晶形轮廓则常呈浑圆状（图1一2)。晶体一般都不大。我国江苏新沂地区所发现的一颗金刚石呈八面体形，粒径16毫米至24毫米，为我国目前所发现的最大的金刚石晶体。自然界中金刚石大多数呈圆粒状或碎粒产出。[物理性质】无色透明或带有蓝、黄、褐和黑色。标准金刚光泽。折光率N=2.40~2.48。具强色散性。硬度10。性脆。平行（111)解理中等。比重3.50～3.52。依据其成分和某些物理性质（发光性、光导性、红外光谱等方面)的不同，金刚石分为I型和Ⅱ型。I型金刚石成分中含元素氮混入物，对波长短于300nm的紫外线呈不透明。在4um~5μum和8um~10um波长范围内吸收红外线，在紫外光照射后能发淡紫色磷光。ⅡI型金刚石不含氮。对紫外线呈透明，只在4um一5um波长范围内吸收红外线。不发光。自然界金刚石绝大部分为1型。由于Ⅱ型具有较理想的物理性质，自前均趋向于合成Ⅱ型金刚石。[成因和产状】金刚石是岩浆作用的产物，见于超基性岩的金伯利岩(即角砾云母橄榄岩)中。金刚石结晶发生于高温高压下，它是岩浆中最早的结晶产物之一。与金刚石共生的矿物有橄榄石、镁铝榴石、铬透辉石等。当含金刚石的岩石遭受风化后，可以形成金刚石砂矿。【鉴定特征极高的硬度，标准金刚光泽，晶形轮廓常呈浑圆状，显磷光。[主要用途】随着科学技术的迅速发展，金刚石的用途越来越广泛而重要，例如用作高硬切割材料、原子能工业上的高温半导体、国防工业上的红外光谱仪等尖端产品的原料。石墨GraphiteC【化学组成]成分纯净者极少，往往含各种杂质。【晶体参数和结构】石墨在自然界有两种不同的多型。六方晶系2H型，对称型L°6L*7PC。ao=0.246nm，co=0.670nm；三方晶系3R型，对称型L’3L*3PC，a。=0.246nm，co=1.004nm。但后一种多型较少见。石墨的晶体结构表现于碳原子成层排列。每一层中的碳原子按六方环状排列，每个碳原子与相邻的三个碳原子之间的距离均相等（0.142nm）：而上下两层中的碳原子之间的距离比同一层内的碳原子之间的距离要大得多（0.342nm）。2H型石墨，其层状结构的特点是第三层与第一层完全重复，而3R型石墨，其层状结构的特点则是第四层才与第一层重复。石墨是一种多键型的晶体，它不象金刚石那样只具单一的共价键，它在层内主要为共价键，但也表现部分的金属键，这是因为每一碳原子最外层有四个电子，除去已用于形成层内共价键的三个外，尚多余一个，此电子可以在层内移动，类似金属中的自由电子，而层与层之间则为分子键。如果将金刚石的（111】面网方向处于水平位置；则可以发现它与石墨有着相似的六方环所组成的面网，所不同的是构成六方环的碳原子不位于同一平面上，而是其中三个碳原子较其他三个碳原子的位置稍高。[形态】单体呈片状或板状，但完整的却极少见。通常为鳞片状、块状或土状集合体。[物理性质】颜色和条痕均为黑色。半金属光泽，隐晶质的则暗淡。硬度1~2。平行（0001)解理极完全。薄片具挠性。有滑感，易污手。比重2.21～2.26。具导电性。[成因和产状】石墨往往在高温下形成。见于各种成分的岩浆岩中。岩浆成因的石墨除28
