Chap.9
硫化物及其
类似化合物矿物大类
硫化物及其类似化合物 矿物,
一系列 金属元素 与 S,Se,Te、
As,Sb,Bi等化合而成的 化合物 。
已发现的 矿物种 达 370种 左右,
约占 矿物总数 的 1/10,其中 硫化物 占
2/3以上 。 为 有色金属矿床 的 主要矿物 。
§ 1 概 述
一, 化学组成
1,阴离子,
主要为 S,
少量为 Se,Te, As, Sb, Bi等 。
2,阳离子, 主要有：
铜型离子,
Cu, Pb, Zn, Ag, Hg, Cd,
Au……
靠近 铜型离子 的 过渡型离子 过渡型离子,
Fe, Co, Ni, Mo, Mn, Pt……
类质同像替代 极 广泛, 矿物 成分复杂,
Ga,Ge,In,Re等 稀有分散元素
呈 类 质同像混入物 存在, 具重要
经济价值 。
二, 晶体结构
本大类矿物的 阴离子 的 半径较大,
电负性较低, 易被极化 ； 阳离子 的
半径小, 电价较高, 极化能力强 。
常可看作 S2- 等作 最紧密堆积, 阳离子
充填 四面体 或 八面体 空隙 。
矿物的 化学键 由 离子键 向 共价键 或
金属键 过渡 。
同质多像 现象普遍, 主要取决于
形成 温度 及 成矿溶液 的 酸碱度 等 。
三, 形态
简单硫化物, 组分简单, 对称 程度
一般 较高, 多为 等轴 或 六方晶系,
少数属 斜方 或 单斜晶系, 组分复杂
的 硫盐 主要为 单斜 或 斜方 晶系 。
大多数 硫化物 的 晶形较好, 特别是
复硫化物 更常见 完好晶形 ； 硫盐 主要
呈 粒状 或 块状 集合体 。
四, 物理性质 物理性质
取决于矿物的 成分, 结构 及 键力
特征 。
1） 具明显 金属键 的 硫化物 (方铅矿,
黄铜矿 …… ), 金属色, 条痕深色,
金属光泽, 不透明, 强导电性 和 导热性 。
具明显 共价键 的矿物 (闪锌矿,
辰砂 …… ),鲜艳彩色, 条痕 为 浅色
或 彩色, 金刚光泽, 半透明 。 电 和 热
的 不良导体 。
2） 简单硫化物 解理发育, 复硫化物
解理不完全 或 无解理 。
3） 简单硫化物 的 硬度较低, 一般在
2～ 4,层状结构 者 (辉钼矿, 雌黄 …… )
为 1～ 2； 但 复硫化物 具 较高 的 硬度,
一般 5～ 6.5,个别达 7～ 8 。
4） 本大类矿物 比重 一般＞ 4。 熔点低 。
五, 成因产状
绝大多数系 热液作用 的 产物,
也有属 岩浆成因, 接触交代成因,
沉积成因 。
六, 分类
据 阴离子特点 分三类,
1） 简单硫化物, S2-与 铜型 或 过渡型
离子 （ Cu,Pb,Zn,Ag,Hg,Fe,Co、
Ni … ） 结合而成, 如 方铅矿 （ PbS）,
闪锌矿 (ZnS),黄铜矿 (CuFeS2)等 。
2） 复硫化物, 哑铃状对硫 [S2]2-、
对砷 [AS2]2-及 [AsS]2-,[SbS]2-等与
Fe,Co,Ni等 过渡型离子 结合而成 。
如 黄铁矿 (FeS2),毒砂 (FeAsS)等 。
3） 硫盐, S与 半金属元素 As,Sb,Bi
结合组成 络阴离子 [AsS3]3-,[SbS3]3-等,
与 铜型离子 Cu,Pb,Ag 结合成
较复杂 的 化合物 。 如 黝铜矿 — 砷黝铜矿
(Cu12Sb4S13 — Cu12As4S13 )等 。
方铅矿, PbS
晶体结构 晶体结构, 等轴晶系, Fm3m 。
NaCl 型结构, S2- 作 立方最紧密堆积,
Pb2+充填于 全部八面体空隙 中, CN = 6。
化学键 为 离子键 — 金属键 的过渡类型 。
§ 2 主要矿物
鉴定特征 鉴定特征,
铅灰色, 条痕黑色, 强金属光泽 。
{100}三组 完全解理, 硬度低 (2～ 3)。
比重大 (7.4～ 7.6)。 加 KI及 KHSO4
与 矿物 一起 研磨 后显 黄色 。
成因产状,
主要产于 中温热液 多金属硫化物
矿床 中 。
用途,
