【成因及产状】毒砂形成的温度范围很大，广泛出现于金属矿床中。但以高温和中温热液矿床中更为常见。毒砂在氧化环境中易分解而形成浅黄色或浅绿色的臭蒜石Fe［AsO4］22H2O。
【鉴定特征】锡白色，硬度高，锤击发蒜臭。与白铁矿相似，但毒砂条痕加HNO3研磨分解后，再加入钼酸铵，可产生鲜黄绿色砷钼酸铵沉淀。?
【主要用途】为制造砷及砷化物的矿石矿物。成分中含Co较高时可综合利用。
第三大类 氧化物和氢氧化物
赤铜矿(Cuprite)?Cu2O?
【化学组成】常含Fe2O3、SiO2、Al2O3等机械混合物。?
【晶体结构】等轴晶系； -Pn3m；a0=0.426 nm；Z=2。赤铜矿的晶体结构为一典型结构。在其晶体结构中，O2-位于单位晶胞的角顶和中心，Cu+则位于单位晶胞分成的8个小立方体相间分布的相互错开的4个小立方体中心。Cu+和O2-的配位数分别为2和4。虽然氧离子分布于晶胞的角顶和中心，但不是体心格子而是原始格子。
【形态】 通常为致密粒状或土状集合体，有时呈针状或毛发状。单晶体为等轴粒状，主要单形有八面体{111}或立方体{100}与菱形十二面体{110}的聚形，但后者少见。
【物理性质】暗红至近于黑色；条痕褐红；金刚光泽至半金属光泽；薄片微透明。解理不完全。硬度3.5～4.0。相对密度5.85～6.15。性脆。?
【成因及产状】主要见于铜矿床的氧化带，为含铜硫化物氧化的产物。常与自然铜、孔雀石等伴生。?
【鉴定特征】金刚光泽，暗红色和褐红条痕色。有铜的焰色反应，易溶于硝酸，溶液呈绿色，加氨水变蓝色。条痕上加一滴HCl产生白色CuCl2沉淀。? 【主要用途】产出量大时可作为炼铜的矿物原料。?
刚玉(Corundum)Al2O3
【化学组成】有时含微量的Fe、Ti、Cr、Mn、V、Si等，以类质同像置换或机械混入物形式存在于刚玉中。?
【晶体结构】三方晶系； -R c；a0=0.477 nm，c0=1.304 nm;Z=6。晶体结构见图Y-3。沿垂直三次轴方向上O2-成六方最紧密堆积，而Al3+则在两O2-层之间，充填的八面体空隙。八面体在平行{0001}方向上共棱成层，在平行c轴方向上，共面联结构成两个实心的［AlO6］八面体中带斜线方块)和一空心由O2-围成的八面体中空白方块)相间排列的柱体。［AlO6］八面体成对沿c轴呈三次螺旋对
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称(图Y-3(c))。由于Al—O键具离子键向共价键过渡的性质(共价键约占40%)，从而使刚玉具共价键化合物的特征。两个较为靠近的Al3+发生了斥力，因而两组O2层之间的Al3+，并不处于同一水平面内。?
【形态】晶体通常呈腰鼓状、柱状，少数呈板状或片状。常依菱面体{10 1}、较少依{0001}成聚片双晶，以致在晶面上常常出现相交的几组条纹。刚玉的晶体形态与其形成时的介质成分有关：产于SiO2含量低的岩石(如正长岩、斜长岩等)中的刚玉，呈长柱状和近三向等长的晶形；而产于SiO2含量有所增高的岩石中的刚玉，其晶体形态则以板状为特征。集合体成粒状或致密块状。?
