常见矿物

常见矿物

自然界目前已知的矿物有3000余种，常见的矿物仅200余种。按矿物的化学成分可分为五大类：自然元素、硫化物及其类似化合物、氧化物和氢氧化物、含氧盐及卤化物。其中以含氧盐中的硅酸盐矿物(如斜长石、钾长石、辉石、角闪石、云母、橄榄石和粘土矿物等)及氧化物中的石英最多，约占矿物总量的91%，这些矿物是组成岩石的主要矿物，称为造岩矿物。当岩石中一些矿物富集(如磁铁矿)，达到开采利用时，这些矿物称为有用矿物或矿石矿物。

1.自然元素矿物

在自然界呈元素单质状态产出。已知的自然元素矿物约50多种，包括金、银、铜、铂等金属元素矿物以及砷、锑、铋、碲、硒等半金属元素矿物和硫、碳等非金属元素矿物。此类矿物较稀少，其中较重要的矿物有自然金(Au)、自然铂(Pt)、自然银(Ag)、金刚石(C)和石墨(C)等。

石墨(C)

常为鳞片状集合体，有时为块状或土状。颜色与条痕均为黑色，可污手。半金属光泽。有一组极完全解理，易劈开成薄片。硬度1～2，指甲可刻划。有滑感。相对密度为2.2。

2.硫化物矿物

阴离子主要是硫，其阳离子一般是亲铜元素和过渡元素，如Cu、Pb、Zn、Sn、Ag、Sb等。已知的硫化物矿物约有300余种，估计占地壳质量的0.25%。硫化物常富集形成有工业意义的矿床，是有色金属及部分稀有金属的主要矿物原料。

黄铁矿(FeS2)

晶体呈立方体或五角十二面体，大多呈块状集合体。立方体的晶面上常有三组互相垂直的、平行的细条纹。颜色为浅黄铜色，条痕为绿黑色。金属光泽。硬度6～6.5。性脆，断口参差状。相对密度5。

黄铜矿(CuFeS2)

常为致密块状或粒状集合体。颜色铜黄，条痕为绿黑色。金属光泽。硬度3～4，小刀能刻动。性脆。相对密度4.1～4.3。导电性好。黄铜矿以颜色较深且硬度小可与黄铁矿相区别。

方铅矿(PbS)

单晶体常为立方体，通常成致密块状或粒状集合体。颜色铅灰，条痕为灰黑色。金属光泽。硬度 2～3。有三组互相垂直的解理，沿解理面易破裂成立方体。相对密度7.4～7.6。

闪锌矿(ZnS)

常为致密块状或粒状集合体。颜色自浅黄到棕黑色不等(因含Fe量增高而变深)，条痕为白色到褐色。光泽自松脂光泽到半金属光泽。透明至半透明。硬度3.5～4。解理完全。相对密度3.9～4.1(随含铁量的增加而降低)。

3.氧化物和氢氧化物类矿物

矿物的阴离子为O或(OH)；阳离子主要为亲氧元素Al、Si、Mg等，过渡元素Fe、Mn、Ti、V等以及亲铜元素Cu、Zn、Sn 等。已知此类矿物约有200余种。其中以石英(SiO2)最多，约占地壳质量的12.6%；铁的氧化物约占3%～4%。本类矿物是工业上黑色金属，轻金属及部分稀有、稀土元素的主要来源。一些氧化物可直接作为重要的工业原料和工艺原料。

石英(SiO2)

常发育成单晶并形成晶簇，或成致密块状或粒状集合体。纯净的石英无色透明，称为水晶(图2-3A)。石英因含杂质可呈各种色调。例如含Fe³⁺呈紫色者，称为紫水晶；含有细小分散的气态或液态物质呈乳白色者，称为乳石英。石英晶面为玻璃光泽，断口为油脂光泽。无解理。贝壳状断口。硬度7。相对密度2.65。隐晶质的石英称为石髓(玉髓)，常呈肾状、钟乳状及葡萄状等集合体。一般为浅灰色、淡黄色及乳白色，偶有红褐色及苹果绿色。微透明。具有多色环状条带者称玛瑙。