提炼 Pb最主要的矿石, 含 Ag多时
可 综合利用 Ag； 作 红外探测器 及 检波器
的 材料 。
闪锌矿, ZnS 或 ?-ZnS
化学组成,
常有 Fe2+替代 Zn进入晶格,
其他尚有 Mn,Cd,In,Ga,Ge,Tl
等 类质同像混入物 。
晶体结构 晶体结构,
等轴晶系, F3m。
S2- 作 立方最紧密堆积, Zn2+充填于
半数 的 四面体空隙, CN= 4 。
化学键 具 共价键 性质 。
鉴定特征 鉴定特征,
粒状 晶形 。 颜色变化大, 由 无色
到 浅黄, 棕褐 ～ 黑色, 随 含 Fe量 的
增加 而 变深 。 条痕白色 ～ 褐色, 金刚
光泽 。 {110}六组 完全解理, H3～ 4。
与 方铅矿共生 。
用途,
为 最重要 的 锌矿石 矿物, 综合
利用 Cd,In,Ga,Ge等 稀有金属 ；
结晶良好 的 单晶体 是 最佳 的
红外窗口材料 和 发光材料 。
闪锌矿的标型特征
高温热液 中低温热液
杂质成分 Fe,Mn含量高,含 In,Se,Sn 含 Fe少,含 Ga,Ge,Cd,Tl
a0 0.545nm（含 Fe26.2%） 0.540nm（纯 ZnS）
颜色 棕褐 ～ 铁黑色 无色, 白色 ～ 黄色
条痕 黄褐 ～ 褐色 无色, 白色 ～ 黄白色
光泽 半金属光泽 金刚 光泽,断面 树脂光泽
透明度 半透明 ～ 不透明 透明 ～ 半透明
硬度 4 3.5
比重 黑褐色 者 4,03（含Fe10%）； 铁黑色 者 3.90 无色透明 的 纯 ZnS 4.10
黄铁矿, FeS2
化学组成,
常有 Co,Ni替代 Fe； As,Se,Te
替代 S。 常含 Au,Ag,Cu,Pb,Zn等
细分散机械混入物 。
晶体结构 晶体结构,
等轴晶系, 对称型 m3 。
为 NaCl型结构 之 衍生结构, 哑铃状
对硫 [S2]2-近似于 立方最紧密堆积,
[S2]2-之中心相当于 Cl-的位置, Fe2+位于
Na+的位置 。 对硫 [S2]2-的 轴向 与相当于
晶胞 1/8的 小立方体 的 对角线方向 相同,
但彼此并不相交 。
哑铃状 [S2]2- 的 伸长方向 在结构中
犬牙交错配置, 使各方向 键力相近,
故 解理极不完全, 而 硬度大 。
鉴定特征 鉴定特征,
常见 完好 的 {100},{hk0}及其
聚形, 晶面 上常具 三 组互相垂直
的 聚形条纹 。 浅铜黄色, 表面 有
黄褐色锖色, 条痕绿黑 或 黑色,
强金属光泽 。 参差状断口, 硬度
6～ 6.5,性脆, 无磁性 。
用途,
为 提取 S,制造 H2SO4的 主要原料, 广
泛应用于 化工, 橡胶, 造纸, 农药, 化肥,
染料 等方面；
可 综合利用 Au,Co,Ni,As,Cu、
Ag等 ；
副产品, 黄铁矿渣, 部分用于 铸炼
生铁 ；
黄铁矿晶体 可入 中药 ；
黄铁矿 的 成分, 形态, 热电性 等具 标
型意义, 可 指导找矿勘探 。
黄铜矿, CuFeS2
化学组成,
常含 少量 Ag,Au,Zn等
机械混入物 。
晶体结构 晶体结构,
四方晶系, 对称型 2m
为 闪锌矿型结构 之 衍生结构, S2- 作
立方最紧密堆积, Cu2+和 Fe2+充填 半数
的 四面体空隙, 均位于 Zn2+的位置, 其
单位晶胞宛若 2个 闪锌矿 晶胞 叠置而成,
且 Cu2+和 Fe2+沿 c轴 相间排列, 每个 Cu2+
或 Fe2+为 4个 S2-围绕, 每个 S2-为 2个 Cu2+
和 2个 Fe2+围绕, CN = 4 。
鉴定特征 鉴定特征,
常呈 致密块状 或 分散粒状 。
铜黄色, 表面 常有 蓝, 紫红, 褐
等色的 斑状锖色, 条痕绿黑色,
金属光泽 。 硬度 3～ 4。 性脆 。
用途,
为 提炼 Cu的重要 矿石矿物 。
磁黄铁矿, Fe1-xS
非化学计量性
,缺席构造,
高温 下 x = 0～ 0.125
＞ 320℃ 时,六方晶系变体, 成分
相当于 FeS～ Fe7S8之间的 固溶体 。
