第4章 氧化物与氢氧化物矿物

第四章 氧化物与氢氧化物矿物
第二节 八面体氧化物
赤铁矿(hematite) 【晶体化学】 常含类质同像替代的Ti, Al, Mn, Fe2+, Ca, Mg及少量的Ga, Co;常含金红石、钦铁矿微包裹 体。隐晶质致密块体中常有机械混人物SiO2 , Al2O3。纤维状或土状者含水。据成分可划分出 钦赤铁矿、铝赤铁矿、镁赤铁矿、水赤铁矿等变种。 【结构与形态】
第四章
氧化物与氢氧化物矿物
第四章 氧化物与氢氧化物矿物
第一节 四面体氧化物
红锌矿(zincite) 【晶体化学】 Zn2+可部分被Mn2+ 、 Pb2+ 、Fe2+类质同像代替，形成锰红锌矿等变种。 【结构与形态】
a0=0. 3249nm，c0=0. 5205nm; Z=2 【物理性质】 白色，含锰时呈红色。条痕橙黄，半金刚光泽。半贝壳状断口。晶体习性为六方锥状。具{001} 完全解理和{110}裂开。硬度4~4. 5。相对密度5. 4~5. 7。透明至半透明。一轴晶(+ ) , no = 2. 013 ,ne=2.029。 【产状与组合】为稀少矿物，仅在美国新泽西州的Franklin锌矿床中大量存在。 【鉴定特征】颜色白至红色，橙黄色条痕，六方锥状结晶习性。 【工业应用】大量富集时为锌的矿石矿物。
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第二节 八面体氧化物
钦铁矿(ilmenite) 图1-4-4 通钦铁矿的晶体结构
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第二节 八面体氧化物
钦铁矿(ilmenite) 【产状与组合】 岩浆型钦铁矿，常作为副矿物，或在基性、超基性岩中分散于磁铁矿中成条片状，与顽辉石斜 长石等共生。伟晶型钦铁矿，产于花岗伟晶岩中，与微斜长石、白云母、石英、磁铁矿等共生。 钦铁矿往往在碱性岩中富集。由于其化学性质稳定，故可形成冲积砂矿，与磁铁矿、金红石、 错石、独居石等共生。 【鉴定特征】 据晶形、条痕、弱磁性可与赤铁矿或磁铁矿区别。 【工业应用】 最重要的钦矿石矿物。
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方镁石(periclase) 【晶体化学】 镁石、锰方镁石、Mg常被Fe, Mn, Zn所代替，形成铁方镁石、锰方镁石、锌方镁石变种。 MgO-FeO和MgO-MnO体系在1050 `C以上可生成完全固溶体。固溶体出溶可形成方锰矿和 磁铁矿的定向包裹体。 【结构与形态】
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黑钨矿(钨锰铁矿)(wolframite) 【产状与组合】 黑钨矿和钨锰矿主要产于高温热液石英脉内及其云英岩化围岩中。矿脉常存在于花岗岩侵人体 顶部或近接触带围岩中，共生矿物有锡石、辉钥矿、辉秘矿、毒砂、黄铁矿、黄铜矿、黄玉、 绿柱石、电气石等。钨锰矿亦可产于中低温热液脉中。 【鉴定特征】 板状晶形、颜色、条痕、一组完全解理、密度大为其特征。 【工业应用】 最重要的钨矿石矿物。用钨冶炼的特种合金钢，可制造高速切削刀具、炮膛、枪管、坦克装甲、 火箭发动机、火箭喷嘴等。
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软锰矿(pyrolusite) 【产状与组合】 高价锰的氧化物主要见于沿岸相的沉积锰矿床和风化矿床中。沉积型锰矿床中，在近海岸的浅 水带，氧化电位高，形成高价锰矿物，主要是软锰矿和硬锰矿;距海岸线较远，除高价锰矿物 外，同时出现水锰矿;再往深处，随着氧化电位的降低，开始形成二价锰的碳酸盐，如菱锰矿、 锰方解石等。在矿床氧化带和岩石风化壳，可形成风化成因的锰帽，主要矿物是硬锰矿、软锰 矿及锰铁矿等。 【鉴定特征】 以其晶形、解理、条痕和硬度与其它黑色锰矿物相区别。 【工业应用】 重要的锰矿石矿物，用于生产金属锰、二氧化锰、各种锰盐和锰酸盐。
