和 O2- 共同
形成 紧密 堆积, 后者中 (OH)-与 O2-
通常成 互层分布 。
多数矿物为 层状结构, 层内 为
离子键, 层间 以 分子键 或 氢键 联结 ；
部分矿物为 链状结构, 链内 为 离子键,
沿链的方向联结力较强, 链间 为 氢键 。
三, 形态
氧化物 常具 完好 的 晶形 。 集合体 常成
粒状 和 致密块状 。
氢氧化物 多属 三方, 六方, 斜方
或 单斜晶系 。 具 层状结构 者常呈 板
状, 片状, 鳞片状 ；具 链状结构 者
多呈 柱状, 针状, 纤维状 。 但更常
见成 细分散胶态混合物, 呈 鲕状,
豆状, 肾状, 葡萄状, 钟乳状多孔
状, 土状, 致密块状 等 。
四, 物理, 化学性质
1,光学性质
主要取决于 阳离子类型
（ 1） 惰性气体型 离子 （ Mg,Al,Si等 ）
的 氧化物 和 氢氧化物,通常为 无色,
白色 或 浅色 的 颜色 及 条痕, 玻璃光泽
为主, 透明 ～ 半透明 。
（ 2） 过渡型离子 （ Fe,Mn,Cr,Ti等 ）
和 铜型离子 （ Sn,Cu等 ） 的 氧化物
和 氢氧化物, 深色 或 暗色, 常呈
各种 彩色 或 钢灰色 ～ 铁黑色, 条痕
深色 (黄, 褐, 黑色 ),半金属 或 金刚
光泽, 半透明 ～ 不透明 。
2,力学性质 及 其他性质
决定于其 晶体结构
1） 氧化物
大部分矿物为 离子键 向 共价键
过渡, 结构 的 紧密程度高 。
通常具 较高 的 硬度 （ 一般 ＞ 5.5，
最高 达 9） ； 较大 的 比重 （ 多数 ＞ 4.0，
仅 架状结构 的 石英族较低, 为 2.65） ；
解理不发育 ； 含铁矿物 具 强弱不等
的 磁性 ； 含 放射性元素 者具 放射性 ；
熔点高 ； 溶解度低 。
2） 氢氧化物
层状结构 者的 硬度 和 比重 均 较 相应
的 氧化物 稍低 或 低得多, 常具 一组
极完全 ～ 完全 解理 ； 链状结构 者的
硬度 和 比重 皆相对 稍大 些, 其 解理
中等 。
氢氧化物 因 产于地表, 常为
胶态 或 隐晶质, 解理 的 意义不大 。
五, 成因产状
1） 氧化物,
广泛形成于 内生, 外生 和 变质作用 中 。
（ 1） 对 变价元素, 低价态 (Fe2+,Mn2+、
V3+,Cr3+等 )的 氧化物 多形成于 内生 (
主要是 热液, 岩浆作用, 次为 伟晶作用 )
或 变质作用 较为 还原 的 环境 中 ； 而 高价态
(Fe3+,Mn4+,Sb5+,W6+等 )的 氧化物 则主要
形成于 外生 (表生作用, 如 岩石 或 矿床 的
风化壳 )或 内生作用 的 较氧化 的 环境 中 。
（ 2） Fe在 不同 的 氧化 —还原条件 下,
易于 相互转变 为 不同价态 的 氧化物
矿物 。
（ 3） 非变价元素 的 氧化物, 绝大部分
在 岩浆, 伟晶, 热液 或 变质作用 均可
形成, 也常见于 砂矿 中 。
（ 4） 少数 氧化物 具 单 成因性, 如
铬铁矿 属典型 岩浆成因, 只产于
超基性, 基性岩浆岩 中 。
2） 氢氧化物,
往往为 低温表生作用 的产物, 主要 产于
地表 或 近地表, 由 风化作用 及 化学沉积
而形成：
多见于 金属矿床 的 氧化带 和 水化带 或
岩石风化壳 ； 在 湖沼盆地 中可形成 规模
巨大 的 沉积矿床, 其中尤以 Fe,Mn,Al
的 氢氧化物 最为典型, 为 风化作用 和
沉积作用 过程中的 胶体溶液凝聚 形成的 。
少数 氢氧化物 可 产于热液矿脉 。
六, 分类
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型：烧绿石族
型：铌铁矿族
（铬铁矿）
（磁铁矿）( 尖晶石），型：尖晶石族：
（黑钨矿）型：黑钨矿族：
( 钛铁矿）型：钛铁矿族：
复杂氧化物
晶质铀矿族
（蛋白石）
），石英、鳞石英、方石英石英、β(α石英族：
（软锰矿）
（锡石），钛矿），( 金红石、板钛矿、锐金红石族：
型：
（赤铁矿）（刚玉）、型：刚玉族：
型：方镁石族
（赤铜矿）型：赤铜矿族：
简单氧化物
氧化物
722
62
42
424242
44
32
22
2
2
22
323232
22
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XAB
OF e C r
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F e ) W O( M n,A B X
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Si O
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??? ( 硬锰矿) OnHMnOO 或m M n O3HOn硬锰矿族：B a M n M
（水锰矿） H)水锰矿族：M n O ( O
）（针铁矿、纤铁矿,H)针铁矿族：F e O ( O
）（硬水铝石、软水铝石 OH)硬水铝石族：A l O (
)（三水铝石、H)三水铝石族：A l ( O
（水镁石))水镁石族：M g ( O H
222209
3
2
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氢氧化物
七, 鉴定方法
鉴定 氧化物, 主要依据 晶形,
条痕, 解理, 以及 其他物理性质
(如 磁性 等 ),必要时可作 简易化学实验
(如 锡镜反应 或 试 Ti,试 Mn,试 U等 )。
氢氧化物 粒细, 多为 细分散胶态
混合物, 肉眼难以准确鉴别 。 因常含
(OH)-,H+,H2O,一般需利用 差热
分析, 红外吸收光谱分析, 并配合
X射线分析, 化学分析 及 电子显微镜
等方法方能奏效 。 也可 试 Mn或 试 Al。
一, 氧化物矿物
刚玉, Al2O3
化学组成,
一般含 微量 Cr3+,Fe2+,Ti4+,Mn2+、
V5+,Ga3+等, 常见 赤铁矿, 钛铁矿,
金红石, 尖晶石, 石榴子石 等 包裹体 。
§ 2 主要矿物
晶体结构,
三方晶系, 对称型 m
刚玉型结构 刚玉型结构, O2-呈 六方最紧
密 堆积 构成 氧离子层, Al3+在 两层 O2-
之间, 充填 2/3的 八面体空隙 。
= 4, = 6 。
3
CN O 2? CN Al 3?