＜ 320℃ 时,单斜晶系变体, 成分
为 Fe7S8。
鉴定特征 鉴定特征,
通常呈 致密块状 。 暗古铜色, 表面
常具 黑褐色锖色, 条痕亮灰黑色, 金属
光泽 。 硬度 4。 具 磁性 。
用途,
主要用于 提取 S,制作 H2SO4；
综合利用 Ni,Cu。
辰砂, 雄黄, 雌黄之对比
矿物 辰 砂 雄 黄 雌 黄
成分 HgS As4S4 或 AsS As2S3
晶系 三方 单斜 单斜
对称型 32 2/m 2/m
形态 分散粒状 柱状, 致密粒状, 土状块体 短柱状, 板状,片状, 土状
颜色 红色,有 铅灰色锖色 桔红色 柠檬黄色
条痕 红色 浅桔红色 鲜黄色
光泽 金刚光泽 金刚光泽, 断面树脂光泽 金刚光泽,断面油脂光泽
解理 { } 完全 {010} 完全 {010}极完全,薄片 具 挠性
硬度 2～ 2.5 1.5～ 2 1.5～ 2
比重 8.0～ 8.2 3.56 3.5
用途
提炼 Hg；
单晶 可作 激光调制晶体 ；
中药 (丹砂 )。
提取 As,制砷化物 ； 中药材 ；
用于 农药, 颜料, 玻璃 等工业 。
提炼 As、
制砷化物 ；
中药
成因 低温热液矿床 的 典型矿物
0110
本 章 结 束
请同学们在课下认真复习
过渡型离子,
返回
物理性质之一
返回
方铅矿结构, PbS
返回
方铅矿鉴定特征
返回
闪锌矿结构, ZnS 或 ?-ZnS
返回
闪锌矿鉴定特征
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下一页
闪锌矿鉴定特征
返回
闪锌矿鉴定特征
黄铁矿晶体结构, FeS2
返回
黄铁矿 鉴定特征 FeS2
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黄
铁
矿
鉴
定
特
征
FeS2
返
回
Cu
Fe
S
a
0
c
0
黄铜矿晶体结构 CuFeS2
返回
黄铜矿鉴定特征
返回
磁
黄
铁
矿
鉴
定
特
征
返
回
硫化物及其
类似化合物矿物大类
硫化物及其类似化合物 矿物,
一系列 金属元素 与 S,Se,Te、
As,Sb,Bi等化合而成的 化合物 。
已发现的 矿物种 达 370种 左右,
约占 矿物总数 的 1/10,其中 硫化物 占
2/3以上 。 为 有色金属矿床 的 主要矿物 。
§ 1 概 述
一, 化学组成
1,阴离子,
主要为 S,
少量为 Se,Te, As, Sb, Bi等 。
2,阳离子, 主要有：
铜型离子,
Cu, Pb, Zn, Ag, Hg, Cd,
Au……
靠近 铜型离子 的 过渡型离子 过渡型离子,
Fe, Co, Ni, Mo, Mn, Pt……
类质同像替代 极 广泛, 矿物 成分复杂,
Ga,Ge,In,Re等 稀有分散元素
呈 类 质同像混入物 存在, 具重要
经济价值 。
二, 晶体结构
本大类矿物的 阴离子 的 半径较大,
电负性较低, 易被极化 ； 阳离子 的
半径小, 电价较高, 极化能力强 。
常可看作 S2- 等作 最紧密堆积, 阳离子
充填 四面体 或 八面体 空隙 。
矿物的 化学键 由 离子键 向 共价键 或
金属键 过渡 。
同质多像 现象普遍, 主要取决于
形成 温度 及 成矿溶液 的 酸碱度 等 。
三, 形态
简单硫化物, 组分简单, 对称 程度
一般 较高, 多为 等轴 或 六方晶系,
少数属 斜方 或 单斜晶系, 组分复杂
的 硫盐 主要为 单斜 或 斜方 晶系 。
大多数 硫化物 的 晶形较好, 特别是
复硫化物 更常见 完好晶形 ； 硫盐 主要
呈 粒状 或 块状 集合体 。
四, 物理性质 物理性质
取决于矿物的 成分, 结构 及 键力
特征 。
1） 具明显 金属键 的 硫化物 (方铅矿,
黄铜矿 …… ), 金属色, 条痕深色,
金属光泽, 不透明, 强导电性 和 导热性 。
具明显 共价键 的矿物 (闪锌矿,