28 晶形轮廓则常呈浑圆状(图 1—2)。晶体一般都不大。我国江苏新沂地区所发现的一颗金刚石， 呈八面体形，粒径 16 毫米至 24 毫米，为我国目前所发现的最大的金刚石晶体。自然界中金 刚石大多数呈圆粒状或碎粒产出。 [物理性质] 无色透明或带有蓝、黄、褐和黑色。标准金刚光泽。折光率 N=2.40~2.48。 具强色散性。硬度 10。性脆。平行｛111｝解理中等。比重 3.50～3.52。 依据其成分和某些物理性质(发光性、光导性、红外光谱等方面)的不同，金刚石分为 I 型和Ⅱ型。I 型金刚石成分中含元素氮混入物，对波长短于 300nm 的紫外线呈不透明。在 4µm～5µm 和 8µm～10µm 波长范围内吸收红外线，在紫外光照射后能发淡紫色磷光。Ⅱ型 金刚石不含氮。对紫外线呈透明，只在 4µm—5µm 波长范围内吸收红外线。不发光。自然 界金刚石绝大部分为 I 型。由于Ⅱ型具有较理想的物理性质，目前均趋向于合成Ⅱ型金刚石。 [成因和产状] 金刚石是岩浆作用的产物，见于超基性岩的金伯利岩(即角砾云母橄榄 岩)中。金刚石结晶发生于高温高压下，它是岩浆中最早的结晶产物之一。与金刚石共生的 矿物有橄榄石、镁铝榴石、铬透辉石等。 当含金刚石的岩石遭受风化后，可以形成金刚石砂矿。 [鉴定特征] 极高的硬度，标准金刚光泽，晶形轮廓常呈浑圆状，显磷光。 [主要用途] 随着科学技术的迅速发展，金刚石的用途越来越广泛而重要，例如用作高 硬切割材料、原子能工业上的高温半导体、国防工业上的红外光谱仪等尖端产品的原料。 石墨 Graphite C [化学组成] 成分纯净者极少，往往含各种杂质。 [晶体参数和结构] 石墨在自然界有两种不同的多型。六方晶系 2H 型，对称型 L6 6L2 7PC。a0 = 0.246nm，c0=0.670nm；三方晶系 3R 型，对称型 L3 3L2 3PC，ao ＝0.246nm，c0 ＝1.004nm。但后一种多型较少见。石墨的晶体结构表现于碳原子成层排列。每一层中的碳 原子按六方环状排列，每个碳原子与相邻的三个碳原子之间的距离均相等(0.142nm)；而上 下两层中的碳原子之间的距离比同一层内的碳原子之间的距离要大得多(0.342nm)。2H 型石 墨，其层状结构的特点是第三层与第一层完全重复，而 3R 型石墨，其层状结构的特点则是 第四层才与第一层重复。石墨是一种多键型的晶体，它不象金刚石那样只具单一的共价键， 它在层内主要为共价键，但也表现部分的金属键，这是因为每一碳原子最外层有四个电子， 除去已用于形成层内共价键的三个外，尚多余一个，此电子可以在层内移动，类似金属中的 自由电子，而层与层之间则为分子键。 如果将金刚石的｛111｝面网方向处于水平位置；则可以发现它与石墨有着相似的六方 环所组成的面网，所不同的是构成六方环的碳原子不位于同一平面上，而是其中三个碳原子 较其他三个碳原子的位置稍高。 [形态] 单体呈片状或板状，但完整的却极少见。通常为鳞片状、块状或土状集合体。 [物理性质] 颜色和条痕均为黑色。半金属光泽，隐晶质的则暗淡。硬度 1~2。平行{0001} 解理极完全。薄片具挠性。有滑感，易污手。比重 2.21～2.26。具导电性。 [成因和产状] 石墨往往在高温下形成。见于各种成分的岩浆岩中。岩浆成因的石墨除