赤铁矿(Fe2O3)

常为致密块状、鳞片状、片状、鲕状、豆状、肾状及土状集合体。显晶质的赤铁矿为铁黑色到钢灰色，隐晶质或肾状、鲕状者为暗红色(图2-3B)，条痕呈樱红色。金属、半金属到土状光泽。不透明。硬度5～6，土状者硬度低。无解理。相对密度4.0～5.3。

磁铁矿(Fe3O4)

常为致密块状或粒状集合体，也常见八面体单晶。颜色为铁黑色，条痕为黑色。半金属光泽。不透明。硬度5.5～6.5。无解理。相对密度5。具强磁性。

黑钨矿((Mn，Fe)WO4)

是由钨铁矿(FeWO4)和钨锰矿(MnWO4)组成的类质同象系列的中间产物，又名钨锰铁矿。常呈板状晶体。褐黑至黑色，条痕黄褐-暗褐色。金刚-半金属光泽，一组完全解理。硬度4～4.5。相对密度7.18～7.51。随Fe的含量增加，黑钨矿的颜色及条痕加深，硬度增高，相对密度增大，富含Re者具弱磁性(图2-3C)。

图2-3 石英晶体(A)、肾状赤铁矿(B)、板状黑钨矿(C)

图2-3 石英晶体(A)、肾状赤铁矿(B)、板状黑钨矿(C)

(由黄体兰提供)

褐铁矿

是多种矿物的混合物，主要成分是含水的氧化铁(Fe2O3·nH2O)，并含有泥质及二氧化硅等。褐至褐黄色，条痕黄褐色。常呈土块状、葡萄状。硬度不一。

4.卤化物类矿物

是卤族元素(F、Cl、Br、I)与K、Na、Ca、Mg等元素化合而成。其种类较少，在地壳物质组成中所占的地位较次要。常见矿物有石盐(NaCl)、钾盐(KCl)、光卤石(MgCl·KCl·6H2O)和萤石(CaF2)等，它们都是工业上的重要矿物原料。

萤石(CaF2)

具立方体及八面体单晶形常能形成块状及粒状集合体。颜色多样，有紫红、蓝、绿和无色等。透明。玻璃光泽。硬度4。四组完全解理，常沿解理面破裂成八面体小块。相对密度3.18。

5.含氧盐类矿物

含氧盐是各种含氧酸根与金属阳离子的盐类化合物。它们约占已知矿物总数的2/3，是地壳中分布最广泛，最常见的一大类矿物。它包括有硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等。通常为玻璃光泽，少数为金刚光泽、半金属光泽。不导电，导热性差。

(1)硅酸盐矿物

在自然界分布极为广泛，矿物种类最多，约占矿物总数的1/4，是三大类岩石的主要造岩矿物，同时也是工业所需的多种金属和非金属的矿物资源，还有不少是珍贵的宝石矿物。

本类矿物一般为透明矿物。具玻璃-金刚光泽。颜色取决于阳离子的种类，含Fe愈高颜色愈深，含Cr、Ti、Mn、Ni则使矿物显彩色。

橄榄石((Mg，Fe)2[SiO4])

常为粒状集合体。浅黄绿到橄榄绿色，随含铁量增高而加深。玻璃光泽。解理不发育。硬度6～7。相对密度3.2～4.4，随含铁量增高而增大。

石榴子石(X3Y2[SiO4]3)

常形成等轴状单晶体，集合体呈粒状和块状。浅黄白、深褐到黑色(一般随含铁量增高而加深)。玻璃光泽。硬度6～7.5。无解理。断口为贝壳状具树脂光泽。相对密度4左右。

红柱石(Al2[SiO4]O)

单晶体呈柱状，横切面近于正方形，集合体呈放射状，俗称菊花石。常为灰白色及肉红色。玻璃光泽。硬度6.5～7.5。有平行柱面方向的解理发育。相对密度3.13～3.16。

蓝晶石(Al2[SiO4]O)

单晶体常呈长板状或刀片状。常为蓝灰色或白色。玻璃光泽，解理面上有珍珠光泽。有平行板面的极完全解理。平行延长方向的硬度小于小刀，垂直延长方向的硬度大于小刀。相对密度3.53～3.65。