辰砂 …… ),鲜艳彩色, 条痕 为 浅色
或 彩色, 金刚光泽, 半透明 。 电 和 热
的 不良导体 。
2） 简单硫化物 解理发育, 复硫化物
解理不完全 或 无解理 。
3） 简单硫化物 的 硬度较低, 一般在
2～ 4,层状结构 者 (辉钼矿, 雌黄 …… )
为 1～ 2； 但 复硫化物 具 较高 的 硬度,
一般 5～ 6.5,个别达 7～ 8 。
4） 本大类矿物 比重 一般＞ 4。 熔点低 。
五, 成因产状
绝大多数系 热液作用 的 产物,
也有属 岩浆成因, 接触交代成因,
沉积成因 。
六, 分类
据 阴离子特点 分三类,
1） 简单硫化物, S2-与 铜型 或 过渡型
离子 （ Cu,Pb,Zn,Ag,Hg,Fe,Co、
Ni … ） 结合而成, 如 方铅矿 （ PbS）,
闪锌矿 (ZnS),黄铜矿 (CuFeS2)等 。
2） 复硫化物, 哑铃状对硫 [S2]2-、
对砷 [AS2]2-及 [AsS]2-,[SbS]2-等与
Fe,Co,Ni等 过渡型离子 结合而成 。
如 黄铁矿 (FeS2),毒砂 (FeAsS)等 。
3） 硫盐, S与 半金属元素 As,Sb,Bi
结合组成 络阴离子 [AsS3]3-,[SbS3]3-等,
与 铜型离子 Cu,Pb,Ag 结合成
较复杂 的 化合物 。 如 黝铜矿 — 砷黝铜矿
(Cu12Sb4S13 — Cu12As4S13 )等 。
方铅矿, PbS
晶体结构 晶体结构, 等轴晶系, Fm3m 。
NaCl 型结构, S2- 作 立方最紧密堆积,
Pb2+充填于 全部八面体空隙 中, CN = 6。
化学键 为 离子键 — 金属键 的过渡类型 。
§ 2 主要矿物
鉴定特征 鉴定特征,
铅灰色, 条痕黑色, 强金属光泽 。
{100}三组 完全解理, 硬度低 (2～ 3)。
比重大 (7.4～ 7.6)。 加 KI及 KHSO4
与 矿物 一起 研磨 后显 黄色 。
成因产状,
主要产于 中温热液 多金属硫化物
矿床 中 。
用途,
提炼 Pb最主要的矿石, 含 Ag多时
可 综合利用 Ag； 作 红外探测器 及 检波器
的 材料 。
闪锌矿, ZnS 或 ?-ZnS
化学组成,
常有 Fe2+替代 Zn进入晶格,
其他尚有 Mn,Cd,In,Ga,Ge,Tl
等 类质同像混入物 。
晶体结构 晶体结构,
等轴晶系, F3m。
S2- 作 立方最紧密堆积, Zn2+充填于
半数 的 四面体空隙, CN= 4 。
化学键 具 共价键 性质 。
鉴定特征 鉴定特征,
粒状 晶形 。 颜色变化大, 由 无色
到 浅黄, 棕褐 ～ 黑色, 随 含 Fe量 的
增加 而 变深 。 条痕白色 ～ 褐色, 金刚
光泽 。 {110}六组 完全解理, H3～ 4。
与 方铅矿共生 。
用途,
为 最重要 的 锌矿石 矿物, 综合
利用 Cd,In,Ga,Ge等 稀有金属 ；
结晶良好 的 单晶体 是 最佳 的
红外窗口材料 和 发光材料 。
闪锌矿的标型特征
高温热液 中低温热液
杂质成分 Fe,Mn含量高,含 In,Se,Sn 含 Fe少,含 Ga,Ge,Cd,Tl
a0 0.545nm（含 Fe26.2%） 0.540nm（纯 ZnS）
颜色 棕褐 ～ 铁黑色 无色, 白色 ～ 黄色
条痕 黄褐 ～ 褐色 无色, 白色 ～ 黄白色
光泽 半金属光泽 金刚 光泽,断面 树脂光泽
透明度 半透明 ～ 不透明 透明 ～ 半透明
硬度 4 3.5
比重 黑褐色 者 4,03（含Fe10%）； 铁黑色 者 3.90 无色透明 的 纯 ZnS 4.10
黄铁矿, FeS2
化学组成,
常有 Co,Ni替代 Fe； As,Se,Te
替代 S。 常含 Au,Ag,Cu,Pb,Zn等
细分散机械混入物 。
晶体结构 晶体结构,
等轴晶系, 对称型 m3 。
为 NaCl型结构 之 衍生结构, 哑铃状
对硫 [S2]2-近似于 立方最紧密堆积,