少量从岩浆熔融体中析出外，往往与岩浆对碳酸盐岩石或沥青质岩石的同化作用有关。接触变质成因的石墨，见于侵入体与碳酸盐岩石的接触带，由碳酸盐岩石分解的结果。分布最广的是沉积变质成因的，系富含有机质或碳质的沉积岩受区域变质作用而成。另外，由于强烈的区域变质发生围岩重熔和注入等作用，使部分层状石墨发生转移成为各种脉状体。【鉴定特征黑色，硬度低，比重小，有滑感。如果将硫酸铜溶液润湿锌粒滴在石墨上，则可析出金属铜的斑点，在与石墨相似的辉钼矿上则无此种反应。[主要用途石墨由于其熔点高（3700℃抗腐蚀、不溶于酸等特性，是自然界最好的耐火材料。用于制作冶炼用的高温埚，新型陶瓷热压烧结的模具，具滑感，作为机械工业的润滑剂，在解决导弹和电弧炉所遇到的超高温问题方面，有十分突出的作用：石墨导电性良好，又可制作电极等。高碳石墨可做原子能反应堆中的中子减速剂及供国防工业应用。此外，利用石墨可人工合成纳米碳管，目前，我国纳米碳管的研究处于世界较领先地位，纳米碳管是明显具有层状结构的单个石墨晶片构成的六角网络，并卷曲成直径为纳米量级的碳管，可分为单层管和多层管，一般直径在儿到儿十纳米，是典型的一维材料。这种纳米碳管由于引人注目的物理性质，如高强度、特异的电子输送性能而成为科学家们研究的热点。石墨还可以制成C60团簇，纯的C60团簇固体是绝缘体，用碱金属掺杂后成为导体，适当的掺杂成分可以使它成为超导体，因此C60成为人们研究的又一个新领域。第二章石硫化物及其类似化合物大类第一节概述硫化物及其类似化合物包括一系列金属元素与硫、硒、碲、砷等相化合的化合物，因此除硫化物外，还有硒化物(如硒铜矿CuzSe)、碲化物(如碲金矿AuTe)、砷化物(如红镍矿NiAs)。全于锦化物（红锦镍矿NiSb）和铋化物（等轴钯矿PdBi2)，其矿物种数仅一、二种而已。硫化物及其类似化合物的矿物种数有350种左右，而其中硫化物就占2/3以上。它们只占地壳总重量的0.15%，其中铁的硫化物却占去了绝大部分，其余元素的硫化物及其类似化合物只相当于地壳总重量的0.001%。虽然它们的分布量是如此有限，但它们却可以富集成具有工业意义的有色金属和稀有分散元系矿床。（1）化学成分：与硫组成化合物的最主要元素为铁、钻、镍、钼、铜、铅、锌、银、汞、镉、铋、锑、砷等，而镓、钢、等元素，主要以类质同象混入物形式存在于其他硫化物中。与硒成化合物的元素主要为铜、银、铅、汞、铋、钴、镍等。此外，硒本身往往成为硫的类质同象混入物，出现于硫化物中。与碲成化合物的元素主要是铜、银、金、铅、铋、镍、铂、钯等。与砷成化合物的元素有铁、钴、镍、铂。29
29 少量从岩浆熔融体中析出外，往往与岩浆对碳酸盐岩石或沥青质岩石的同化作用有关。 接触变质成因的石墨，见于侵入体与碳酸盐岩石的接触带，由碳酸盐岩石分解的结果。 分布最广的是沉积变质成因的，系富含有机质或碳质的沉积岩受区域变质作用而成。另 外，由于强烈的区域变质发生围岩重熔和注入等作用，使部分层状石墨发生转移成为各种脉 状体。 [鉴定特征] 黑色，硬度低，比重小，有滑感。如果将硫酸铜溶液润湿锌粒滴在石墨上， 则可析出金属铜的斑点，在与石墨相似的辉钼矿上则无此种反应。 [主要用途] 石墨由于其熔点高（3700 ℃）、抗腐蚀、不溶于酸等特性，是自然界最好 的耐火材料。用于制作冶炼用的高温坩埚，新型陶瓷热压烧结的模具，具滑感，作为机械工 业的润滑剂，在解决导弹和电弧炉所遇到的超高温问题方面，有十分突出的作用；石墨导电 性良好，又可制作电极等。高碳石墨可做原子能反应堆中的中子减速剂及供国防工业应用。 此外，利用石墨可人工合成纳米碳管，目前，我国纳米碳管的研究处于世界较领先地位，纳 米碳管是明显具有层状结构的单个石墨晶片构成的六角网络，并卷曲成直径为纳米量级的碳 管，可分为单层管和多层管，一般直径在几到几十纳米，是典型的一维材料。