矿物各论(6)

2018-11-24 15:14

触交代成因和热液成因的磁铁矿,其成分中Ti的含量显着降低;沉积变质成因的磁铁矿,Ti的含量最低。V3+类质同像置换磁铁矿中Fe3+而形成钒磁铁矿Fe2+(Fe3+?,V3+)2O4,其成分中V2O3含量可达88%。在磁铁矿铬铁矿类质同像系列中,铬铁矿成分中的Cr2O3可达12%。?

【晶体结构】等轴晶系; -Fd3m;a0=0.8396 nm;Z为反尖晶石型(即FeⅣ[Fe2+Fe3+]ⅥO4)。?

【形态】单晶呈八面体{111},较少呈菱形十二面体{110}。在菱形十二面体面上长对角线方向常现条纹。双晶依尖晶石律(111)成接触双晶。集合体常成致密块状和粒状。

【物理性质】铁黑色;条痕黑色;半金属光泽;不透明。无解理;有时具{111}裂开。硬度6。相对密度5.20。性脆。具强磁性。?

【成因及产状】主要形成于内生作用和变质作用中。常作为岩浆岩的副矿物出现,此外,它是岩浆成因铁矿床、接触交代铁矿床、气化?高温含稀土铁矿床、沉积变质铁矿床以及一系列与火山作用有关铁矿床中的主要铁矿物。因其稳定性好亦常见于砂矿中。我国磁铁矿的著名产地有:四川攀枝花(岩浆成因铁矿床)、辽宁鞍山(沉积变质铁矿床)、湖北大冶(接触交代铁矿床)等。?

【鉴定特征】以其晶形,黑色条痕和强磁性可与其相似的矿物如赤铁矿、铬铁矿等相区别。?【主要用途】为最重要的炼铁矿物原料之一。所含的V、Ti、Cr等元素常可综合利用。

铬铁矿(Chromite)FeCr2O4?

【化学组成】铬铁矿的成分比较复杂,广泛存在Cr2O3、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO五种基本组分间的类质同像置换。?

【晶体结构】等轴晶系; -Fd3m;a0=0.8393 nm。Z=8。晶体结构为正尖晶石型(即FeⅣ[Cr3+2]ⅣO4)。?

【形态】通常呈粒状或块状集合体。单晶呈八面体{111},但极少见。

【物理性质】暗褐色至铁黑色;条痕褐色;半金属光泽;不透明。无解理。硬度5.5~6.5;相对密度4.3~4.8。性脆。具弱磁性,含铁量高者磁性较强。? 【成因及产状】为岩浆作用的产物,常产于超基性岩中,与橄榄石共生,可作为指示超基性环境的标型矿物。也见于砂矿中。我国铬铁矿的主要产地分布在西藏和新疆。?

【鉴定特征】以其暗棕色或黑色,条痕褐色,弱磁性,硬度大和产于超基性岩中为鉴定特征。?

【主要用途】提炼铬的唯一矿物原料。富含铁的劣质矿石可供制高级耐火材料。

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黑钨矿(钨锰铁矿)(Wolframite)(Mn,Fe)WO4?

【化学组成】黑钨矿实际上是钨锰矿和钨铁矿的完全类质同像系列中的中间成员。常含Mg、Ca、Nb、Ta、Sn、Zn等。?

【晶体结构】单斜晶系; -P2/c;a0=0.479 nm,b0=0.574 nm,c0=0.499 nm,β=90°26′。Z=2。晶体结构中,由[Mn(Fe)O6]配位八面体共棱连结成平行c轴方向的折线状链;[WO6]配位八面亦平行c轴成链状,并位于[Mn(Fe)O6]配位八面体所成的链体之间,以其4个角顶与上下链体相连接。因而晶体结构可视为链状结构,亦可看成平行{100}呈似层状结构(图Y-27)。

?【形态】单晶体常呈沿c轴延伸的{100}板状或短柱状,[001]晶带中的晶面上常具平行于c轴的条纹。双晶常依(100)或(023)成接触双晶。集合体为刃片状或粗粒状。?

【物理性质】红褐色(钨锰矿)至黑色(钨铁矿);条痕黄褐色(钨锰矿)至褐黑色(钨铁矿);光泽由树脂光泽(钨锰矿)至半金属光泽(黑钨矿、钨铁矿)。解理平行{010}完全。硬度4~4.5。相对密度7.12(钨锰矿)~7.51(钨铁矿)。性脆。钨铁矿具弱磁性。?

【成因及产状】主要产于高温热液石英脉旁云英岩化花岗岩中。它常与锡石、辉钼矿、毒砂、萤石、电气石、绿柱石等共生。黑钨矿也能形成砂矿。我国是世界上最大的产钨国,矿床类型之丰富,规模之大为世界钨矿床所罕见。仅在南岭地区就已发现大型、超大型矿床20多处。最具代表性的钨矿产地如广东(锯板坑石英脉型矿床)、湖南(柿竹园层控夕卡岩型矿床)、福建(洛坑花岗岩细脉浸型钨矿床)、广西(大明山似层状钨矿床)等等。?