[S2]2-之中心相当于 Cl-的位置, Fe2+位于
Na+的位置 。 对硫 [S2]2-的 轴向 与相当于
晶胞 1/8的 小立方体 的 对角线方向 相同,
但彼此并不相交 。
哑铃状 [S2]2- 的 伸长方向 在结构中
犬牙交错配置, 使各方向 键力相近,
故 解理极不完全, 而 硬度大 。
鉴定特征 鉴定特征,
常见 完好 的 {100},{hk0}及其
聚形, 晶面 上常具 三 组互相垂直
的 聚形条纹 。 浅铜黄色, 表面 有
黄褐色锖色, 条痕绿黑 或 黑色,
强金属光泽 。 参差状断口, 硬度
6～ 6.5,性脆, 无磁性 。
用途,
为 提取 S,制造 H2SO4的 主要原料, 广
泛应用于 化工, 橡胶, 造纸, 农药, 化肥,
染料 等方面；
可 综合利用 Au,Co,Ni,As,Cu、
Ag等 ；
副产品, 黄铁矿渣, 部分用于 铸炼
生铁 ；
黄铁矿晶体 可入 中药 ；
黄铁矿 的 成分, 形态, 热电性 等具 标
型意义, 可 指导找矿勘探 。
黄铜矿, CuFeS2
化学组成,
常含 少量 Ag,Au,Zn等
机械混入物 。
晶体结构 晶体结构,
四方晶系, 对称型 2m
为 闪锌矿型结构 之 衍生结构, S2- 作
立方最紧密堆积, Cu2+和 Fe2+充填 半数
的 四面体空隙, 均位于 Zn2+的位置, 其
单位晶胞宛若 2个 闪锌矿 晶胞 叠置而成,
且 Cu2+和 Fe2+沿 c轴 相间排列, 每个 Cu2+
或 Fe2+为 4个 S2-围绕, 每个 S2-为 2个 Cu2+
和 2个 Fe2+围绕, CN = 4 。
鉴定特征 鉴定特征,
常呈 致密块状 或 分散粒状 。
铜黄色, 表面 常有 蓝, 紫红, 褐
等色的 斑状锖色, 条痕绿黑色,
金属光泽 。 硬度 3～ 4。 性脆 。
用途,
为 提炼 Cu的重要 矿石矿物 。
磁黄铁矿, Fe1-xS
非化学计量性
,缺席构造,
高温 下 x = 0～ 0.125
＞ 320℃ 时,六方晶系变体, 成分
相当于 FeS～ Fe7S8之间的 固溶体 。
＜ 320℃ 时,单斜晶系变体, 成分
为 Fe7S8。
鉴定特征 鉴定特征,
通常呈 致密块状 。 暗古铜色, 表面
常具 黑褐色锖色, 条痕亮灰黑色, 金属
光泽 。 硬度 4。 具 磁性 。
用途,
主要用于 提取 S,制作 H2SO4；
综合利用 Ni,Cu。
辰砂, 雄黄, 雌黄之对比
矿物 辰 砂 雄 黄 雌 黄
成分 HgS As4S4 或 AsS As2S3
晶系 三方 单斜 单斜
对称型 32 2/m 2/m
形态 分散粒状 柱状, 致密粒状, 土状块体 短柱状, 板状,片状, 土状
颜色 红色,有 铅灰色锖色 桔红色 柠檬黄色
条痕 红色 浅桔红色 鲜黄色
光泽 金刚光泽 金刚光泽, 断面树脂光泽 金刚光泽,断面油脂光泽
解理 { } 完全 {010} 完全 {010}极完全,薄片 具 挠性
硬度 2～ 2.5 1.5～ 2 1.5～ 2
比重 8.0～ 8.2 3.56 3.5
用途
提炼 Hg；
单晶 可作 激光调制晶体 ；
中药 (丹砂 )。
提取 As,制砷化物 ； 中药材 ；
用于 农药, 颜料, 玻璃 等工业 。
提炼 As、
制砷化物 ；
中药
成因 低温热液矿床 的 典型矿物
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黄
铁
矿
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FeS2
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0
c
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黄
铁
矿
鉴
定
特
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