这种纳米碳管 由于引人注目的物理性质，如高强度、特异的电子输送性能而成为科学家们研究的热点。石 墨还可以制成 C60团簇，纯的 C60 团簇固体是绝缘体，用碱金属掺杂后成为导体，适当的掺 杂成分可以使它成为超导体，因此 C60 成为人们研究的又一个新领域。 第二章 硫化物及其类似化合物大类 第一节 概 述 硫化物及其类似化合物包括一系列金属元素与硫、硒、碲、砷等相化合的化合物，因此 除硫化物外，还有硒化物(如硒铜矿 Cu2Se)、碲化物(如碲金矿 AuTe)、砷化物(如红镍矿 NiAs)。 至于锑化物(红锑镍矿 NiSb)和铋化物(等轴钯铋矿 PdBi2)，其矿物种数仅一、二种而已。 硫化物及其类似化合物的矿物种数有 350 种左右，而其中硫化物就占 2／3 以上。 它们只占地壳总重量的 0.15％，其中铁的硫化物却占去了绝大部分，其余元素的硫化物 及其类似化合物只相当于地壳总重量的 0.001％。虽然它们的分布量是如此有限，但它们却 可以富集成具有工业意义的有色金属和稀有分散元素矿床。 （1）化学成分：与硫组成化合物的最主要元素为铁、钴、镍、钼、铜、铅、锌、银、 汞、镉、铋、锑、砷等，而镓、铟、铼等元素，主要以类质同象混入物形式存在于其他硫化 物中。 与硒成化合物的元素主要为铜、银、铅、汞、铋、钴、镍等。此外，硒本身往往成为硫 的类质同象混入物，出现于硫化物中。 与碲成化合物的元素主要是铜、银、金、铅、铋、镍、铂、钯等。 与砷成化合物的元素有铁、钴、镍、铂
以上列举的组成硫化物及其类似化合物的阳离子部分的元素，几乎都属于周期表上长周期的中部，属于铜型离子和接近铜型离子的过渡型离子。它们与硫、硒、碲等具有显著的亲和力，所形成的化合物儿乎都不溶于水。作为阴离子部分的硫、硒、碲、砷等，往往具有不同的价态：s2(方铅矿PbS)、s2(黄铁矿FeS2)，Se（硒铅矿PbSe)、Se2（硒镍矿NiSe2)，Te2-（碲铅矿PbTe)、Te2（斜方碲铁矿FeTe2)，As（红镍矿NiAs)、As2（砷铂矿PtAs2)、As4（方钴矿Co4[As4l3)、As2（斜方砷铁矿FeAs2)。此外，还存在一系列复杂的络阴离子，如[AsS]、[SbS3]等等。（2）晶体化学特征：硫化物及其类似化合物应属离子化合物，但它们却以一系列性质上的特点区别于标准离子晶格的晶体。这种状态是由硫化物及其类似化合物成分中元素的电负性所决定的。由手它们之间电负性相差很小，因而当吸引电子的能力近似，价电子近于共用，则其键型向共价键过渡，如ZnS、HgS、CdS、AsS等；当排斥电子的能力相似，价电子类似自由电子，则其键型向金属键过渡,如PbS、CuFeS2、NiAs、PtAs2等。所以在硫化物及其类似化合物晶格中键型明显带有过渡性，分别向共价键和金属键过渡。在硫化物及其类似化合物中，阳离子的配位多面体以八面体和四面体为主。属于八面体配位结构的有方铅矿、磁黄铁矿、红镍矿、黄铁矿等，而属于四面体配位结构的有闪锌矿、纤锌矿、黄铜矿等。此外，还有其他的配位数。在结构类型上还有链状、层状等，前者如辫锑矿、辉铋矿，后者如辉钼矿、铜蓝、雌黄。硫化物及其类似化合物中的类质同象，往往取决于结构中离子的配位数。例如闪锌矿ZnS中的Zn和Fe，在高温时可以充分互相置换，因为高温时，Fe2+趋向于4次配位，因而能置换Zn。