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黄铜矿

黄铜矿是 一种铜铁硫化物矿物。常含微量的金、银等。晶体相对少见,为四面体状,多呈不规则粒状及致密块状集合体,也有肾状、葡萄状集合体。铜黄色,常有暗黄或斑状锖色。条痕为微带绿的黑色。黄铜矿是一种较常见的铜矿物,可形成于不同的环境下,但主要是热液作用和接触交代作用的产物,常可形成具一定规模的矿床。产地遍布世界各地。在工业上,它是炼铜的主要原料。在宝石学领域,它很少被单独利用,偶尔用作黄铁矿的代用品。另它常参与一些彩石、砚石和玉石的组成。

Cu 34.56%,Fe 30.52%,S 34.92%。通常含有混入物(大多为机械混入物)Ag、Au、Tl、Se、Te,;有时还有Ge、Ga、In、Sn、Ni、Ti、Pt等。黄铜矿中伴生有益元素的含量随成因类型、成矿温度及成矿阶段的不同而有所不同。

黄铜矿(CuFeS2)有三种同质多像变体:高温等轴晶系变体,在550℃以上稳定,Cu、Fe离子在结构中无序排列,呈闪锌矿型结构。当温度在550~213℃时,Cu、Fe离子在结构中有序分布,为四方晶系变体。当温度低于213℃时为斜方晶系变体。最常见的为四方晶系变体。

四方晶系,D12 2d I42d;a0=0.524nm,c0=1.032nm;Z=4。晶体结构与闪锌矿、黝锡矿相似。在闪锌矿结构中,以S为中心,四面体的四个角顶为Zn离子占据;在黄铜矿结构中,这四个位置上有两个为Cu占据,Fe和Sn各占据一个角顶(如右图)。由于它们结构的相似性,所以在高温时可以互溶;而当温度降低时,由于它们的离子半径相差较大,固溶体发生离溶。故常可在闪锌矿中发现黄铜矿和黝锡矿的小包裹体。

形态:四方偏三角面体晶类,D2d-42m(Li42L22p)晶体较少见。常见单形:四方四面体p{112}、-p{112}、r{332}、d{118},及四方双锥x{201};少见单形:四方偏三角面体ω{756}。双晶以 (112)为双晶面或以 (112)为双晶轴成简单双晶 (如右图)。由于晶体结构的相似性,可见黄铜矿与黝锡矿或闪锌矿晶体的规则连生。黄铜矿主要呈致密块状或分散粒状集合体,有时呈脉状。 [1]

黄铜黄色,表面常有蓝、紫褐色的斑状锖色。绿黑色条痕。金属光泽,不透明、具导电性,硬度3~4,性脆。相对密度4.1~4.3。

黄铜矿分布较广,可在各种条件下形成。主要通过岩浆作用、接触交代作用、成矿热液作用而结晶形成。共生矿物有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、斑铜矿、辉钼矿、磁黄铁矿、毒砂、辉钴矿、辉铜矿、铜蓝、硫砷铜矿等。非金属矿物有方解石、石英、长石。

不同的成矿作用产生不同的黄铜矿矿物组合。黄铜矿是难于细菌氧化的矿物。在铜硫化物中黄铜矿属于比较惰性。细菌氧化黄铜矿时,铜离子进入溶液。由于铜是一些酶的组成成分,因此微量铜元素对细菌生长是有利的。但是当进入溶液铜离子量大时,会造成毒害。 [2]

黄铜矿是分布最广的铜矿物,中国的主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部中条山地区、甘肃的河西走廊以及西藏高原等。其中以江西德兴、西藏玉龙等铜矿最著名。世界其他主要产地有西班牙的里奥廷托,美国亚利桑那州的克拉马祖、犹他州的宾厄姆、蒙大那州的比尤特,墨西哥的卡纳内阿,智利的丘基卡马塔等。

黄铜矿,可以从它的颜色和条痕当中鉴别出来;它和黄铁矿相像,但是硬度不如黄铁矿,黄铁矿的硬度是6-6.5;它和金类似,但是硬度比金高,也比金脆,金的硬度是2.5-3;它和黄铁矿一样,在野外很容易被误会为黄金,因此被称为愚人金(Fool's Gold);


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