【物理性质】一般为灰、黄灰色，含Fe者呈黑色；含Cr者呈红色者，称红宝石；含Ti而呈蓝色称蓝宝石；在有些红宝石和蓝宝石的{0001}面上可以看到成定向分布的六射针状金红石包体而呈星彩状，称星彩红宝石或星彩蓝宝石；玻璃光泽。无解理；常因聚片双晶或细微包体产生{0001}或{10 1}的裂开。硬度9。相对密度3.95～4.10。熔点2 000～2030°C，化学性质稳定，不易腐蚀。
【成因及产状】刚玉可以形成于岩浆作用、接触变质作用和区域变质作用过程中。岩浆作用中刚玉形成于富Al2O3、贫SiO2的条件下，因而多见于刚玉正长岩和斜长岩中或刚玉正长岩质伟晶岩中。接触交代作用形成的刚玉，见于火成岩与灰岩的接触带。区域变质作用中粘土质岩石经变质作用可形成刚玉结芯片岩。各种成因的含刚玉矿床或岩石，遭受风化破坏时，刚玉往往转入砂矿之中。? 【鉴定特征】以其晶形，双晶条纹和高硬度作为鉴定特征。?
【主要用途】主要利用其高硬度作为研磨材料和精密仪器的轴承。晶形好、粗大，色泽美丽且无瑕者，为高档宝石，如红宝石、蓝宝石、星彩红宝石、星彩蓝宝石等。人工合成的红宝石可作为激光材料。?
赤铁矿(Hematite)?α-Fe2O3?
Fe2O3有两种同质多像变体：α- Fe2O3和γ- Fe2O3。前者属三方晶系，具刚玉型结构，在自然界中稳定，称赤铁矿。后者属等轴晶系，具尖晶石型结构，在自然界中处于亚稳定状态，称磁赤铁矿。以下描述三方晶系的赤铁矿。? 【化学组成】常含Ti、Al、Mn、Fe3+、Cu及少量Ca、Co类质同像混入物。有时含TiO2、SiO2、Al2O3等混入物。?
【晶体结构】三方晶系； -R c；a0=0.503 nm，c0=1.376 nm；Z=6。晶体结构属刚玉型。?
【形态】单晶常呈板状，主要由板面(平行双面)与菱面体等所成之聚形。集合体形态多样：显晶质的有片状、鳞片状或块状；隐晶质的有鲕状、肾状、粉末状和土状等。赤铁矿根据形态等特征，又有如下的一些名称：具金属光泽的片状集合
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体者，称镜铁矿；具金属光泽的细鳞片状集合体者，称云母赤铁矿；呈鲕状或肾状的称鲕状或肾状赤铁矿；粉末状的赤铁矿称铁赭石。赤铁矿的形态特征与其形成条件的关系是：一般由热液作用形成的赤铁矿可呈板状、片状或菱面体的晶体形态；云母赤铁矿是沉积变质作用的产物；鲕状和肾状赤铁矿是沉积作用的产物。 【物理性质】显晶质的赤铁矿呈铁黑至钢灰色，隐晶质的鲕状，肾状和粉末状者呈暗红色；条痕樱桃红色；金属光泽(镜铁矿、云母赤铁矿)至半金属光泽，或土状光泽；不透明。无解理。硬度5.5～6，土状者显着降低。相对密度5.0～5.3。性脆。镜铁矿常因含磁铁矿细微包裹体而具较强的磁性。?
【成因及产状】赤铁矿是自然界分布很广的铁矿物之一。它可以形成于各种地质作用之中，但以热液作用、沉积作用和沉积变质作用为主。?
【鉴定特征】樱桃红色条痕是鉴定赤铁矿的最主要特征。此外，形态和无磁性(镜铁矿例外)可与磁铁矿相区别。
【主要用途】为提炼铁的最重要矿石矿物，当成分中Ti、Co等含量较高时，可综合利用。
钛铁矿(Ilmenite)FeTiO3?