但当温度降低时，Fe的配位数增大为6，FeS逐渐游离出来，形成细分散相磁黄铁矿于闪锌矿中。（3）物理性质：硫化物及其类似化合物的物理性质是由其成分、结构及其键力特征所决定的。趋向金属键过渡的硫化物，具金属光泽、金属色、不透明、导电性。趋向共价键过渡的硫化物，具金刚光泽、半透明、不导电。在硫化物、硒化物和确化物中，矿物的金属性由硫化物至确化物逐渐增强。如方铅矿PbS、硒铅矿PbSe、碲铅矿PbTe，其反射率依次增高，从42.4%、50.4%至63.2%。硫化物及其类似化合物的硬度比较低，一般在2～4之间。其中具层状结构的硫化物，其硬度甚至降低到1～2之间。具对阴离子S2、Se22、Te2、As2、（As—S)等对硫化物及其类似化合物，如黄铁矿一白铁矿族、辉砷钴矿一毒砂族、方钴矿族的矿物，其硬度增高至5~6.5左右。这一大类矿物的比重一般在4以上。（4）成因：硫化物及其类似化合物的形成温度范围是相当大的。岩浆成因的硫化物系由岩浆熔离作用发生的。在高温高压下，在基性、超基性岩浆中可溶解一部分硫化物熔体，但当温度下降时，硫化物的溶解度迅速降低，原来的硫化物一硅酸盐岩浆则分解为两种互不溶解的熔体，如基性、超基性岩中的铜镍硫化物即为这种作用形成的。30
30 以上列举的组成硫化物及其类似化合物的阳离子部分的元素，几乎都属于周期表上长周 期的中部，属于铜型离子和接近铜型离子的过渡型离子。它们与硫、硒、碲等具有显著的亲 和力，所形成的化合物几乎都不溶于水。 作为阴离子部分的硫、硒、碲、砷等，往往具有不同的价态：S2- (方铅矿 PbS)、S2- 2(黄 铁矿 FeS2)，Se2- (硒铅矿 PbSe)、Se2 2 - (硒镍矿 NiSe2)，Te2- (碲铅矿 PbTe)、Te2- 2 (斜方碲铁矿 FeTe2)，As3- (红镍矿 NiAs)、As2- 2 (砷铂矿 PtAs2)、As4 4- (方钴矿 Co4[As4]3)、As2 2- (斜方砷铁 矿 FeAs2)。此外，还存在一系列复杂的络阴离子，如[AsS3] 3- 、[SbS3] 3- 等等。 （2）晶体化学特征：硫化物及其类似化合物应属离子化合物，但它们却以一系列性质 上的特点区别于标准离子晶格的晶体。这种状态是由硫化物及其类似化合物成分中元素的电 负性所决定的。由于它们之间电负性相差很小，因而当吸引电子的能力近似，价电子近于共 用，则其键型向共价键过渡，如 ZnS、HgS、CdS、AsS 等；当排斥电子的能力相似，价电 子类似自由电子，则其键型向金属键过渡,如 PbS、CuFeS2、NiAs、PtAs2等。所以在硫化物 及其类似化合物晶格中键型明显带有过渡性，分别向共价键和金属键过渡。 在硫化物及其类似化合物中，阳离子的配位多面体以八面体和四面体为主。属于八面体 配位结构的有方铅矿、磁黄铁矿、红镍矿、黄铁矿等，而属于四面体配位结构的有闪锌矿、 纤锌矿、黄铜矿等。此外，还有其他的配位数。在结构类型上还有链状、层状等，前者如辉 锑矿、辉铋矿，后者如辉钼矿、铜蓝、雌黄。 硫化物及其类似化合物中的类质同象，往往取决于结构中离子的配位数。例如闪锌矿 ZnS 中的 Zn 和 Fe，在高温时可以充分互相置换，因为高温时，Fe2+趋向于 4 次配位，因而 能置换 Zn。但当温度降低时，Fe2+的配位数增大为 6，FeS 逐渐游离出来，形成细分散相磁 黄铁矿于闪锌矿中。 （3）物理性质：硫化物及其类似化合物的物理性质是由其成分、结构及其键力特征所 决定的。 趋向金属键过渡的硫化物，具金属光泽、金属色、不透明、导电性。 趋向共价键过渡的硫化物，具金刚光泽、半透明、不导电。 在硫化物、硒化物和碲化物中，矿物的金属性由硫化物至碲化物逐渐增强。如方铅矿 PbS、硒铅矿 PbSe、碲铅矿 PbTe，其反射率依次增高，从 42.4％、50.4％至 63.2％。 硫化物及其类似化合物的硬度比较低，一般在 2～4 之间。其中具层状结构的硫化物， 其硬度甚至降低到 1～2 之间。具对阴离子 S2 2- 、Se2 2- 、Te2 2- 、As2 2- 、(As—S)3- 等对硫化物及 其类似化合物，如黄铁矿—白铁矿族、辉砷钴矿—毒砂族、方钴矿族的矿物，其硬度增高至 5～6.5 左右。 这一大类矿物的比重一般在 4 以上。 （4）成因：硫化物及其类似化合物的形成温度范围是相当大的。岩浆成因的硫化物系 由岩浆熔离作用发生的。在高温高压下，在基性、超基性岩浆中可溶解一部分硫化物熔体， 但当温度下降时，硫化物的溶解度迅速降低，原来的硫化物—硅酸盐岩浆则分解为两种互不 溶解的熔体，如基性、超基性岩中的铜镍硫化物即为这种作用形成的
绝大部分的硫化物及其类似化合物却与热液过程紧密联系，因为它们的绝大部分都聚集于热液成因金属矿床中。就是在接触交代作用成因的夕卡岩中，硫化物的富集亦是晚期热液阶段的产物。此外，某些硫化物系沉积成因的，因为在某些地层中具有工业价值的铜、铅、锌、镍等硫化物，其分布有一定的层位。它们形成于有硫化氢存在的还原条件下。在风化过程中，硫化物是很不稳定的，它们几乎全部氧化、分解，最初形成易溶于水的硫酸盐（唯有硫酸铅不溶于水，成铅矾产出），然后形成氧化物（如赤铜矿）、氢氧化物（如针铁矿）、碳酸盐（如孔雀石）和其他含氧盐矿物，组成了硫化物矿床氧化带的特有矿物成分。如果当硫酸盐溶液（主要是硫酸铜、偶尔为硫酸银溶液）下渗至氧化带的深部（地下水面附近)，在氧不足的还原条件下，硫酸铜、硫酸银溶液就与原生硫化物相作用，形成次生的铜或银的硫化物（次生辉铜矿、螺状硫银矿、铜蓝）。（5）分类：按硫化物及其类似化合物的阴离子类型，相应地分为：单硫化物及其类似化合物1.辉银矿族：辉银矿、螺状硫银矿2.辉铜矿族：辉铜矿3.斑铜矿族：斑铜矿4.闪锌矿一纤锌矿族：闪锌矿、纤锌矿、硫镉矿5.黄铜矿族：黄铜矿、锡矿6.方铅矿族：方铅矿7．辰砂族：辰砂8.磁黄铁矿族：磁黄铁矿、红镍矿9.镍黄铁矿族：镍黄铁矿10.硫钻矿族：硫钻矿11.辉锑矿族：辉锑矿、辉铋矿12．雄黄族：雄黄13.雌黄族：雌黄14.辉钼矿族：辉钼矿15.铜蓝族：铜蓝对硫化物及其类似化合物1.黄铁矿一白铁矿族：黄铁矿、白铁矿2．辉砷钴矿一毒砂族：辉砷钴矿、毒砂3.方钻矿族：方钻矿、砷钻矿、砷镍矿含硫盐1.硫银矿族：硫砷银矿、硫锑银矿2.硫锑铅矿族：硫锑铅矿、脆硫铅矿3.黔铜矿族：翻铜矿、砷默铜矿31
