Chap.8
自然元素矿物大类
自然元素 矿物,
在自然界以 单质 形式存在的矿物 。
已知的 自然元素 矿物种 ＞ 50，
约占 地壳总重量 的 1‰, 分布极不
均匀 。 其中有些可 显著富集, 甚至
形成 矿床 。
§ 1 概 述
一, 化学组成 化学组成
1,金属元素, 主要包括：
（ 1） 部分 铜族元素, Cu,Ag,Au
（ 2） 铂族元素, Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt
2,半金属元素, As,Sb,Bi
3,非金属元素, C,S
二, 晶体化学特点, 形态及物理性质
据 键性, 大致分 3 种 晶格类型,
1,金属晶格
典型 金属键
大多数矿物的 原子 呈 最紧密堆积,
结构型较简单, 对称性较高 。
（ 1） 多数呈 立方最紧密 堆积,
具 立方面心格子 的 铜型结构, 如
自然铜, 自然金, 自然铂, 自然钯 ……
（ 2） 少数呈 六方最紧密 堆积,
具 六方格子, 如 自然锇 等 。
形态,
晶体 呈 等轴粒状 或 六方板状,
集合体 为 树枝状, 片状, 块状 等 。
物理性质, 具 典型 的 金属特性,
金属色, 金属光泽, 不透明 。
硬度低 （ Os,Ir 例外）, 解理不发育,
强延展性 。 比重大 。 电 和 热 的 良导体 。
2,原子晶格
晶格中质点以 共价键 联结,
如 金刚石 金刚石 （ C） 。
物理性质,
硬度 高, 光泽 强, 具 脆性,
不导电 。
3,分子晶格
1） 如 石墨 石墨 （ C ）,
层状结构, 层内 具 共价键 —
金属键, 层间 为 分子键, 表现在
物理性质上具明显的 异向性,
具 {0001} 极完全 解理, 硬度 低,
金属 光泽, 电 的 良 导体 。
2） 如 自然硫 自然硫 （ ?-S）,
8个 S原子 以 共价键 联结 成
S8环状分子, 环分子间 为
分子键, 故其 硬度 低, 熔点 低,
导电导热 性差 。
三, 成因
不同的矿物各有其特点：
1） ΣPt,产于与 超基性岩, 基性岩
有关的 岩浆矿床 中 。
2） Au：多为 热液成因 。
3） Cu,Ag, 除 热液成因 外,
更多见于 硫化物矿床 的 氧化带 中 。
4） 金刚石, 岩浆作用 的产物,
与 超基性岩 有关 。
5） 石墨, 自然硫, 成因 类型 多样 。
四, 分类
据 元素 的 类别, 主要矿物 分：
1） 自然金属 类,
主要是 铜族, 自然金
铂族
2） 自然非金属 类,
3） 自然半金属 类, 很少见 。
一, 自然铜族
包括 自然铜, 自然银, 自然金
等矿物 。
§ 2 主要矿物
自然金, Au
化学组成, 纯金极少见, 常有 一定
数量 的 类质同像混入物 Ag 。
自然金 — 自然银完全类质同像系列
Ag含量
（ %） 0~5 5~15 15~50 50~85 85~95 95~100
矿物名称 自然金 含银自然金 银金矿 金银矿 含金自然银 自然银
此外, 尚可 含 少量 Cu,Pd,Bi,Pt、
Te,Ir等 。 含 Cu20%者称 铜金矿 ； 含
Pd5～ 11%者称 钯金矿 ； 含 Bi4%者称
铋金矿 。
自然金 的 纯度 以 成色 来表示,
用 千分数 示之 。
1 0 0 0?
??
?