【化学组成】成分中常含Mg、Nb、Ta、Mn等类质同像混入物。在960°C以上,钛铁矿与赤铁矿形成完全类质同像,当温度降低时即发生离溶,故钛铁矿中常含有细鳞片状赤铁矿包体。
【晶体结构】三方晶系； -R ；a0=0.509 nm,c0=1.407 nm；Z=6。晶体结构为刚玉型的衍生结构。与刚玉不同之处在于铝的位置相间地被铁和钛所代替,导致c滑移面消失而使钛铁矿晶格的对称程度降低。在高温条件下钛铁矿中的Fe、Ti呈无序状态而具刚玉型结构。
【形态】单晶少见,偶见厚板状；通常呈不规则细粒状、鳞片状。可见依(0001)和(101)成双晶。?
【物理性质】钢灰至铁黑色;条痕黑色,含赤铁矿者带褐色；金属～半金属光泽；不透明。无解理。硬度5～6。相对密度4.72。具弱磁性。?
【成因及产状】主要形成于岩浆作用和伟晶作用过程中。常作为各类岩浆岩的副矿物出现。与基性岩有关的钒钛磁铁矿矿床中,钛铁矿呈显微粒状或片状分布于磁铁矿颗粒之间,或沿磁铁矿{111}面网方向呈定向分布，造成磁铁矿的{111}裂开，这是由于在550°C以上所形成的磁铁矿钛铁矿固溶体在温度降低时发生离溶，分离出的钛铁矿从{0001}面浮生(或交生)于磁铁矿的{111}面上而导致磁铁矿产生{111}裂开。我国四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床,是世界上钛铁矿著名产地之一。?
【鉴定特征】据其晶形、条痕和弱磁性与其相似的赤铁矿、磁铁矿相区别。但颗
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粒细小时不易识别，需要用化学方法或显微镜下鉴定。? 【主要用途】为钛的重要矿石矿物。
钙钛矿(Perovskite)?CaTiO3?
许多超导体及铁电体等往往具有钙钛矿型结构或其衍生结构，而超导体、铁电体在工业上特别是信息功能材料领域内有广泛的应用，因此，此处简单介绍钙钛矿的特征。?
【化学组成】可有Na、K、Ce、Fe、Nb、Ta、Nd、La元素作为类质同像混入物。 【晶体结构】900°C以上为等轴晶系； -Pm3m；a0=0.385 nm；Z=1。在600°C以下转变为斜方晶系； -Pcmm；a0=0.537 nm,b0=0.764 nm,c0=0.544 nm；Z=4。在高温变体结构中,Ca2+位于立方晶胞的中心,为12个O2-包围成配位立方体八面体,配位数为12；Ti4位于立方晶胞的角顶,为6个O2-包围成配位八面体,配位数为6。［TiO6］八面体以共角顶的方式相联。整个结构也可以视为O2-和Ca2+共同组成六方最紧密堆积，Ti4+则充填于其八面体空隙中。
【形态】呈立方体晶形。在立方体晶面上常具平行晶棱的条纹,系高温变体转变为低温变体时产生聚片双晶的结果。?
【物理性质】褐至灰黑色；条痕白至灰黄色；金刚光泽。解理不完全；参差状断口。硬度5.5～6。相对密度3.97～4.04(含Ce和Nb者较大)。?
【成因及产状】常成副矿物见于碱性岩中,有时在蚀变的辉石岩中可以富集,主要与钛磁铁矿共生。?
【鉴定特征】立方晶形及其晶面上的聚片双晶纹。? 【主要用途】富集时可作为提炼钛、稀土和铌的矿物原料。
金红石(Rutile)?TiO2?
【化学组成】常含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等类质同像混入物。当其中富含Fe时称为铁金红石，Fe2+和Nb5+(Ta5+)可与Ti4+?成异价类质同像置换。当Nb大于Ta时，称铌铁金红石；当Ta大于Nb时，称钽铁金红石。金红石的成分可以作为标型特征：碱性岩中金红石富含Nb；基性岩和岩浆碳酸盐中金红石含V；伟晶岩中金红石含Sn；而月岩中的金红石则富含Nb和Cr。?