【鉴定特征】黑钨矿以其板状形态,褐黑色,{010}完全解理和相对密度大为鉴定特征。

【主要用途】钨的最主要的矿石矿物。钨的特种合金钢被用于制造高速切削工具、炮膛、枪管、火箭发动机、火箭喷嘴、坦克装甲等。钨还用于制造灯丝及X射线发生器的阴极材料。合成材料碳化钨硬度很高,仅次于金刚石,可用作钻头、车刀等。

水镁石(氢氧镁石)(Brucite)Mg(OH)2

【化学组成】成分中可有Fe、Mn、Zn类质同像替换Mg,有时含FeO可达10%,MnO可达20%,ZnO可达4%。?

【晶体结构】三方晶系; -P m1;a0=0.313 nm,c0=0.474 nm;Z=1。水镁石型结构为典型的层状结构之一:两层OH-呈六方最紧密堆积,Mg2+充填于全部八面体空隙,构成配位八面体的结构层;结构层与结构层之间相接触的两层OH-也呈近似六方最紧密堆积,但所形成的八面体空隙未充填阳离子。结构层内为离子键,结

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构层间以氢键相联。水镁石的层状结构决定了它主要以板片状形态出现并发育极完全的{0001}解理。?

【形态】晶体常呈板状、鳞片状、叶片状、不规则粒状集合体,有时成纤维状集合体,称纤水镁石。

【物理性质】白色、灰白色,含有锰或铁者呈红褐色;断口现玻璃光泽。解理平行{0001}极完全;解理薄片具挠。硬度2.5。相对密度2.3~2.6。? 【成因及产状】水镁石是蛇纹岩或白云岩中的典型低温热液蚀变矿物。? 【鉴定特征】以其形态,低硬度和{0001}极完全解理为鉴定特征。根据易溶于酸与滑石、叶蜡石相区别。?

【主要用途】大量产出时可作炼镁的矿物原料。纤维水镁矿是重要的非金属矿物材料,是温石棉的理想代用品。

三水铝石(Gibbsite)Al(OH)3?

【化学组成】常有少量的Fe2+和Ga3+呈类质同像替换Al3+?。?

【晶体结构】单斜晶系,-P21/n;a0=0.864 nm,b0=0.507 nm,c0=0.972 nm,β=94°34′;Z=8。具水镁石型结构,但Al3+只充填于每两层相邻的OH-羟离子之间的2/3八面体空隙,组成配位八面体的结构层。?

【形态】单晶呈假六方形极细片状。通常成结核状、豆状集合体或隐晶质块状集合体。?

【物理性质】白色,常带灰、绿和褐色;玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽,集合体和隐晶质者暗淡。解理平行{001}极完全。硬度2.5~3.5。相对密度2.30~2.43。? 【成因及产状】主要是长石等铝硅酸盐经风化作用而形成。部分三水铝石为低温热液成因。在区域变质作用中,三水铝石经脱水作用变为一水硬铝石;而在更深的区域变质条件下,可变为刚玉;如有SiO2存在时则变为含铝硅酸盐矿物。? 【主要用途】为铝的主要矿石矿物。也可用于制造耐火材料和高铝水泥原料。?

铝土矿(Bauxite)

铝土矿不是一个单矿物,而是许多极细小的三水铝石Al(OH)3、一水铝石AlO(_OH),加上一些硅质等的混合物。

【化学组成】Al(OH)3 、AlO(_OH)等。为氢氧化物矿物。 【形态】土状、豆状、鲕状等。

【物理性质】因成分不固定,导致物理性质变化很大。灰白色~棕红色,土状光泽。硬度2~5。相对密度2~4。 【成因及产状】沉积成因。?

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【鉴定特征】在新鲜面上,用口呵气后有土臭味。

【主要用途】为铝的主要矿石矿物。也可用于制造耐火材料呵高铝水泥。

针铁矿(Goethite)?α-FeOOH?

【化学组成】不同成因的针铁矿其混入组分不同:热液成因者,其成分较纯;外生成因者常含Al2O3、SiO2、MnO2、CaO等,其中除部分Al为类质同像置换外,其它组分往往为机械混入物或吸附物质;金属矿床氧化带中的针铁矿还常含Cu、Pb、Zn、Cd等;而超基性岩风化壳中的针铁矿则含Co、Ni。含吸附水者称水针铁矿(α-FeO(OH)2nH2O)。?