鉴定特征 鉴定特征,
晶体 常呈 完好 的 腰鼓状, 桶状 或
短柱状 。 常依 ( )呈 聚片双晶 。
晶面 上常见 相交 的 几组 条纹 。
1110
通常呈 蓝灰, 黄灰色, 含 杂质 可呈
各种颜色：
红宝石,含 Cr,红色 ；
蓝宝石,含 Ti和 Fe2+,蓝色 ；
黑星石,含 Fe2+,Fe3+,黑色, 透明 ；
白宝石, 纯净 无色透明 的晶体 ；
含 Co,V,Ni呈 绿色 ；
含 Ni呈 黄色 ；
含 Fe3+,Mn2+呈 玫瑰红色 。
玻璃 光泽 ～ 金刚光泽 。 透明 ～ 半透明 。
在某些 红 (蓝 )宝石 的 {0001}面上
可见因含有 定向分布 的 针状金红石
包裹体 而呈现的 六射星光, 称为
星光红 (蓝 )宝石 星光红 (蓝 )宝石 。
H 9。 无 解理 ； 常因 聚片双晶 或 微细
包裹体 而产生 {0001}或 { }的 裂开 。
1110
成因产状,
各种成因 。 多形成于 高温,
富 Al贫 Si的条件下 。
有 岩浆 结晶作用 形成 ； 产于 碱性
伟晶岩 中 ； 形成于 岩浆岩 与 石灰岩 的
接触带 ； 可产于 粘土质岩 经 区域变质
而成的 结晶片岩 中 ； 也见于 砂岩 中 。
用途,
作 研磨材料 及 精密仪器, 仪表
和 钟表 的 轴承 ；
色泽美丽透明 的 晶体 可作 宝石 ；
合成红宝石 单晶 可作 激光材料 。
赤铁矿, Fe2O3
化学组成,
常含 Ti,Al,Mn,Fe2+,Mg,Ca
和 少量的 Ga,Co等 类质同像 混入物,
以及 金红石, 钛铁矿 等 显微 包裹体 。
致密块体 常含 SiO2,Al2O3,粘土 等
机械混入物 。
晶体结构,
三方晶系, 对称型 m
刚玉型结构 刚玉型结构 。
3
鉴定特征,
常成各种 集合体形态,
镜铁矿 镜铁矿,具 金属光泽 的 片状集合体 ；
云母赤铁矿 云母赤铁矿, 具 金属光泽 的 细小鳞
片状 集合体 ；
铁赭石, 红色土状 (粉末状 )集合体 ；
鲕状, 豆状, 肾状赤铁矿 鲕状, 豆状, 肾状赤铁矿,
鲕状, 豆状, 肾状 的 集合体 。
尚有 致密块状集合体 。
显晶质 者呈 钢灰 ～ 铁黑 色 ； 隐晶质 及
胶态 者呈 暗红色, 红褐色 。 条痕 樱红色
或 红棕色, 金属 ～ 半金属 光泽, 或
土状光泽 。 H5.5～ 6,土状者显著降低 。
无解理 。 无磁性, 性脆 。
注意,
镜铁矿 常因 含磁铁矿 微细包裹体
而具 较强 的 磁性 。
成因产状,
形成于 各种地质作用 。
主要有 热液成因, 沉积成因
（ 著名产地 有 河北宣化, 湖南宁乡 等 ）
和 沉积变质成因 （ 著名产地 如 辽宁
鞍山 等 ） 。
赤铁矿 （ Fe2O3） 和 磁铁矿 （ FeFe2O4）
易 相互转变,在自然条件下, 当氧的
浓度增大, 磁铁矿 可 氧化 成 赤铁矿, 并
保留 其 晶形, 称 假像赤铁矿 ； 当氧浓度
减小, 赤铁矿 可 还原 为 磁铁矿, 若
原 晶形不变, 称 穆磁铁矿 。
用途,
提炼 铁 的 矿物原料 之一 ；
纯净 的 粉末状赤铁矿 是天然的
矿物颜料 ；
可 综合利用 成分中的 Ti,Ga、
Co等 。
钙钛矿, CaTiO3
金红石, TiO2
化学组成,
常含 Fe2+,Fe3+,Nb5+,Ta5+,Cr3+、
Sn4+等 类质同像 混入物 。
金红石 具 成分标型性, 碱性岩 中 富 Nb；
基性岩 和 岩浆成因 的 碳酸岩 中的 含 V；
伟晶岩 及 热液矿床 中者往往 富 Sn；
月岩 中的 金红石富 Nb 和 Cr。
晶体结构 晶体结构,
四方晶系, 对称型 4/mmm 。
金红石型结构, O2-近似成 六方最紧密
堆积, Ti4+位于 变形八面体空隙 中,
=6。 O2-位于以 Ti4+为角顶所组成
的平面三角形之中心, = 3 。
[TiO6]彼此 上, 下共棱 联结成 ∥ c轴 的 链,
链间 由 [TiO6]共角顶 相连 。
CN Ti4?
CN O2?
鉴定特征 鉴定特征,
晶体 呈 短柱状, 长柱状 或 针状,
柱面 有 纵纹 。 双晶依 (101) 成 膝状双晶,
三连晶 或 环状双晶 。 致密块状集合体 。
通常为 褐红, 暗红 或 褐色, 富 Fe者 黑色 ；
条痕浅褐色 ～ 黄褐色 ； 金刚光泽 ； 微透明 。
{110}完全解理 ； H6～ 6.5。 G4.2～ 4.3。
试 Ti反应,粉末溶于 热 H3PO4,冷却,
稀释后, 加 H2O2或 Na2O2,溶液呈 黄褐色 。
成因产状,
高温 成因 。
主要产于 伟晶岩 和 区域变质岩系
的 含金红石石英脉 中以及 砂矿床 中 。
用途,
提炼 Ti的主要原料, Ti 具 密度小,
强度高, 耐腐蚀, 抗高温 等优良性能 ；
钛合金 广泛应用于 化工, 军事 和 空间
技术 中 （ 用于喷气发动机, 飞机机体,
导弹火箭 等及碱工业等用的反应塔,
蒸馏塔, 热交换器, 阀门等设备和
部件上 ） 。
钛白粉 可作 高级白色油漆, 涂料,
人造丝 的 减光剂, 白色橡胶 和 高级纸张
的 填料 。
金红石 可作 半导体检波器 。
人造金红石 可 制作 优质电焊条 。
石英族
包括 SiO2的一系列 同质多像变体,
常见的有：
常压 下,
熔融体方石英
鳞石英石英石英
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c1728c1470
c870c573
1） 尤以 ?-石英最常见 。
2） 石英 应为 ?-石英 和 ?-石英 之 总称,
但一般指 低温石英 （ 即 ?-石英 ） 。
3） 将 含水 的 SiO2矿物 — 蛋白石,
也列入本族内 。
?-石英 ?-石英 （ 低温石英, ?-quartz）,
SiO2
晶体结构,
三方晶系, 对称型 32
结构中 [SiO4]四面体 以 角顶相连,
∥ c轴 呈 螺旋状排列, 有 左, 右旋 之分 。
鉴定特征 鉴定特征,
常呈 柱状晶体, 六方柱面 上具 横纹,
为 {10 0} 和 {10 1} 之 聚形纹 。 常见
道芬双晶 和 巴西双晶 。 集合体呈 粒状,
致密块状 或 晶簇状 。
通常为无色, 乳白色, 灰白色, 因含
杂质色心 或 细分散包裹体 而呈各种 颜色 ；
玻璃 光泽, 贝壳状 断口 油脂 光泽 ； 透明
— 半 透明 。 无 解理 ； H 7。 G 2.65。 具
压电性 。
1 1
异种, 主要有,
1） 显晶质 异种,
水晶簇 水晶簇, 纯净者 无色透明 。
紫水晶 紫水晶, 微量 Fe3+→Si 4+产生 色心
而致 紫色 。 加热退色 。
烟水晶 烟水晶, Al3+＋ H+或 Na+→Si 4+,在
x射线 或 ?射线 作用下, Al–O键电子对 中
的一个 电子离位 产生 空穴色心 而成 烟黄
～ 暗褐色, 黑色 。 加热至 225℃ 开始缓慢
褪色, 至 400℃ ± 烟色渐消失 。
注, 黑色透明 者称 墨晶 ； 茶褐色 者
称 茶晶 。
黄水晶, 黄色透明 者, 可能为 Fe2+
所致 。
蔷薇石英 蔷薇石英 （ 芙蓉石 ）, 蔷薇红色 或
粉红色, 可能由 Ti,Mn造成 。 通常