其他金属组分
金成色
AgAu
Au
内生成因 自然金 的成色标型
晶体结构, 等轴晶系, Fm3m 。
Au原子 呈 立方最紧密堆积,
具 立方面心格子 的 铜型结构 。
形态, 一般呈 分散 粒状,
不规则粒状 或 树枝状 等 集合体 。
成色 ＞ 850 850～ 750 750～ 660
形成深度 深 中等 浅
鉴定特征 鉴定特征,
金黄色 颜色 及 条痕, 强金属 光泽 。
硬度 低 (2～ 3),无 解理, 强 延展性 。
比重 大 (15.6～ 19.3)。 熔点 高 (1062℃ )。
化学性质 稳定, 在空气中 不氧化,
只溶于王水 。
成因产状,
主要产于 高, 中温 热液 型
含金 石英脉 中 ；
蚀变岩 中 ；
火山岩系 与 火山热液作用 有关
的 中, 低温热液 矿床 中 ；
砂矿床 中 。
二, 碳族
金刚石, C
化学组成,
带色 和 不透明 者常含 Si,Al,Ca、
Mg,B,N,Fe,Ti等 杂质 及 石墨,
橄榄石, 磁铁矿, 金红石 等 包裹体 。
杂质 N和 B 的 含量 和 存在形式,
直接影响着 金刚石 的 光, 电, 热 等
物理性能, 成为 金刚石 分类 的 基本
依据 。
金 刚 石 分 类
类 型 杂 质 元 素 物 理性 能 备 注N B
I型
Ia 型
含量＞ 0.1%,
以聚集体形式，
呈极细小片状
导 电、
导 热 性
较差机械
强度 高
在天然金刚石
中 占 98%
Ib 型
含量 较低，
主要以 分散的
顺磁性 N 形式
导热性
较差
在天然金刚石中 约
占 1% ；绝大多数
合成金刚石为 Ib型
Ⅱ 型
Ⅱ a型 不含 N
或
含 N＜ 0.001%
不含
B
良好的
导热性
在金刚石矿床中的
含量一般＜ 2 ～ 3%
Ⅱ b型 含 B
天蓝色，
具半导体
性能
罕 见
混合型 在同一颗粒中N的分布不均匀
晶体结构,
等轴晶系, 对称型 m3m，
具 立方面心格子 。 C原子 位于 立方
晶胞 的 8个角顶 和 6个面中心, 以及
相间地 分布于 半数 的 1/8小立方
晶胞 的 中心 。 CN= 4 。
形态 形态,
多呈 {111},{110},常呈 浑圆粒状 。
鉴定特征 鉴定特征,
浑圆粒状 。 金刚光泽 。 极高 的
硬度 （ H=10）, 解理 {111}中等 。
日光曝晒 后, 在暗处发 淡青蓝色磷光 。
用途,
名贵宝石, 切削工具, 研磨材料,
精密仪器 的 零件, 钻头, 尖端技术材料 等 。
成因产状,
产于 金伯利岩, 橄榄岩, 钾镁煌斑岩
和 榴辉岩 中 。
主要产地 有 澳大利亚, 南非, 俄罗斯,
扎伊尔, 巴西, 美国 及我国 山东, 辽宁,
贵州, 江苏, 湖南 等 。
石墨, C石墨, C
鉴定特征,
鳞片 状, 致密块 状, 土 状 。 铁黑色
— 钢灰色, 条痕 亮黑色, 半金属 光泽 。
{0001} 极完全 解理, 硬度 小 (1-2)。
比重 小, 性软, 有滑感, 易污手,
可书写 。
用途,
冶金 工业, 作 高温坩埚铸件
机械 工业, 润滑剂
电池 工业, 电极
原子能 工业, 中子减速剂
用于制造 铅笔芯, 涂料, 染料 等 。
石墨 -3R可作 合成金刚石 的 原料 。
本 章 结 束
请同学们课下认真复习
化学组成
返回
金刚石 （ C）
返回
石墨结构
返回
自然硫
返回
返回