31 绝大部分的硫化物及其类似化合物却与热液过程紧密联系，因为它们的绝大部分都聚集 于热液成因金属矿床中。就是在接触交代作用成因的夕卡岩中，硫化物的富集亦是晚期热液 阶段的产物。 此外，某些硫化物系沉积成因的，因为在某些地层中具有工业价值的铜、铅、锌、镍等 硫化物，其分布有一定的层位。它们形成于有硫化氢存在的还原条件下。 在风化过程中，硫化物是很不稳定的，它们几乎全部氧化、分解，最初形成易溶于水的 硫酸盐(唯有硫酸铅不溶于水，成铅矾产出)，然后形成氧化物(如赤铜矿)、氢氧化物(如针铁 矿)、碳酸盐(如孔雀石)和其他含氧盐矿物，组成了硫化物矿床氧化带的特有矿物成分。 如果当硫酸盐溶液(主要是硫酸铜、偶尔为硫酸银溶液)下渗至氧化带的深部(地下水面附 近)，在氧不足的还原条件下，硫酸铜、硫酸银溶液就与原生硫化物相作用，形成次生的铜 或银的硫化物(次生辉铜矿、螺状硫银矿、铜蓝)。 （5）分类：按硫化物及其类似化合物的阴离子类型，相应地分为： 单硫化物及其类似化合物 1．辉银矿族：辉银矿、螺状硫银矿 2．辉铜矿族：辉铜矿 3．斑铜矿族：斑铜矿 4．闪锌矿—纤锌矿族：闪锌矿、纤锌矿、硫镉矿 5．黄铜矿族：黄铜矿、黝锡矿 6．方铅矿族：方铅矿 7．辰砂族：辰砂 8．磁黄铁矿族：磁黄铁矿、红镍矿 9．镍黄铁矿族：镍黄铁矿 10．硫钴矿族：硫钴矿 11．辉锑矿族：辉锑矿、辉铋矿 12．雄黄族：雄黄 13．雌黄族：雌黄 14．辉钼矿族：辉钼矿 15．铜蓝族：铜蓝 对硫化物及其类似化合物 1．黄铁矿—白铁矿族：黄铁矿、白铁矿 2．辉砷钴矿—毒砂族：辉砷钴矿、毒砂 3．方钴矿族：方钻矿、砷钴矿、砷镍矿 含硫盐 1．硫砷银矿族：硫砷银矿、硫锑银矿 2．硫锑铅矿族：硫锑铅矿、脆硫锑铅矿 3．黝铜矿族：黝铜矿、砷黝铜矿
第二节单硫化物及其类似化合物分述属于这类化合物，其成分中阴离子为S2-、Se~、Te2-等简单阴离子。但个别矿物族，如铜蓝族，其成分中除简单阴离子外，尚有对阴离子如S的存在，因而从阴离子而言，可视为单硫化物与对硫化物之间的过渡矿物族。在结构类型上，辉锑矿族属链状结构，雌黄族、辉钼矿族、铜蓝族属层状结构，雄黄族属分子结构型，其他各族均属配位结构。一、闪锌矿一纤锌矿族本族化合物属AX型。包括结晶成等轴晶系、结构属闪锌矿型的硫化物及其类似化合物以及结晶成六方晶系、结构属纤锌矿型的硫化物及其类似化合物。ZnS有等轴的B一ZnS变体(闪锌矿）和六方或三方的9一ZnS变体(纤锌矿），其中纤锌码还包括一系列的多型。虽然根据实验，从等轴的β一ZnS变体转变为六方的αZnS变体发生在较高的温度下，从而认为闪锌矿是ZnS的低温相，纤锌矿是ZnS的高温相。但是，在自然界条件下，纤锌矿往往形成于低温条件下。这可能与氧的活度增高(ZnO具纤锌矿型结构，置换ZnS中硫的少量氧能稳定纤锌矿的结构)以及酸性介质(pH值小）有关。由于本族包括较多矿物，根据上述情况，可相应地分为闪锌矿亚族和纤锌矿亚族。前者包括闪锌矿、方硒锌矿ZnSe、方硫矿CdS等：后者包括纤锌矿、硫镉矿CdS、镉硒矿CdSe等。这里仅描述闪锌矿、纤锌矿、硫镉矿三种。闪锌矿SphaleriteZnS[化学组成」Zn67.1，S32.9。通常含有各种类质同象混入物，其中In、Ti、Ag、Ga、Ge则以Me*+Me3+2Zn2+形式置换。实验证明ZnS和MnS或CdS可成连续类质同象系列。至于闪锌矿中Mn和Cd的有限含量则与这些元素在成矿介质中的不足有关。闪锌矿的成分与其形成条件之间的关系是复杂的。一般而言，较高温度下形成的闪锌矿，其成分中Fe和Mn的含量增高。压力则降低Fe的含量（因为Fe在闪锌矿中，其配位数为4，在磁黄铁矿中，其配位数为6，压力的增高扩大了后者的稳定范围）。