【物理性质】 钢灰色至铁黑色，常带淡蓝情色特征的樱桃红或红棕色条痕。金属至半金属光泽，对密度 5. 0~5.3。;隐晶质或粉末状者呈暗红至鲜红色。有时光泽暗淡。无解理。硬度5~6。
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赤铁矿(hematite) 【产状与组合】 规模巨大的赤铁矿矿床多与热液作用或沉积作用有关。热液型赤铁矿，共生矿物除磁铁矿、英、 重晶石、菱铁矿、碳酸盐外，常有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等。沉积型赤铁矿，矿石呈块状， 常具鲡状、豆状、肾状等胶态特征。在氧化带，赤铁矿可由褐铁矿或纤铁矿、针铁矿经脱水作 用形成;亦可水化成针铁矿、水赤铁矿等。 【鉴定特征】 樱桃红色或红棕色条痕为其特征。据其形态和无磁性，可与相似的磁铁矿、钦铁矿相区别。 【工业应用】 重要的铁矿石矿物之一。
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金红石(ruble) 图1-4-5 金红石的晶体结构
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第二节 八面体氧化物金红石 Nhomakorabearuble) 图1-4-6 金红石的晶形和双晶
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金红石(ruble) 【产状与组合】 一般在高温下形成。最主要产状为热液金红石一石英脉型和伟晶型。在伟晶型中可成巨晶。区 域变质过程中，金红石常由含钦矿物转变而成，见于角闪岩、榴辉岩、片麻岩和片岩中。金红 石化学性质稳定，因而常发现于砂矿床中。 【鉴定特征】 四方柱晶形，膝状双晶，带红的褐色，柱面解理完全为其特征。 【工业应用】 主要用于颜料工业、光学材料、宝石材料，以及制作介电陶瓷等。
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红锌矿(zincite) 图1-4-1红锌矿的晶体结构
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刚玉(corundum) 【晶体化学】 常含微量杂质，主要有Cr、 Ti、 Fe、Mn、 V等，呈类质同像代替Al，或以机械混人物形式 存在。常见金红石、赤铁矿、钦铁矿包裹体。 【结构与形态】
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锡石(cassiterite) 【产状与组合】 内生锡石矿床常产于花岗岩体的云英岩化(钾长石一白云母+石英)部位。由于挥发分的作用， 锡呈SnF4、 SnCl4运移，再经水解作用而生成锡石:
【鉴定特征】 晶形、双晶、颜色、硬度等与金红石相似，但锡石密度大，解理较差，折射率较金红石低。相 对高的密度和重折率可与错石相区别。 【工业应用】 提取锡的最主要原料矿物。黄褐色至暗褐色的完好晶体可作宝石。
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锡石(cassiterite) 【晶体化学】 常含混人物Fe、Nb、Ta，尚可含Mn、Sc、 Ti、 Zr、 W以及分散元素In、Ga、Ge等。 【结构与形态】
【物理性质】 无色者少见，一般因含混人物而呈褐色，含Fe高时可呈黑色，含Nb,Ta高者可呈沥青黑色，含 妮铁矿、担铁矿超显微包裹体可导致颜色不均匀。条痕白至浅褐色。半透明。金刚光泽，断口 油脂光泽。解理{110}不完全。具{111}裂开，断口不平坦至次贝壳状。性脆。硬度6~7。相对 密度6. 8~7. 0。富铁锡石可具电磁性。
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铌铁矿一担铁矿(columbite-tantalite) 【晶体化学】 属AB2O6型化合物。 【结构与形态】