【晶体结构】斜方晶系;-Pbnm;a0=0.465 nm,b0=1.002 nm,c0=0.304 nm; Z=4。晶体结构同硬水铝石,即晶体结构中O2-和(OH)-共同呈六方最紧密堆积(堆积层垂直a轴),Fe3+充填1/2的八面体空隙。[FeO3(OH)3]八面体以共棱的方式联结成平行于c轴的八面体链;双链间以共享八面体角顶(此角顶为O2-占据)的方式相联。?

【形态】单晶极少见,常见呈针状或鳞片状、肾状、钟乳状、结核状或土状集合体。?

【物理性质】褐黄至褐红色;条痕褐黄色;半金属光泽;结核状,土状者光泽暗淡。解理平行{010}完全;参差状断口。硬度5~5.5。相对密度4.28,但成土状者可低至3.3。性脆。?

【成因及产状】针铁矿是分布很广的矿物之一,是褐铁矿中的最主要组成成分,并常与纤铁矿共生。它主要是含铁矿物风化作用的产物,常分布在铜铁硫化物矿床的露头部分构成“铁帽”。沉积成因的针铁矿见于湖沼和泉水中。此外,偶见有低温热液成因的产于某些热液脉的空隙中。在区域变质作用中可脱水而转变成赤铁矿或磁铁矿。?

【鉴定特征】以其胶体形态和褐黄色条痕为特征。?

【主要用途】为炼铁的矿物原料。“铁帽”是寻找原生铜铁硫化物矿床的标志。

褐铁矿(Limonite)

褐铁矿也不是一个单矿物,而是许多极细小的针铁矿( -FeOOH)、纤铁矿( -FeOOH),加上一些硅质等的混合物。 【化学组成】FeOOH等。氢氧化物矿物。

【形态】土状、豆状、鲕状等,有时呈黄铁矿的立方体假像。

【物理性质】因成分不固定,导致物理性质变化很大。土黄~棕褐色,土状光泽。硬度1~4。相对密度3~4。

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【成因及产状】风化成因,由含铁的矿物(如黄铁矿)风化形成,可保留黄铁矿的立方体形态(假像),有时在铜铁硫化物矿床的露头部分形成“铁帽”。? 【鉴定特征】形态和褐黄色为特征。

【主要用途】为炼铁的矿物原料。“铁帽”可作为找原生铜铁硫化物矿床的标志。

水锰矿(Manganite)MnO(OH)?

【化学组成】常含SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO等混入物。?

【晶体结构】单斜晶系; -B21/d;a0=0.888 nm,b0=0.525 nm,c0=0.571 nm,β=90°;Z=8。注意:水锰矿也是β=90°的单斜晶系。?

【形态】晶体常呈柱状。沿c轴伸长,柱面具清晰纵纹。集合体成束状。双晶以(011)为接合面。沉积成因者多呈隐晶质块体,也有成鲕状或钟乳状者。? 【物理性质】暗钢灰至黑色;半金属光泽。解理平行{010}完全,平行{110}和{001}中等。硬度3.5~4。相对密度4.2~4.33。性脆。?

【成因及产状】形成于较还原环境中,在低温热液矿脉中常呈晶簇状与重晶石、方解石共生。沉积作用形成的水锰矿则常呈块状或鲕状,此时为四价锰矿物(软锰矿)和二价锰矿物(菱锰矿)之间的过渡产物。在氧化条件下水锰矿不稳定,易氧化成软锰矿。?

【鉴定特征】以其晶形,柱面条纹和褐色条痕初步鉴定。与其类似矿物的可靠区别需用差热曲线和X射线粉晶数据进行鉴定。? 【主要用途】锰的重要矿石矿物。

硬锰矿(Psilomelane)

硬锰矿有两种含义:一是指矿物成分未确切鉴定的呈块状、葡萄状且硬度较高的氢氧化锰物质,其成分不纯,是一种细分散多矿物的机械混合物;二是指一种钡和锰的氢氧化物,为一个矿物种,其特征见以下的描述。?

【化学组成】BaMn2+Mn94+O2023H2O。硬锰矿的成分中,Mn4+被Mn2+所代替,亦可为W6+、Fe3+?、Al3+、V5+所代替。?

【晶体结构】单斜晶系;?-A2/m;a0=0.956 nm,b0=0.288 nm,c0=1.385 nm;β=92°30′;Z=1。晶体结构是由[MnO]6八面体组成的双链和三链相连接,围成中空的通道。链和信道平行b轴延伸,Ba2+和H2O分子位于通道之中。? 【形态】通常呈葡萄状,钟乳状、树枝状或土状集合体。单晶极为罕见。 【物理性质】暗钢灰黑至黑色;条痕褐黑至黑色;半金属光泽至暗淡。硬度5~6。相对密度4.71。性脆。?

【成因及产状】主要是褐锰矿以及含锰碳酸盐和硅酸盐风化的产物。此外,亦见于沉积锰矿床中。?

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