绿帘石(Ca2(Al，Fe)3[SiO4]O(OH))

单晶体为短柱状，集合体为粒状或块状。绿色，色调随含铁量增加而变深。玻璃光泽。硬度6～6.5。有平行柱状方向的解理。相对密度3.38～3.49。

透辉石(CaMg[Si2O6])

单晶体为短柱状，横切面多近于正方形，集合体为粒状。无色，因含铁质可染成不同程度的绿色。玻璃光泽。硬度5.5～6。有平行柱状方向的两组中等解理发育，交角为87°。相对密度3.22～3.38。

普通辉石(Ca，Mg，Fe，Al)2[(Si，Al)2O6]

单晶体为短柱状，横切面呈近正八边形(图2-4)，集合体为粒状。绿黑色或黑色。玻璃光泽。硬度5.5～6.0。有平行柱状方向的两组解理，其交角为87°(图2-4A)。相对密度3.2～3.4。

图2-4 辉石晶体(A)、角闪石(B)晶体的解理(显微镜下)

图2-4 辉石晶体(A)、角闪石(B)晶体的解理(显微镜下)

(由黄体兰提供)

透闪石(Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2)

单晶体为长柱状，集合体为纤维状及放射状。白色或灰白色，富含铁质者呈绿色，称为阳起石。硬度5～6。有平行柱状方向的两组中等到完全解理，其交角为56°。相对密度3.02～3.44，随含铁量增高而变大。

普通角闪石((Ca，Na)2-3(Mg，Fe，Al)5[Si6(Si，Al)2O22](OH，F)2)

单晶体较常见，为长柱状。横切面呈六边形，经常还以针状形式出现。绿黑色或黑色。玻璃光泽。硬度5～6。有平行柱状的两组解理，交角为56°(图2-4B)。相对密度3.02～3.45，随着含Fe量增高而加大。

硅灰石(Ca2[Si2O6])

多为放射状及纤维状集合体。白到灰白色。玻璃光泽。硬度4.5～5。有平行长轴方向的完全解理。相对密度2.87～3.09。

滑石(Mg3[Si4O10](OH)2)

单晶体为片状，通常为鳞片状、放射状、纤维状、块状等集合体。无色或白色。解理面上为珍珠光泽。硬度1。平行片状方向有极完全解理。有滑感。薄片具挠性。相对密度2.58～2.55。

蛇纹石(Mg6[Si4O10](OH)8)

一般为细鳞片状、显微鳞片状以及致密块状集合体，呈纤维状合集合体者称蛇纹石石棉。黄绿色，或深或浅。块状者常具油脂光泽，纤维状者为丝绢光泽。硬度2.5～3.5。相对密度2.83。

高岭石(Al4[Si4O10](OH)8)

一般为土块或块状集合体。白色，常因含杂质而呈其他色调。土状者光泽，暗淡块状者具蜡状光泽。硬度2。相对密度2.61～2.68。具有可塑性。

白云母(KAl2[AlSi3O10](OH，F)2)

单晶体为短柱状及板状，横切面常为六边形。集合体为鳞片状。其中晶体细微者称为绢云母。薄片为无色透明。具珍珠光泽。硬度2.5～3。有平行片状方向的极完全解理，易撕成薄片，具弹性。相对密度2.77～2.88。

黑云母(K(Mg，Fe)3[AlSi3O10](OH，F)2)

单晶体为短柱状、板状，横切面常为六边形，集合体为鳞片状。棕褐色或黑色，随含Fe量增高而变暗。其他性质与白云母相似。相对密度2.7～3.3。

绿泥石((Mg，Al，Fe)6[(Si，Al)4O10](OH)8)

常呈鳞片状集合体。绿色，深浅随含铁量增减而不同。解理面上为珍珠光泽。有平行片状方向的解理。硬度2～3。相对密度2.6～3.3。薄片具挠性。

长石

长石是地壳中分布最广的一类矿物，约占地壳质量的50%。长石包括三个基本类型：

钾长石 K[AlSi3O8](代号Or)