【晶体结构】四方晶系； -P42/mnm；a0=0.459 nm，c0=0.296 nm；Z=2。金红石的晶体结构表现为O2-近似成六方紧密堆积，而Ti4+位于变形八面体空隙中，构成Ti—O6八面体配位。Ti4+配位数为6，O2-配位数为3。在金红石的晶体结构中Ti—O6配位八面体沿c轴共棱成链状排列。链间由配位八面体共角顶相连。金红石沿c轴延伸的柱状晶形和平行延伸方向的解理，反映链状结构的特征。?
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(a) 离子堆积形式；(b) 晶体结构格架形式及多个晶胞叠置，［TiO6］八面体同棱联接成的链，其中示出了两种［TiO6］八面体链，一种是以晶胞体心中的Ti为中心的［TiO6］八面体链，另一种是以晶胞角顶上的Ti为中心的［TiO6］八面体链。
?【形态】常见完好的四方短柱状、长柱状或针状（图Y-11），这与其形成条件有关。当有Nb、Ta、Fe、Sn等混入物存在时，常成双锥状、短柱状晶形，如伟晶岩中所见；而当结晶速度较快，则出现长柱状、针状晶形，如含金红石石英脉中所见。双晶依(101)成肘状双晶和三连晶以及环状六连晶;依(301)成心状双晶者少见。集合体成致密块状。
【物理性质】常见褐红、暗红色，含Fe者呈黑色；条痕浅褐色；金刚光泽；微透明。解理平行{110}中等。硬度6～6.5。相对密度4.2～4.3。性脆。铁金红石和铌铁金红石均为黑色，不透明。铁金红石相对密度4.4，而铌铁金红石可达5.6。 【成因及产状】金红石形成于高温条件，主要产于变质岩系的含金红石石英脉中和伟晶岩脉中。此外,在火成岩中作为副矿物出现,亦常呈粒状见于片麻岩中。金红石由于其化学稳定性大,在岩石风化后常转入砂矿。?
【鉴定特征】四方柱形,膝状双晶,带红的褐色、柱面解理完全为特征。溶于磷酸冷却稀释后，加入Na2O可使溶液变成黄褐色(钛的反应)。与相似矿物锡石和锆石的区别是：锡石具较大相对密度(6.8～7.0),而锆石具较大的硬度(7.5)。? 【主要用途】为炼钛的矿物原料。钛合金广泛应用于化工、军工和空间技术，如用于喷气发动机、飞机机体和导弹火箭等；也用于碱工业等用的反应塔、蒸馏塔、热交换器、阀门等多种设备和部件上。人造金红石可制造优质电焊条；钛白粉可制高级白色油膝、涂料、人造丝的减光剂、白色橡胶和高级纸张的填料。?
锡石(Cassiterite)?SnO2?
【化学组成】常含Fe、TI、Nb、Ta等元素。锡石成分中微量元素含量具标型意义：伟晶岩中的锡石，富含Nb和Ta，且在较多的情况下是Ta大于Nb；气化?高温热液矿床中的锡石，Nb和Ta含量减少，不超过1%，并且是Nb大于Ta；锡石硫化物矿床中的锡石,其成分中Nb和Ta含量很低，但富含稀有元素In。? 【晶体结构】四方晶系； -P42/mnm；a0=0.474 nm，c0=0.319 nm；Z=2。晶体结构属金红石型。?
【形态】常呈由四方双锥、四方柱所组成的双锥柱状聚形，柱面上有细的纵纹；以{101}为双晶面形成的肘状双晶常见。锡石的形态随形成温度、结晶速度、所含杂质的不同而异。伟晶岩中产出的锡石呈双锥状；气化高温热液矿床中产出的锡石呈双锥柱状；锡石硫化物矿床中产出的锡石往往呈长柱状或针状，集合体常呈不规则粒状，也有致密块状。?
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