呈 致密块状 。 加热至 575℃ 褪色 ；
日光下长期暴晒颜色变浅 。
乳石英, 乳白色半透明 的 块体,
含大量 细分散 的 气, 液包裹体 及 微裂隙 。
蓝石英, 蓝色 。 含 Ti较高, 次有 Al、
Mn。 加热至 300～ 400℃, 褪色 或变为
紫色 。
发晶 发晶, 细小针状金红石, 电气石 或
角闪石 等 包裹体 呈 发状, 纤维状 。
猫眼石, 虎睛石, 鹰眼石,由于 石英
交代 并 胶结石棉纤维 而具 丝绢光泽 的
黄褐, 棕黄, 棕红, 深蓝 或 蓝灰色 的
致密块体 。
砂金石 (东陵石 )：含 鳞片状 金 云母,
赤铁矿 等 包裹体 且 分布均匀 的次生
石英岩 或 水晶晶体, 琢磨后呈 闪烁 的
金黄色, 褐黄色, 粉红色 或 绿色 。
2） 隐晶质 异种,
玉髓 （ 石髓 ）,呈 钟乳状, 肾状,
葡萄状, 皮壳状 等 外貌, 具 蜡状光泽
半透明 的 纤维状异种, 常呈 乳白, 黄,
褐, 深蓝 等色, 尚有 红褐色 (光玉髓 )、
苹果绿 （ 绿玉髓 ）, 绿色 中夹有 红色
碧玉小斑点 (血玉髓, 血滴石, 鸡血石 )。
玛瑙, 不同颜色 的 玉髓条带 或
同心环状相间分布 。
有 缠丝玛瑙,
苔纹玛瑙, 缟玛瑙,
截子玛瑙 等 。
碧玉, 含氧化铁 (可 ＞ 20%)的 致密
块状石英 。 可呈 暗红, 紫红, 褐色 ～ 黄色,
蓝色, 青绿色 等 。
燧石, 暗色 (浅灰 ～ 褐黑 等色 )无光泽,
呈 结核状, 瘤状, 透镜状, 条带状,
似层状 的 坚韧极致密 的 隐晶质石英 。
成因产状,
?-石英 分布广泛, 是 三大岩类 许多岩石
的主要 造岩矿物, 为 花岗伟晶岩脉 和
大多数 热液脉 的主要矿物成分 。
压电水晶 和 宝石原料 (包括各种 水晶 )
主要源自 伟晶岩脉晶洞 及 热液脉 中 。
紫水晶 的形成 温压相当低 ； 烟水晶 只在
较高的温度 下形成 。 水晶 也见于 残坡积
及 冲积砂矿 中 。
花岗伟晶岩 的 核心部位 常见有 蔷薇
石英 大块体 。
乳石英 见于各种 石英脉 和 石英岩 中 。
蓝石英 产于 岩浆岩 和 高变质相 的
变质岩 中 。
玉髓 有 低温热液成因 (常产于 喷出岩
气孔 或 热液脉 及 温泉沉积物 中 )和 表生
成因 （见于 风化壳 和 氧化带 ） 。
玛瑙 为 低温热液 之 胶体成因, 主要
产于 喷出岩气孔 中 ； 也见于 残坡积 及
冲积层 中 。
碧玉 广泛产于 沉积岩, 变质岩 中 。
燧石 主要产于 石灰岩 及 白垩层 中,
多为 成岩交代成因 。
用途,
纯净的 一般 石英 大量用作 玻璃,
陶瓷, 混凝土, 冶炼硅钢 的原料,
以及 硅质耐火材料, 建筑材料,
研磨材料, 瓷器配料 等 。 还可用于
提取单晶硅 以 制造太阳能电池 。
无裂隙, 双晶 和 包裹体 等 缺陷 的
无色透明晶体 （ ≮ 6× 6× 6mm3） 作
压电材料 用于 无线电工业 中 振荡器
元件 及 光学仪器材料 （ 用以制 光谱
棱镜, 透镜 等 ）, 耐酸耐高温 的 器材 。
颜色美丽 者可作 工艺品 及 宝石原料 。
色泽差的 玛瑙 和 玉髓 可作 研磨器具 。
熔炼水晶 是 电子工业 和 技术 的矿物
材料 。
?-石英 ? - 石英 （ 高温石英, ?-quartz ）,
SiO2
六方晶系, 对称型 622
鉴定特征,
呈 特征 的 六方双锥晶形 (六方柱
发育差 )。 颗粒较小, 晶体 几乎总呈
浑圆状, 表面粗糙 。 灰白色, 乳白色,
玻璃光泽, 断口油脂光泽 。
成因产状,
常呈 分散粒状 的 斑晶 产于
酸性喷出岩 （如 流纹岩 ）中 。
常压 下, ＜ 573℃ 即转变为
?-石英, 但仍保留 六方双锥 晶形
呈 副像 。
蛋白石 蛋白石 （ 欧泊 ）,SiO2?nH2O
非晶质, 但 扫描电子显微镜研究 发现其 内部
存在 SiO2小球体堆积 。
鉴定特征,
无定形, 通常呈 肉冻状致密块体 或 葡萄状,
钟乳状, 皮壳状, 多孔状, 结核状 。
颜色不定, 通常为 蛋白色, 无色, 含杂质
可呈 各种颜色 ； 微透明 ； 玻璃光泽 或 蜡状光泽,
具美丽的 变彩 。 H5～ 5.5。 比重较小 (1.9～ 2.3)。
易 脱水龟裂 而呈 白色 。
成因产状,
低温热液成因 。 其中从 火山温泉
沉积物 中 沉淀 而成的称 硅华 。
外生 条件下, 可由 硅酸盐 矿物经 风化
分解 而产生的 硅酸溶液 凝聚而成 。 硅酸
溶液 即 硅胶就地沉积 或带至 海水 中被 硅藻,
放射虫 等 生物 吸收后构成 硅质骨骼,
死后堆积成 硅藻土 。
用途,
色泽美丽 的 致密块状 贵蛋白石 或
火蛋白石 可作名贵的 宝石 及 工艺品材料 。
硅藻土 质轻多孔, 是 优良的隔音,
隔热材料, 建筑材料, 研磨材料, 陶瓷
原料, 炸药原料 ； 可用于制作 过滤剂,
及 炼油, 制糖 的 吸附剂 和 净化剂 ； 作为
催化剂 的 载体 应用于 化学工业 上 。
尖晶石族
化学通式, AB2O4
A,主要为 Mg2+,Fe2+,Zn2+,Mn2+
及 Ni2+,Co2+,Cu2+等 ；
B,主要为 Al3+,Fe3+,Cr3+及 V3+,Ti4+等,
也可有 Mg2+,Mn2+,Fe2+,Co2+、
Ni2+,Mn3+等 。
阳离子 间 类质同像替代 极为 普遍而复杂 。
据 R3+的不同，可划分为 三 个系列 三 个系列,
（ 1） 尖晶石系列 （ Al—尖晶石 ） ；
（ 2） 磁铁矿系列 （ Fe—尖晶石 ） ；
（ 3） 铬铁矿系列 （ Cr—尖晶石 ） 。
晶体结构 晶体结构,
等轴晶系, 对称型 m3m 。
结构中 O2-近似成 立方最紧密堆积,
阳离子 充填其中的 四面体空隙 和 八面体
空隙, 配位四面体 和 配位八面体 以 共角顶
联结 。 单位晶胞 中有 8个 A组的 R2+和 16个
B组的 R3+。
（ 1） 正尖晶石型结构, AIV(B2)VIO4
全部 A2+充填 1/8的 四面体空隙 ；
全部 B3+充填 1/2的 八面体空隙 。
注, 尖晶石 MgAl2O4,铬铁矿 FeCr2O4
属 正尖晶石型结构 。
（ 2） 反尖晶石型结构, BIV(AB)VIO4
1/2的 B3+充填 1/8的 四面体空隙 ；
全部 A2+及另 1/2的 B3+充填 1/2的
八面体空隙 。
注, 磁铁矿 属 反尖晶石型结构 。
注意,
（ 1） 尚有 混合型结构,
（ A1-xBx)IV(AxB2-x)VIO4,
如 镁铁矿 MgFe2O4,锰铁矿 MnFe2O4。
（ 2） 尖晶石型结构 尖晶石型结构 的矿物,
反映在 形态 上通常呈 {111},{110},在 物性
上为 硬度高, 无解理 等特征 。
磁铁矿, FeFe2O4
化学组成,
常含 Ti4+,V3+,Cr3+,Al3+,Si4+等
替代 Fe3+； Fe2+易被 Mg2+,Mn2+,Ni2+、
Co2+,Zn2+,Ca2+等 替代 。
含杂质高 的 异种 有,钛磁铁矿,
铬磁铁矿, 钒磁铁矿, 钒钛磁铁矿 等 。
鉴定特征 鉴定特征,
晶体 常为 {111}或 {110},在 {110}