钠长石 Na[AlSi3O8](代号Ab)

钙长石 Ca[Al2Si2O8](代号An)

钾长石与钠长石因其中含有碱质元素Na与K，故称碱性长石；钠长石与钙长石常按不同比例混溶在一起，组成类质同象系列，统称为斜长石。

普通地质学

普通地质学

斜长石有许多共同的特征。如单晶体为板状或板条状。常为白色或灰白色。玻璃光泽。硬度6～6.52。有两组解理，彼此近于正交。相对密度2.61～2.75，随钙长石成分增大而变大。

钾长石包含正长石、钾微斜长石、透长石及冰长石等变种，它们的化学成分相同，仅结构略有差别。其中常见的是正长石。晶体常为柱状或板柱状。常为肉红色、土黄色，有时为灰白色。玻璃光泽。硬度6。有两组相互垂直的解理。相对密度2.54～2.57。

(2)碳酸盐类矿物

本类矿物在自然界约有100 余种，是主要的非金属矿物原料，亦是提取 Fe、Mg、Mn、Zn、Cu等金属元素及放射性元素Th、U和稀土元素的主要矿物原料来源。分布最广的矿物为方解石(CaCO3)和白云石((Ca，Mg)CO3)。多数碳酸盐矿物为浅色，若含色素离子(Cu、Mn等)则显彩色，常具非金属光泽，硬度不大(＜4.5)。

方解石(CaCO3)

常发育成单晶，或晶簇、粒状、块状、纤维状及钟乳状等集合体。纯净的方解石无色透明，因杂质渗入而常呈白、灰、黄、浅红(含Co、Mn)、绿(含Cu)、蓝(含Cu)等色。玻璃光泽。硬度3。解理完全，易沿解理面裂成为菱面体。相对密度2.72。遇冷稀盐酸强烈起泡。

白云石((Ca，Mg)CO3)

单晶为菱面体，通常为块状或粒状集合体。一般为白色，因含Fe常呈褐色。玻璃光泽。硬度3.5～4。解理好。相对密度2.86，含铁高者可达2.9～3.1。

白云石以在冷稀盐酸中反应微弱，以及硬度稍大而与方解石相区别。

孔雀石(Cu2CO3(OH)2)

常呈纤维状集合体及晶簇状、肾状、葡萄状、皮壳状、粉末状等，一般具深浅不同的绿色，条痕浅绿色。玻璃光泽，纤维状具丝绢光泽。硬度3.5～4。相对密度4～4.5。加盐酸起泡。

(3)磷酸盐类矿物

磷酸盐类矿物是络阴离子[ ]与Ca、Pb、Fe、Cu、Co、Ni等阳离子的化合物。一般呈浅色，玻璃光泽，硬度较大(＞4)，相对密度中等，常见的矿物为磷灰石。

磷灰石(Ca5[PO4]3(F，Cl，OH))

晶体为六方柱状，集合体为块状、粒状、结核状等。纯净磷灰石为无色或白色，但少见。一般呈黄绿色，可以出现蓝色、紫色及玫瑰红色等。玻璃光泽。硬度5。断口参差状。断面为油脂光泽。相对密度2.9～3.2。以结核状出现的磷灰石称磷质结核。用含钼酸铵的硝酸溶液滴在磷灰石上，有黄色沉淀(磷钼酸铵)析出，是鉴别磷灰石的重要方法。

(4)硫酸盐类矿物

硫酸盐类矿物在自然界约260种，是非金属矿物原料的主要来源。硫酸盐矿物多为灰白色或无色，含Cu、Fe则呈现彩色。多数为玻璃光泽。透明至半透明。一般硬度较低。相对密度不大。解理发育。多数矿物易溶于水。常见的硫酸盐矿物有石膏、重晶石(BaSO4)等。

石膏(CaSO4·2H2O)

单晶体常为板状，集合体为块状、粒状及纤维状等。为无色或白色。有时透明。玻璃光泽，纤维状石膏为丝绢光泽。硬度2。一组极完全解理，易沿解理面劈开成薄片。薄片具挠性。相对密度2.30～2.37。