硫的活度增高同样降低Fe在闪锌矿中的含量，这可用下列反应式表示：2(Zno.5Feo.5)S+S—ZnS+FeS2介质pH值的增高可使闪锌矿中Fe的含量降低，这已由实验证明（pH值增高降低了Fe的活度）。闪锌矿富含铁的亚种，称为铁闪锌矿(Fe>8~10%)和黑闪锌矿(Fe可达26%)。【晶体参数和结构]等轴晶系。对称型3L^4L36P。a=0.53985nm(纯闪锌矿）。晶体结构表现于硫离子按立方最紧密堆积，锌离子充填图2-1闪锌矿晶形于半数的四面体空隙中，每个锌离子被四个硫离32
32 第二节 单硫化物及其类似化合物分述 属于这类化合物，其成分中阴离子为 S2- 、Se2- 、Te2- 等简单阴离子。但个别矿物族，如 铜蓝族，其成分中除简单阴离子外，尚有对阴离子如 S2 2- 的存在，因而从阴离子而言，可视 为单硫化物与对硫化物之间的过渡矿物族。 在结构类型上，辉锑矿族属链状结构，雌黄族、辉钼矿族、铜蓝族属层状结构，雄黄族 属分子结构型，其他各族均属配位结构。 一、闪锌矿—纤锌矿族 本族化合物属 AX 型。包括结晶成等轴晶系、结构属闪锌矿型的硫化物及其类似化合物， 以及结晶成六方晶系、结构属纤锌矿型的硫化物及其类似化合物。 ZnS 有等轴的 β—ZnS 变体(闪锌矿)和六方或三方的 a—ZnS 变体(纤锌矿)，其中纤锌矿 还包括一系列的多型。 虽然根据实验，从等轴的 β—ZnS 变体转变为六方的 a—ZnS 变体发生在较高的温度下， 从而认为闪锌矿是 ZnS 的低温相，纤锌矿是 ZnS 的高温相。但是，在自然界条件下，纤锌 矿往往形成于低温条件下。这可能与氧的活度增高(ZnO 具纤锌矿型结构，置换 ZnS 中硫的 少量氧能稳定纤锌矿的结构)以及酸性介质(pH 值小)有关。 由于本族包括较多矿物，根据上述情况，可相应地分为闪锌矿亚族和纤锌矿亚族。前者 包括闪锌矿、方硒锌矿 ZnSe、方硫镉矿 CdS 等；后者包括纤锌矿、硫镉矿 CdS、镉硒矿 CdSe 等。 这里仅描述闪锌矿、纤锌矿、硫镉矿三种。 闪锌矿 Sphalerite ZnS [化学组成] Zn 67.1，S 32.9。通常含有各种类质同象混入物，其中 In、Ti、Ag、 Ga、Ge 则以 Me + ＋Me 3+—2Zn2+形式置换。实验证明 ZnS 和 MnS 或 CdS 可成连续类质同象 系列。至于闪锌矿中 Mn 和 Cd 的有限含量则与这些元素在成矿介质中的不足有关。 闪锌矿的成分与其形成条件之间的关系是复杂的。一般而言，较高温度下形成的闪锌矿， 其成分中 Fe 和 Mn 的含量增高。压力则降低 Fe 的含量(因为 Fe2+在闪锌矿中，其配位数为 4， 在磁黄铁矿中，其配位数为 6，压力的增高扩大了后者的稳定范围)。硫的活度增高同样降 低 Fe 在闪锌矿中的含量，这可用下列反应式表示： 2(Zn0.5Fe0.5)S+S—ZnS 十 FeS2 介质 pH 值的增高可使闪锌矿中 Fe 的含量降低，这已由实验证明(pH 值增高降低了 Fe 的活 度)。闪锌矿富含铁的亚种，称为铁闪锌矿 (Fe >8～10％)和黑闪锌矿(Fe 可达 26％)。 [晶体参数和结构] 等轴晶系。对称型 3Li 4 4L3 6P。ao＝0.53985nm(纯闪锌矿)。晶体结 构表现于硫离子按立方最紧密堆积，锌离子充填 于半数的四面体空隙中，每个锌离子被四个硫离 图 2－1 闪锌矿晶形