的 晶面 上常可见有沿 长对角线方向
的 条纹 。 常见 粒状 和 块状 集合 体 。
铁黑色, 条痕黑色, 半金属 ～ 金属光泽,
不透明 。 H 5.5～ 6, 无解理, 有时具
{111}裂开, 性脆 。 G较大, 具 强磁性 。
成因产状,
主要有 岩浆成因 （如 四川攀枝花 ）,
接触交代成因 （如 湖北大冶 ）, 气化 —
高温热液成因, 沉积变质成因 （如 辽宁
鞍山 ）, 火山作用成因 。
也常见于 砂矿 中 。
用途,
提炼铁 的 最重要 的 矿物原料 之一 ；
可 综合利用 V,Ti,Cr。
铬铁矿, FeCr2O4
化学组成,
Cr3+可为 Al3+,Fe3+ （ Ti,V） 替代 ；
Fe2+可被 Mg2+（ Mn2+,Zn2+,Ca2+）
替代 。
鉴定特征 鉴定特征,
晶体 呈 细小八面体 。 通常为 粒状 或
致密块状 集合体 。
黑色, 条痕棕色, 褐色, 半金属光泽,
不透明 。 H 5.5～ 6.5,无解理, 不平坦状
断口 。 具 弱磁性 。
试 Cr反应, 用 浓 H3PO4溶解铬铁矿粉末,
冷却, 稀释 后, 呈 翠绿色 。
成因产状,
岩浆成因矿物,常产于 超基性岩 中 ；
也见于 砂矿 中 。
我国主要产地 在 甘肃, 西藏, 青海,
四川 等 。
用途,
提炼 Cr的 唯一矿石矿物, Cr用以 炼
特种钢 （ 铬钢 和 铬镍钢 ）； 金属表面
镀铬 可防腐蚀 ； Cr也用于 化学工业 制
稳定颜料, 铬酸 和 重铬酸盐 。
低品位 (含 Cr2O3少, 而 FeO,Fe2O3多 )
的 铬铁矿 矿石可作 耐火材料, 化工原料 等 。
二, 氢氧化物矿物
（一 ） Mg 的氢氧化物
水镁石 Mg(OH)2
（二） Al 的氢氧化物
包括,
硬水铝石, ?-AlO(OH)
软水铝石, ?-AlO(OH)
三水铝石, Al(OH)3
其中以 硬水铝石 最常见 。 通常,
上述三种矿物与数量不等的 高岭石,
蛋白石, 赤铁矿, 针铁矿 等形成
细分散胶态混合物, 统称, 铝土
矿, 。
铝土矿, Al2O3?nH2O
鉴定特征 鉴定特征,
常呈 鲕状, 豆状, 致密块状, 多孔状,
土状集合体 。
一般为 青灰, 灰白, 灰褐, 灰黄色 等色,
有时具 红褐色斑点 ； 条痕白色 ～ 浅黄褐色 ；
土状光泽 。 H一般 3～ 4。 脆性, 水泡 后易
崩解 成 细小棱角状碎块 。 手摸有 粗糙感 。
用口 呵气湿润 后有强烈的 土腥臭味 。
粉末湿润 后 无可塑性 。
成因产状,
主要形成于 外生作用 。
为 富 Al的 岩浆岩 和 变质岩
在 湿热条件 下 风化残留 的产物 ；
或由 胶体沉积 形成 。
用途,
提炼 Al的最主要 矿石矿物 ；
劣质者 可用作制造 人工磨料,
耐火材料 和 高 Al水泥原料 。
为 Ga的主要来源, 也可 综合
利用 Ge,V,Ti等元素 。
（ 三 ） Fe 的氢氧化物
以 针铁矿 分布最广 。 自然界, 实际上
是 Fe的 氢氧化物 与 Al的 氢氧化物, 泥
质物质 等形成 细分散胶态混合物, 统
称, 褐铁矿, 。, 铁帽, 即主要由 褐铁矿
组成 。
褐铁矿 褐铁矿, Fe2O3?nH2O
鉴定特征,
常呈 多孔状, 土状, 致密块状,
结核状, 钟乳状, 葡萄状 等 集合体 。
也常见 黄铁矿晶形 的 假像, 称 假像
褐铁矿 。
黄褐, 红褐 ～ 褐黑色 ； 条痕土黄
～ 黄褐色 ； 土状光泽 。 H较小 （ 1～ 4） 。
无磁性 。
成因产状,
表生作用 之产物, 主要有 风化型 和
沉积型 成因 。
由原生 含 Fe的矿物经 氧化 和 水化 作用
形成, 尤其是 金属硫化物矿床氧化带
露头, 矿石 经 氧化, 形成,铁帽,成为
找寻 原生 CuFe硫化物矿床 的标志 。
海相 和 湖相沉积型褐铁矿, 由 氢氧化铁
的 胶体溶液凝聚 而成, 常可大量 聚集 成
矿床 。
用途,
可作 炼 Fe的 矿物原料 。
本 章 结 束
请同学们课下认真复习
化学组成
返回
Al O
b
0
a
0
?氧化物
返回
Mg OH
a
b
返回
?氢氧化物
Al O
b
0
a
0
刚玉型结构
下一页
Al
O
c
0
刚玉型结构
返回
鉴定特征
返回
星光红 (蓝 )宝石
返回
聚片双晶
返回
镜铁矿
返回
云母赤铁矿
返回
肾状赤铁矿
返回
鲕状赤铁矿
金红石结构, TiO2
返回
金红石鉴定特征
返回
O Si[S iO ]
4
2 / 3
2 / 3
2 / 3
2 / 3
2 / 3
2 / 3
2 / 3 2 / 3
0 0
0
00
0
1 / 3
1 / 3
1 / 3
1 / 3
1 / 3
1 / 3
1 / 3
2 / 3
?-石英 （ 低温石英） SiO2
返回
?-quartz
石英鉴定特征
下一页
石英鉴定特征
返回
水晶簇
紫水晶
返回
烟水晶
返
回
蔷薇石英 （ 芙蓉石 ）
返回
发晶
返回
?-石英 （ 高温石英, ?-quartz ）, SiO2
返回
蛋白石 （ 欧泊 ）：
SiO2?nH2O
返回
Cr -尖 晶石
Al -尖 晶石 Fe -尖 晶石
尖晶石 三 个系列：
返回
尖晶石晶体结构
返回
尖晶石型结构的矿物
返回
磁铁矿 FeFe2O4
返回
铬
铁
矿
FeCr2O4
返
回
铝土矿 Al2O3?nH2O
返
回
褐
铁
矿
Fe2O3?nH2O
返回
氧化物 和
氢氧化物矿物大类
氧化物 和 氧化物 矿物,
金属阳离子 和某些 非金属阳离子
(如 Si等 )与 O2-或 (OH)-化合而成的
矿物 。
§ 1 概 述
地壳中分布广泛, 仅次于 含氧盐
矿物 大类 。 已知的矿物 超过 200种,
占 地壳总重量 的 17%±, 石英族
矿物 分布最广, 占 12.6%,最常见
的 石英 是主要的 造岩矿物 ； Fe的
氧化物 和 氢氧化物 占 3.9%； 次有
Al,Mn,Ti,Cr 的 氧化物 和 氢氧
化物 。
意义,
1） 许多矿物为 重要 的 造岩矿物 ；
2） 许多为 提取 黑色金属 和 有色金属
（ Fe,Mn,Cr,Al,Sn等 ）, 稀有金属
（ Ti,Nb,Ta等 ）, 放射性金属 （ U、
Th,Y,TR等 ） 及 非金属 的 矿物原料
以及 耐火材料 等 。
3） 为 仪表 轴承 或 研磨 材料, 无线电
工业原料, 工艺美术原料 及 宝石 的 重要
来源 。
一, 化学组成 化学组成
阴离子, 主要为 O2-,(OH)-
阳离子, 40种 左右 。
主要为 惰性气体型 （ Si,Al、
Mg,U等 ） 和 过渡型 （ Fe,Mn,Ti、
Cr,V,Nb,Ta等 ） 离 子 ；
铜型离子 极少见 （ Sn,Cu、
Pb,Zn,Sb,Bi等 ） 。
少数氧化物中 附加阴离子 （ F-,Cl-）
和 水分子 。
1） 铜型离子 往往见于由 硫化物 氧化
而成的 次生矿物 中, 且含量很少 。
2） 变价元素 Fe,Mn,U等在 氧化物 中
往往呈 高价态 。
3） 氧化物 中 类质同像 （ 尤其是 异价
类质同像 ） 替代较硫化物 广泛, 完全
类质同像替代 在 成分复杂 的 氧化物 中
较常见 。 氢氧化物 中 类质同像替代少见,