矿物鉴定特征
金刚石晶体形态
返回
金刚石鉴定特征
返回
石墨鉴定特征
返回
自然元素矿物大类
自然元素 矿物,
在自然界以 单质 形式存在的矿物 。
已知的 自然元素 矿物种 ＞ 50，
约占 地壳总重量 的 1‰, 分布极不
均匀 。 其中有些可 显著富集, 甚至
形成 矿床 。
§ 1 概 述
一, 化学组成 化学组成
1,金属元素, 主要包括：
（ 1） 部分 铜族元素, Cu,Ag,Au
（ 2） 铂族元素, Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt
2,半金属元素, As,Sb,Bi
3,非金属元素, C,S
二, 晶体化学特点, 形态及物理性质
据 键性, 大致分 3 种 晶格类型,
1,金属晶格
典型 金属键
大多数矿物的 原子 呈 最紧密堆积,
结构型较简单, 对称性较高 。
（ 1） 多数呈 立方最紧密 堆积,
具 立方面心格子 的 铜型结构, 如
自然铜, 自然金, 自然铂, 自然钯 ……
（ 2） 少数呈 六方最紧密 堆积,
具 六方格子, 如 自然锇 等 。
形态,
晶体 呈 等轴粒状 或 六方板状,
集合体 为 树枝状, 片状, 块状 等 。
物理性质, 具 典型 的 金属特性,
金属色, 金属光泽, 不透明 。
硬度低 （ Os,Ir 例外）, 解理不发育,
强延展性 。 比重大 。 电 和 热 的 良导体 。
2,原子晶格
晶格中质点以 共价键 联结,
如 金刚石 金刚石 （ C） 。
物理性质,
硬度 高, 光泽 强, 具 脆性,
不导电 。
3,分子晶格
1） 如 石墨 石墨 （ C ）,
层状结构, 层内 具 共价键 —
金属键, 层间 为 分子键, 表现在
物理性质上具明显的 异向性,
具 {0001} 极完全 解理, 硬度 低,
金属 光泽, 电 的 良 导体 。
2） 如 自然硫 自然硫 （ ?-S）,
8个 S原子 以 共价键 联结 成
S8环状分子, 环分子间 为
分子键, 故其 硬度 低, 熔点 低,
导电导热 性差 。
三, 成因
不同的矿物各有其特点：
1） ΣPt,产于与 超基性岩, 基性岩
有关的 岩浆矿床 中 。
2） Au：多为 热液成因 。
3） Cu,Ag, 除 热液成因 外,
更多见于 硫化物矿床 的 氧化带 中 。
4） 金刚石, 岩浆作用 的产物,
与 超基性岩 有关 。
5） 石墨, 自然硫, 成因 类型 多样 。
四, 分类
据 元素 的 类别, 主要矿物 分：
1） 自然金属 类,
主要是 铜族, 自然金
铂族
2） 自然非金属 类,
3） 自然半金属 类, 很少见 。
一, 自然铜族
包括 自然铜, 自然银, 自然金
等矿物 。
§ 2 主要矿物
自然金, Au
化学组成, 纯金极少见, 常有 一定
数量 的 类质同像混入物 Ag 。
自然金 — 自然银完全类质同像系列
Ag含量
（ %） 0~5 5~15 15~50 50~85 85~95 95~100
矿物名称 自然金 含银自然金 银金矿 金银矿 含金自然银 自然银
此外, 尚可 含 少量 Cu,Pd,Bi,Pt、
Te,Ir等 。 含 Cu20%者称 铜金矿 ； 含
Pd5～ 11%者称 钯金矿 ； 含 Bi4%者称
铋金矿 。
自然金 的 纯度 以 成色 来表示,
用 千分数 示之 。
1 0 0 0?
??
?