而 吸附作用 使其 化学组成复杂化 。
二, 晶体化学特点
1,氧化物 氧化物
氧化物 中 O2-常作 立方 或 六方 最紧密
堆积 或 近似最紧密堆积, 阳离子 充填
四面体 或 八面体 空隙 。 键性 以 离子键
为主, 且以 低价惰性气体型离子 的
氧化物 中为 最强, 如 方镁石 MgO。
由于 阳离子 具不同程度的 极化 性质,
刚玉 （ Al2O3）, 石英 （ SiO2） 等的
键性 趋于向 共价键 过渡 ； 而 磁铁矿
（ FeFe2O4）, 软锰矿 （ MnO2） 等
则有向 金属键 过渡的趋势 。
1） 阳离子电价增高, 其 共价键
的成分趋于增多, 如,
Na+ → Mg2+→ Al3+ → Si4+
离子键 → → 共价键
2） 键性 因 阳离子 的 类型 而异,
惰性气体型 → 过渡型 → 铜型离子,
共价键性 趋于 增强, CN趋向 减小 。
2,氢氧化物
(OH)- 或 (OH)- 和 O2- 共同
形成 紧密 堆积, 后者中 (OH)-与 O2-
通常成 互层分布 。
多数矿物为 层状结构, 层内 为
离子键, 层间 以 分子键 或 氢键 联结 ；
部分矿物为 链状结构, 链内 为 离子键,
沿链的方向联结力较强, 链间 为 氢键 。
三, 形态
氧化物 常具 完好 的 晶形 。 集合体 常成
粒状 和 致密块状 。
氢氧化物 多属 三方, 六方, 斜方
或 单斜晶系 。 具 层状结构 者常呈 板
状, 片状, 鳞片状 ；具 链状结构 者
多呈 柱状, 针状, 纤维状 。 但更常
见成 细分散胶态混合物, 呈 鲕状,
豆状, 肾状, 葡萄状, 钟乳状多孔
状, 土状, 致密块状 等 。
四, 物理, 化学性质
1,光学性质
主要取决于 阳离子类型
（ 1） 惰性气体型 离子 （ Mg,Al,Si等 ）
的 氧化物 和 氢氧化物,通常为 无色,
白色 或 浅色 的 颜色 及 条痕, 玻璃光泽
为主, 透明 ～ 半透明 。
（ 2） 过渡型离子 （ Fe,Mn,Cr,Ti等 ）
和 铜型离子 （ Sn,Cu等 ） 的 氧化物
和 氢氧化物, 深色 或 暗色, 常呈
各种 彩色 或 钢灰色 ～ 铁黑色, 条痕
深色 (黄, 褐, 黑色 ),半金属 或 金刚
光泽, 半透明 ～ 不透明 。
2,力学性质 及 其他性质
决定于其 晶体结构
1） 氧化物
大部分矿物为 离子键 向 共价键
过渡, 结构 的 紧密程度高 。
通常具 较高 的 硬度 （ 一般 ＞ 5.5，
最高 达 9） ； 较大 的 比重 （ 多数 ＞ 4.0，
仅 架状结构 的 石英族较低, 为 2.65） ；
解理不发育 ； 含铁矿物 具 强弱不等
的 磁性 ； 含 放射性元素 者具 放射性 ；
熔点高 ； 溶解度低 。
2） 氢氧化物
层状结构 者的 硬度 和 比重 均 较 相应
的 氧化物 稍低 或 低得多, 常具 一组
极完全 ～ 完全 解理 ； 链状结构 者的
硬度 和 比重 皆相对 稍大 些, 其 解理
中等 。
氢氧化物 因 产于地表, 常为
胶态 或 隐晶质, 解理 的 意义不大 。
五, 成因产状
1） 氧化物,
广泛形成于 内生, 外生 和 变质作用 中 。
（ 1） 对 变价元素, 低价态 (Fe2+,Mn2+、
V3+,Cr3+等 )的 氧化物 多形成于 内生 (
主要是 热液, 岩浆作用, 次为 伟晶作用 )
或 变质作用 较为 还原 的 环境 中 ； 而 高价态
(Fe3+,Mn4+,Sb5+,W6+等 )的 氧化物 则主要
形成于 外生 (表生作用, 如 岩石 或 矿床 的
风化壳 )或 内生作用 的 较氧化 的 环境 中 。
（ 2） Fe在 不同 的 氧化 —还原条件 下,
易于 相互转变 为 不同价态 的 氧化物
矿物 。
（ 3） 非变价元素 的 氧化物, 绝大部分
在 岩浆, 伟晶, 热液 或 变质作用 均可
形成, 也常见于 砂矿 中 。
（ 4） 少数 氧化物 具 单 成因性, 如
铬铁矿 属典型 岩浆成因, 只产于
超基性, 基性岩浆岩 中 。
2） 氢氧化物,
往往为 低温表生作用 的产物, 主要 产于
地表 或 近地表, 由 风化作用 及 化学沉积
而形成：
多见于 金属矿床 的 氧化带 和 水化带 或
岩石风化壳 ； 在 湖沼盆地 中可形成 规模
巨大 的 沉积矿床, 其中尤以 Fe,Mn,Al
的 氢氧化物 最为典型, 为 风化作用 和
沉积作用 过程中的 胶体溶液凝聚 形成的 。
少数 氢氧化物 可 产于热液矿脉 。
六, 分类
?
?
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?
?
?
??
型：烧绿石族
型：铌铁矿族
（铬铁矿）
（磁铁矿）( 尖晶石），型：尖晶石族：
（黑钨矿）型：黑钨矿族：
( 钛铁矿）型：钛铁矿族：
复杂氧化物
晶质铀矿族
（蛋白石）
），石英、鳞石英、方石英石英、β(α石英族：
（软锰矿）
（锡石），钛矿），( 金红石、板钛矿、锐金红石族：
型：
（赤铁矿）（刚玉）、型：刚玉族：
型：方镁石族
（赤铜矿）型：赤铜矿族：
简单氧化物
氧化物
722
62
42
424242
44
32
22
2
2
22
323232
22
XBA
XAB
OF e C r
OF e F eOM g A lXAB
F e ) W O( M n,A B X
F e T i OA B X
OnHSi O
Si O
M n O
Sn OT i O
OFeOAlXA
AX
OCuXA
??2AX
?
?
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?
??? ( 硬锰矿) OnHMnOO 或m M n O3HOn硬锰矿族：B a M n M
（水锰矿） H)水锰矿族：M n O ( O
）（针铁矿、纤铁矿,H)针铁矿族：F e O ( O
）（硬水铝石、软水铝石 OH)硬水铝石族：A l O (
)（三水铝石、H)三水铝石族：A l ( O
（水镁石))水镁石族：M g ( O H
222209
3
2
??
??
氢氧化物
七, 鉴定方法
鉴定 氧化物, 主要依据 晶形,
条痕, 解理, 以及 其他物理性质
(如 磁性 等 ),必要时可作 简易化学实验
(如 锡镜反应 或 试 Ti,试 Mn,试 U等 )。
氢氧化物 粒细, 多为 细分散胶态
混合物, 肉眼难以准确鉴别 。 因常含
(OH)-,H+,H2O,一般需利用 差热
分析, 红外吸收光谱分析, 并配合
X射线分析, 化学分析 及 电子显微镜
等方法方能奏效 。 也可 试 Mn或 试 Al。
一, 氧化物矿物
刚玉, Al2O3
化学组成,
一般含 微量 Cr3+,Fe2+,Ti4+,Mn2+、
V5+,Ga3+等, 常见 赤铁矿, 钛铁矿,
金红石, 尖晶石, 石榴子石 等 包裹体 。
§ 2 主要矿物
晶体结构,
三方晶系, 对称型 m
刚玉型结构 刚玉型结构, O2-呈 六方最紧
密 堆积 构成 氧离子层, Al3+在 两层 O2-
之间, 充填 2/3的 八面体空隙 。
= 4, = 6 。
3
CN O 2? CN Al 3?
鉴定特征 鉴定特征,
晶体 常呈 完好 的 腰鼓状, 桶状 或
短柱状 。 常依 ( )呈 聚片双晶 。
晶面 上常见 相交 的 几组 条纹 。
1110
通常呈 蓝灰, 黄灰色, 含 杂质 可呈
各种颜色：
红宝石,含 Cr,红色 ；
蓝宝石,含 Ti和 Fe2+,蓝色 ；
黑星石,含 Fe2+,Fe3+,黑色, 透明 ；
白宝石, 纯净 无色透明 的晶体 ；
含 Co,V,Ni呈 绿色 ；
含 Ni呈 黄色 ；
含 Fe3+,Mn2+呈 玫瑰红色 。
玻璃 光泽 ～ 金刚光泽 。 透明 ～ 半透明 。
在某些 红 (蓝 )宝石 的 {0001}面上
可见因含有 定向分布 的 针状金红石
包裹体 而呈现的 六射星光, 称为
星光红 (蓝 )宝石 星光红 (蓝 )宝石 。
H 9。 无 解理 ； 常因 聚片双晶 或 微细
包裹体 而产生 {0001}或 { }的 裂开 。
1110
成因产状,
各种成因 。 多形成于 高温,
富 Al贫 Si的条件下 。
有 岩浆 结晶作用 形成 ； 产于 碱性
伟晶岩 中 ； 形成于 岩浆岩 与 石灰岩 的
接触带 ； 可产于 粘土质岩 经 区域变质
而成的 结晶片岩 中 ； 也见于 砂岩 中 。
用途,
作 研磨材料 及 精密仪器, 仪表
和 钟表 的 轴承 ；
色泽美丽透明 的 晶体 可作 宝石 ；
合成红宝石 单晶 可作 激光材料 。
赤铁矿, Fe2O3
化学组成,
常含 Ti,Al,Mn,Fe2+,Mg,Ca
和 少量的 Ga,Co等 类质同像 混入物,
以及 金红石, 钛铁矿 等 显微 包裹体 。
致密块体 常含 SiO2,Al2O3,粘土 等
机械混入物 。
晶体结构,
三方晶系, 对称型 m
刚玉型结构 刚玉型结构 。
3
鉴定特征,
常成各种 集合体形态,
镜铁矿 镜铁矿,具 金属光泽 的 片状集合体 ；
云母赤铁矿 云母赤铁矿, 具 金属光泽 的 细小鳞
片状 集合体 ；
铁赭石, 红色土状 (粉末状 )集合体 ；
鲕状, 豆状, 肾状赤铁矿 鲕状, 豆状, 肾状赤铁矿,
鲕状, 豆状, 肾状 的 集合体 。
尚有 致密块状集合体 。
显晶质 者呈 钢灰 ～ 铁黑 色 ； 隐晶质 及
胶态 者呈 暗红色, 红褐色 。 条痕 樱红色
或 红棕色, 金属 ～ 半金属 光泽, 或
土状光泽 。 H5.5～ 6,土状者显著降低 。
无解理 。 无磁性, 性脆 。
注意,
镜铁矿 常因 含磁铁矿 微细包裹体
而具 较强 的 磁性 。
成因产状,
形成于 各种地质作用 。
主要有 热液成因, 沉积成因
（ 著名产地 有 河北宣化, 湖南宁乡 等 ）
和 沉积变质成因 （ 著名产地 如 辽宁
鞍山 等 ） 。
赤铁矿 （ Fe2O3） 和 磁铁矿 （ FeFe2O4）
易 相互转变,在自然条件下, 当氧的
浓度增大, 磁铁矿 可 氧化 成 赤铁矿, 并
保留 其 晶形, 称 假像赤铁矿 ； 当氧浓度
减小, 赤铁矿 可 还原 为 磁铁矿, 若
原 晶形不变, 称 穆磁铁矿 。
用途,
提炼 铁 的 矿物原料 之一 ；
纯净 的 粉末状赤铁矿 是天然的
矿物颜料 ；
可 综合利用 成分中的 Ti,Ga、
Co等 。
钙钛矿, CaTiO3
金红石, TiO2
化学组成,
常含 Fe2+,Fe3+,Nb5+,Ta5+,Cr3+、
Sn4+等 类质同像 混入物 。
金红石 具 成分标型性, 碱性岩 中 富 Nb；
基性岩 和 岩浆成因 的 碳酸岩 中的 含 V；
伟晶岩 及 热液矿床 中者往往 富 Sn；
月岩 中的 金红石富 Nb 和 Cr。
晶体结构 晶体结构,
四方晶系, 对称型 4/mmm 。
金红石型结构, O2-近似成 六方最紧密
堆积, Ti4+位于 变形八面体空隙 中,
=6。 O2-位于以 Ti4+为角顶所组成
的平面三角形之中心, = 3 。
[TiO6]彼此 上, 下共棱 联结成 ∥ c轴 的 链,
链间 由 [TiO6]共角顶 相连 。
CN Ti4?
CN O2?
鉴定特征 鉴定特征,
晶体 呈 短柱状, 长柱状 或 针状,
柱面 有 纵纹 。 双晶依 (101) 成 膝状双晶,
三连晶 或 环状双晶 。 致密块状集合体 。
通常为 褐红, 暗红 或 褐色, 富 Fe者 黑色 ；
条痕浅褐色 ～ 黄褐色 ； 金刚光泽 ； 微透明 。
{110}完全解理 ； H6～ 6.5。 G4.2～ 4.3。
试 Ti反应,粉末溶于 热 H3PO4,冷却,
稀释后, 加 H2O2或 Na2O2,溶液呈 黄褐色 。
成因产状,
高温 成因 。
主要产于 伟晶岩 和 区域变质岩系
的 含金红石石英脉 中以及 砂矿床 中 。
用途,
提炼 Ti的主要原料, Ti 具 密度小,
强度高, 耐腐蚀, 抗高温 等优良性能 ；
钛合金 广泛应用于 化工, 军事 和 空间
技术 中 （ 用于喷气发动机, 飞机机体,
导弹火箭 等及碱工业等用的反应塔,
蒸馏塔, 热交换器, 阀门等设备和
部件上 ） 。
钛白粉 可作 高级白色油漆, 涂料,
人造丝 的 减光剂, 白色橡胶 和 高级纸张
的 填料 。
金红石 可作 半导体检波器 。
人造金红石 可 制作 优质电焊条 。
石英族
包括 SiO2的一系列 同质多像变体,
常见的有：
常压 下,
熔融体方石英
鳞石英石英石英
??? ?????? ??
??? ????? ???
??
??
?