其他金属组分
金成色
AgAu
Au
内生成因 自然金 的成色标型
晶体结构, 等轴晶系, Fm3m 。
Au原子 呈 立方最紧密堆积,
具 立方面心格子 的 铜型结构 。
形态, 一般呈 分散 粒状,
不规则粒状 或 树枝状 等 集合体 。
成色 ＞ 850 850～ 750 750～ 660
形成深度 深 中等 浅
鉴定特征 鉴定特征,
金黄色 颜色 及 条痕, 强金属 光泽 。
硬度 低 (2～ 3),无 解理, 强 延展性 。
比重 大 (15.6～ 19.3)。 熔点 高 (1062℃ )。
化学性质 稳定, 在空气中 不氧化,
只溶于王水 。
成因产状,
主要产于 高, 中温 热液 型
含金 石英脉 中 ；
蚀变岩 中 ；
火山岩系 与 火山热液作用 有关
的 中, 低温热液 矿床 中 ；
砂矿床 中 。
二, 碳族
金刚石, C
化学组成,
带色 和 不透明 者常含 Si,Al,Ca、
Mg,B,N,Fe,Ti等 杂质 及 石墨,
橄榄石, 磁铁矿, 金红石 等 包裹体 。
杂质 N和 B 的 含量 和 存在形式,
直接影响着 金刚石 的 光, 电, 热 等
物理性能, 成为 金刚石 分类 的 基本
依据 。
金 刚 石 分 类
类 型 杂 质 元 素 物 理性 能 备 注N B
I型
Ia 型
含量＞ 0.1%,
以聚集体形式，
呈极细小片状
导 电、
导 热 性
较差机械
强度 高
在天然金刚石
中 占 98%
Ib 型
含量 较低，
主要以 分散的
顺磁性 N 形式
导热性
较差
在天然金刚石中 约
占 1% ；绝大多数
合成金刚石为 Ib型
Ⅱ 型
Ⅱ a型 不含 N
或
含 N＜ 0.001%
不含
B
良好的
导热性
在金刚石矿床中的
含量一般＜ 2 ～ 3%
Ⅱ b型 含 B
天蓝色，
具半导体
性能
罕 见
混合型 在同一颗粒中N的分布不均匀
晶体结构,
等轴晶系, 对称型 m3m，
具 立方面心格子 。 C原子 位于 立方
晶胞 的 8个角顶 和 6个面中心, 以及
相间地 分布于 半数 的 1/8小立方
晶胞 的 中心 。 CN= 4 。
形态 形态,
多呈 {111},{110},常呈 浑圆粒状 。
鉴定特征 鉴定特征,
浑圆粒状 。 金刚光泽 。 极高 的
硬度 （ H=10）, 解理 {111}中等 。
日光曝晒 后, 在暗处发 淡青蓝色磷光 。
用途,
名贵宝石, 切削工具, 研磨材料,
精密仪器 的 零件, 钻头, 尖端技术材料 等 。
成因产状,
产于 金伯利岩, 橄榄岩, 钾镁煌斑岩
和 榴辉岩 中 。
主要产地 有 澳大利亚, 南非, 俄罗斯,
扎伊尔, 巴西, 美国 及我国 山东, 辽宁,
贵州, 江苏, 湖南 等 。
石墨, C石墨, C
鉴定特征,
鳞片 状, 致密块 状, 土 状 。 铁黑色
— 钢灰色, 条痕 亮黑色, 半金属 光泽 。
{0001} 极完全 解理, 硬度 小 (1-2)。
比重 小, 性软, 有滑感, 易污手,
可书写 。
用途,
冶金 工业, 作 高温坩埚铸件
机械 工业, 润滑剂
电池 工业, 电极
原子能 工业, 中子减速剂
用于制造 铅笔芯, 涂料, 染料 等 。
石墨 -3R可作 合成金刚石 的 原料 。
本 章 结 束
请同学们课下认真复习
化学组成
返回
金刚石 （ C）
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石墨结构
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自然硫
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矿物鉴定特征
金刚石晶体形态
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金刚石鉴定特征
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石墨鉴定特征
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