???
c1728c1470
c870c573
1） 尤以 ?-石英最常见 。
2） 石英 应为 ?-石英 和 ?-石英 之 总称,
但一般指 低温石英 （ 即 ?-石英 ） 。
3） 将 含水 的 SiO2矿物 — 蛋白石,
也列入本族内 。
?-石英 ?-石英 （ 低温石英, ?-quartz）,
SiO2
晶体结构,
三方晶系, 对称型 32
结构中 [SiO4]四面体 以 角顶相连,
∥ c轴 呈 螺旋状排列, 有 左, 右旋 之分 。
鉴定特征 鉴定特征,
常呈 柱状晶体, 六方柱面 上具 横纹,
为 {10 0} 和 {10 1} 之 聚形纹 。 常见
道芬双晶 和 巴西双晶 。 集合体呈 粒状,
致密块状 或 晶簇状 。
通常为无色, 乳白色, 灰白色, 因含
杂质色心 或 细分散包裹体 而呈各种 颜色 ；
玻璃 光泽, 贝壳状 断口 油脂 光泽 ； 透明
— 半 透明 。 无 解理 ； H 7。 G 2.65。 具
压电性 。
1 1
异种, 主要有,
1） 显晶质 异种,
水晶簇 水晶簇, 纯净者 无色透明 。
紫水晶 紫水晶, 微量 Fe3+→Si 4+产生 色心
而致 紫色 。 加热退色 。
烟水晶 烟水晶, Al3+＋ H+或 Na+→Si 4+,在
x射线 或 ?射线 作用下, Al–O键电子对 中
的一个 电子离位 产生 空穴色心 而成 烟黄
～ 暗褐色, 黑色 。 加热至 225℃ 开始缓慢
褪色, 至 400℃ ± 烟色渐消失 。
注, 黑色透明 者称 墨晶 ； 茶褐色 者
称 茶晶 。
黄水晶, 黄色透明 者, 可能为 Fe2+
所致 。
蔷薇石英 蔷薇石英 （ 芙蓉石 ）, 蔷薇红色 或
粉红色, 可能由 Ti,Mn造成 。 通常
呈 致密块状 。 加热至 575℃ 褪色 ；
日光下长期暴晒颜色变浅 。
乳石英, 乳白色半透明 的 块体,
含大量 细分散 的 气, 液包裹体 及 微裂隙 。
蓝石英, 蓝色 。 含 Ti较高, 次有 Al、
Mn。 加热至 300～ 400℃, 褪色 或变为
紫色 。
发晶 发晶, 细小针状金红石, 电气石 或
角闪石 等 包裹体 呈 发状, 纤维状 。
猫眼石, 虎睛石, 鹰眼石,由于 石英
交代 并 胶结石棉纤维 而具 丝绢光泽 的
黄褐, 棕黄, 棕红, 深蓝 或 蓝灰色 的
致密块体 。
砂金石 (东陵石 )：含 鳞片状 金 云母,
赤铁矿 等 包裹体 且 分布均匀 的次生
石英岩 或 水晶晶体, 琢磨后呈 闪烁 的
金黄色, 褐黄色, 粉红色 或 绿色 。
2） 隐晶质 异种,
玉髓 （ 石髓 ）,呈 钟乳状, 肾状,
葡萄状, 皮壳状 等 外貌, 具 蜡状光泽
半透明 的 纤维状异种, 常呈 乳白, 黄,
褐, 深蓝 等色, 尚有 红褐色 (光玉髓 )、
苹果绿 （ 绿玉髓 ）, 绿色 中夹有 红色
碧玉小斑点 (血玉髓, 血滴石, 鸡血石 )。
玛瑙, 不同颜色 的 玉髓条带 或
同心环状相间分布 。
有 缠丝玛瑙,
苔纹玛瑙, 缟玛瑙,
截子玛瑙 等 。
碧玉, 含氧化铁 (可 ＞ 20%)的 致密
块状石英 。 可呈 暗红, 紫红, 褐色 ～ 黄色,
蓝色, 青绿色 等 。
燧石, 暗色 (浅灰 ～ 褐黑 等色 )无光泽,
呈 结核状, 瘤状, 透镜状, 条带状,
似层状 的 坚韧极致密 的 隐晶质石英 。
成因产状,
?-石英 分布广泛, 是 三大岩类 许多岩石
的主要 造岩矿物, 为 花岗伟晶岩脉 和
大多数 热液脉 的主要矿物成分 。
压电水晶 和 宝石原料 (包括各种 水晶 )
主要源自 伟晶岩脉晶洞 及 热液脉 中 。
紫水晶 的形成 温压相当低 ； 烟水晶 只在
较高的温度 下形成 。 水晶 也见于 残坡积
及 冲积砂矿 中 。
花岗伟晶岩 的 核心部位 常见有 蔷薇
石英 大块体 。
乳石英 见于各种 石英脉 和 石英岩 中 。
蓝石英 产于 岩浆岩 和 高变质相 的
变质岩 中 。
玉髓 有 低温热液成因 (常产于 喷出岩
气孔 或 热液脉 及 温泉沉积物 中 )和 表生
成因 （见于 风化壳 和 氧化带 ） 。
玛瑙 为 低温热液 之 胶体成因, 主要
产于 喷出岩气孔 中 ； 也见于 残坡积 及
冲积层 中 。
碧玉 广泛产于 沉积岩, 变质岩 中 。
燧石 主要产于 石灰岩 及 白垩层 中,
多为 成岩交代成因 。
用途,
纯净的 一般 石英 大量用作 玻璃,
陶瓷, 混凝土, 冶炼硅钢 的原料,
以及 硅质耐火材料, 建筑材料,
研磨材料, 瓷器配料 等 。 还可用于
提取单晶硅 以 制造太阳能电池 。
无裂隙, 双晶 和 包裹体 等 缺陷 的
无色透明晶体 （ ≮ 6× 6× 6mm3） 作
压电材料 用于 无线电工业 中 振荡器
元件 及 光学仪器材料 （ 用以制 光谱
棱镜, 透镜 等 ）, 耐酸耐高温 的 器材 。
颜色美丽 者可作 工艺品 及 宝石原料 。
色泽差的 玛瑙 和 玉髓 可作 研磨器具 。
熔炼水晶 是 电子工业 和 技术 的矿物
材料 。
?-石英 ? - 石英 （ 高温石英, ?-quartz ）,
SiO2
六方晶系, 对称型 622
鉴定特征,
呈 特征 的 六方双锥晶形 (六方柱
发育差 )。 颗粒较小, 晶体 几乎总呈
浑圆状, 表面粗糙 。 灰白色, 乳白色,
玻璃光泽, 断口油脂光泽 。
成因产状,
常呈 分散粒状 的 斑晶 产于
酸性喷出岩 （如 流纹岩 ）中 。
常压 下, ＜ 573℃ 即转变为
?-石英, 但仍保留 六方双锥 晶形
呈 副像 。
蛋白石 蛋白石 （ 欧泊 ）,SiO2?nH2O
非晶质, 但 扫描电子显微镜研究 发现其 内部
存在 SiO2小球体堆积 。
鉴定特征,
无定形, 通常呈 肉冻状致密块体 或 葡萄状,
钟乳状, 皮壳状, 多孔状, 结核状 。
颜色不定, 通常为 蛋白色, 无色, 含杂质
可呈 各种颜色 ； 微透明 ； 玻璃光泽 或 蜡状光泽,
具美丽的 变彩 。 H5～ 5.5。 比重较小 (1.9～ 2.3)。
易 脱水龟裂 而呈 白色 。
成因产状,
低温热液成因 。 其中从 火山温泉
沉积物 中 沉淀 而成的称 硅华 。
外生 条件下, 可由 硅酸盐 矿物经 风化
分解 而产生的 硅酸溶液 凝聚而成 。 硅酸
溶液 即 硅胶就地沉积 或带至 海水 中被 硅藻,
放射虫 等 生物 吸收后构成 硅质骨骼,
死后堆积成 硅藻土 。
用途,
色泽美丽 的 致密块状 贵蛋白石 或
火蛋白石 可作名贵的 宝石 及 工艺品材料 。
硅藻土 质轻多孔, 是 优良的隔音,
隔热材料, 建筑材料, 研磨材料, 陶瓷
原料, 炸药原料 ； 可用于制作 过滤剂,
及 炼油, 制糖 的 吸附剂 和 净化剂 ； 作为
催化剂 的 载体 应用于 化学工业 上 。
尖晶石族
化学通式, AB2O4
A,主要为 Mg2+,Fe2+,Zn2+,Mn2+
及 Ni2+,Co2+,Cu2+等 ；
B,主要为 Al3+,Fe3+,Cr3+及 V3+,Ti4+等,
也可有 Mg2+,Mn2+,Fe2+,Co2+、
Ni2+,Mn3+等 。
阳离子 间 类质同像替代 极为 普遍而复杂 。
据 R3+的不同，可划分为 三 个系列 三 个系列,
（ 1） 尖晶石系列 （ Al—尖晶石 ） ；
（ 2） 磁铁矿系列 （ Fe—尖晶石 ） ；
（ 3） 铬铁矿系列 （ Cr—尖晶石 ） 。
晶体结构 晶体结构,
等轴晶系, 对称型 m3m 。
结构中 O2-近似成 立方最紧密堆积,
阳离子 充填其中的 四面体空隙 和 八面体
空隙, 配位四面体 和 配位八面体 以 共角顶
联结 。 单位晶胞 中有 8个 A组的 R2+和 16个
B组的 R3+。
（ 1） 正尖晶石型结构, AIV(B2)VIO4
全部 A2+充填 1/8的 四面体空隙 ；
全部 B3+充填 1/2的 八面体空隙 。
注, 尖晶石 MgAl2O4,铬铁矿 FeCr2O4
属 正尖晶石型结构 。
（ 2） 反尖晶石型结构, BIV(AB)VIO4
1/2的 B3+充填 1/8的 四面体空隙 ；
全部 A2+及另 1/2的 B3+充填 1/2的
八面体空隙 。
注, 磁铁矿 属 反尖晶石型结构 。
注意,
（ 1） 尚有 混合型结构,
（ A1-xBx)IV(AxB2-x)VIO4,
如 镁铁矿 MgFe2O4,锰铁矿 MnFe2O4。
（ 2） 尖晶石型结构 尖晶石型结构 的矿物,
反映在 形态 上通常呈 {111},{110},在 物性
上为 硬度高, 无解理 等特征 。
磁铁矿, FeFe2O4
化学组成,
常含 Ti4+,V3+,Cr3+,Al3+,Si4+等
替代 Fe3+； Fe2+易被 Mg2+,Mn2+,Ni2+、
Co2+,Zn2+,Ca2+等 替代 。
含杂质高 的 异种 有,钛磁铁矿,
铬磁铁矿, 钒磁铁矿, 钒钛磁铁矿 等 。
鉴定特征 鉴定特征,
晶体 常为 {111}或 {110},在 {110}
的 晶面 上常可见有沿 长对角线方向
的 条纹 。 常见 粒状 和 块状 集合 体 。
铁黑色, 条痕黑色, 半金属 ～ 金属光泽,
不透明 。 H 5.5～ 6, 无解理, 有时具
{111}裂开, 性脆 。 G较大, 具 强磁性 。
成因产状,
主要有 岩浆成因 （如 四川攀枝花 ）,
接触交代成因 （如 湖北大冶 ）, 气化 —
高温热液成因, 沉积变质成因 （如 辽宁
鞍山 ）, 火山作用成因 。
也常见于 砂矿 中 。
用途,
提炼铁 的 最重要 的 矿物原料 之一 ；
可 综合利用 V,Ti,Cr。
铬铁矿, FeCr2O4
化学组成,
Cr3+可为 Al3+,Fe3+ （ Ti,V） 替代 ；
Fe2+可被 Mg2+（ Mn2+,Zn2+,Ca2+）
替代 。
鉴定特征 鉴定特征,
晶体 呈 细小八面体 。 通常为 粒状 或
致密块状 集合体 。
黑色, 条痕棕色, 褐色, 半金属光泽,
不透明 。 H 5.5～ 6.5,无解理, 不平坦状
断口 。 具 弱磁性 。
试 Cr反应, 用 浓 H3PO4溶解铬铁矿粉末,
冷却, 稀释 后, 呈 翠绿色 。
成因产状,
岩浆成因矿物,常产于 超基性岩 中 ；
也见于 砂矿 中 。
我国主要产地 在 甘肃, 西藏, 青海,
四川 等 。
用途,
提炼 Cr的 唯一矿石矿物, Cr用以 炼
特种钢 （ 铬钢 和 铬镍钢 ）； 金属表面
镀铬 可防腐蚀 ； Cr也用于 化学工业 制
稳定颜料, 铬酸 和 重铬酸盐 。
低品位 (含 Cr2O3少, 而 FeO,Fe2O3多 )
的 铬铁矿 矿石可作 耐火材料, 化工原料 等 。
二, 氢氧化物矿物
（一 ） Mg 的氢氧化物
水镁石 Mg(OH)2
（二） Al 的氢氧化物
包括,
硬水铝石, ?-AlO(OH)
软水铝石, ?-AlO(OH)
三水铝石, Al(OH)3
其中以 硬水铝石 最常见 。 通常,
上述三种矿物与数量不等的 高岭石,
蛋白石, 赤铁矿, 针铁矿 等形成
细分散胶态混合物, 统称, 铝土
矿, 。
铝土矿, Al2O3?nH2O
鉴定特征 鉴定特征,
常呈 鲕状, 豆状, 致密块状, 多孔状,
土状集合体 。
一般为 青灰, 灰白, 灰褐, 灰黄色 等色,
有时具 红褐色斑点 ； 条痕白色 ～ 浅黄褐色 ；
土状光泽 。 H一般 3～ 4。 脆性, 水泡 后易
崩解 成 细小棱角状碎块 。 手摸有 粗糙感 。
用口 呵气湿润 后有强烈的 土腥臭味 。
粉末湿润 后 无可塑性 。
成因产状,
主要形成于 外生作用 。
为 富 Al的 岩浆岩 和 变质岩
在 湿热条件 下 风化残留 的产物 ；
或由 胶体沉积 形成 。
用途,
提炼 Al的最主要 矿石矿物 ；
劣质者 可用作制造 人工磨料,
耐火材料 和 高 Al水泥原料 。
为 Ga的主要来源, 也可 综合
利用 Ge,V,Ti等元素 。
（ 三 ） Fe 的氢氧化物
以 针铁矿 分布最广 。 自然界, 实际上
是 Fe的 氢氧化物 与 Al的 氢氧化物, 泥
质物质 等形成 细分散胶态混合物, 统
称, 褐铁矿, 。, 铁帽, 即主要由 褐铁矿
组成 。
褐铁矿 褐铁矿, Fe2O3?nH2O
鉴定特征,
常呈 多孔状, 土状, 致密块状,
结核状, 钟乳状, 葡萄状 等 集合体 。
也常见 黄铁矿晶形 的 假像, 称 假像
褐铁矿 。
黄褐, 红褐 ～ 褐黑色 ； 条痕土黄
～ 黄褐色 ； 土状光泽 。 H较小 （ 1～ 4） 。
无磁性 。
成因产状,
表生作用 之产物, 主要有 风化型 和
沉积型 成因 。
由原生 含 Fe的矿物经 氧化 和 水化 作用
形成, 尤其是 金属硫化物矿床氧化带
露头, 矿石 经 氧化, 形成,铁帽,成为
找寻 原生 CuFe硫化物矿床 的标志 。
海相 和 湖相沉积型褐铁矿, 由 氢氧化铁
的 胶体溶液凝聚 而成, 常可大量 聚集 成
矿床 。
用途,
可作 炼 Fe的 矿物原料 。
本 章 结 束
请同学们课下认真复习
化学组成
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Al O
b
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a
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?氧化物
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Mg OH
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b
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?氢氧化物
Al O
b
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刚玉型结构
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Al
O
c
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刚玉型结构
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鉴定特征
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星光红 (蓝 )宝石
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聚片双晶
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镜铁矿
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云母赤铁矿
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肾状赤铁矿
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鲕状赤铁矿
金红石结构, TiO2
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金红石鉴定特征
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O Si[S iO ]
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?-石英 （ 低温石英） SiO2
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?-quartz
石英鉴定特征
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石英鉴定特征
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水晶簇
紫水晶
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烟水晶
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蔷薇石英 （ 芙蓉石 ）
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发晶
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?-石英 （ 高温石英, ?-quartz ）, SiO2
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蛋白石 （ 欧泊 ）：
SiO2?nH2O
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Cr -尖 晶石
Al -尖 晶石 Fe -尖 晶石
尖晶石 三 个系列：
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尖晶石晶体结构
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尖晶石型结构的矿物
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磁铁矿 FeFe2O4
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铬
铁
矿
FeCr2O4
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铝土矿 Al2O3?nH2O
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褐
铁
矿
Fe2O3?nH2O
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