【物理性质】 铁黑色至褐黑色。条痕暗红至黑色。半金属至金属光泽。不透明。含锰、担高的妮锰矿、担锰 矿颜色较浅，暗黑红至黄棕色;条痕可呈浅红色。碎片半透明。解理{010}中等，{100}不完全。 断口参差状。性脆。硬度4. 2~7. 0。相对密度5. 36~8. 17。弱至强电磁性。
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软锰矿(pyrolusite) 【晶体化学】 常含少量吸附水。碱或碱土金属、Fe2O3、 SiO2等可作为混入物存在。 【结构与形态】
【物理性质】 钢灰色至黑色，表面常带浅蓝的金属情色。条痕蓝黑至黑色，其它锰氧化物则常具褐至褐黑色 条痕。半金属光泽;不透明。解理{110}完全。断口不平坦。硬度显晶者6~6. 5;隐晶质可降至 1~2,能污手。性脆。相对密度4. 7 ~5.0。
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锐钛矿(anatase) 图1-4-7 锐钛矿的晶体结构
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锐钛矿(anatase) 【产状与组合】 较不稳定，故远比金红石少见。形成条件与金红石类似。作为副矿物广布于结晶岩中，或作为 檐石、钦铁矿、钦磁铁矿等蚀变的产物。 【鉴定特征】 尖双锥形晶体并有横纹，解理{001}, {011}完全，一轴晶(一)，易于与金红石、板钦矿区别。 【工业应用】 锐钛矿型纳米粉体具有优良的光催化性能，可降解苯酚等有机污染物，广泛用作各种光催化材 料和抗菌材料。
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黑钨矿(钨锰铁矿)(wolframite) 【晶体化学】 理论组成：钨铁矿FeO 23.65， WO3 76.35；钨锰矿 MnO 23.42，WO3 76.58 【结构与形态】
【物理性质】 颜色和条痕均随Fe 、Mn含量而变化，含Fe越高色越深，钨锰矿呈浅红、浅紫、褐黑色;黑钨 矿为褐黑至黑色;钨铁矿黑色。条痕均较颜色浅，钨锰矿为黄褐一黄色，钨铁矿为暗褐一黑色。 金刚一半金属光泽。解理{010}完全。性脆。硬度4~5. 5。相对密度7. 18~7. 51，随Fe含量增 高而增大。富Fe者具弱磁性。
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金红石(ruble) 【晶体化学】 常含Fe2+、Fe3+、Nb5+、Ta5+、Sn4+等类质同像混人物，有时含Cr3+或V3+ 【结构与形态】
【物理性质】 常见暗红、褐红色，黄、橘黄色者稀见，富铁者黑色;条痕浅黄至浅褐色;金刚光泽，铁金红石 半金属光泽。解理刀{110}完全，刀{100}中等;裂开刀{092}和{011}。硬度6~6. 5。性脆。相对 密度4. 2 ~ 4. 3，富铁或妮、担者可增高至5. 5以上。
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钦铁矿(ilmenite) 【晶体化学】 理论组成: FeO 4 7.36，TiO 52.64 【结构与形态】
【物理性质】 铁黑色或钢灰色;条痕钢灰色或黑色。含赤铁矿包裹体时呈褐或褐红色。金属至半金属光泽。 不透明。硬度5~5. 5。性脆。相对密度4. 0 ~ 5. 0。具弱磁性。
【物理性质】 无色至灰色，条痕橙黄。玻璃光泽。解理{100}完全。不平坦断口。硬度5. 5。相对密度3. 56。 透明至半透明。裂开//{111}，折射率n=1. 736。
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方镁石(periclase) 【产状与组合】 产于较高温度下的变质白云岩或镁质石灰岩中，水镁石等共生。易变为纤维状或鳞片状水镁石、 水菱镁矿和蛇纹石。 【鉴定特征】 玻璃光泽，灰白色及细小圆粒状产出为特征。 【工业应用】 经制球和1700 `C死烧后的高密度氧化镁称为镁砂。产品分为耐火材料级和化学级。前者主要 用途是炼钢工业中的炉衬耐火材料，后者用作合成橡胶的加硫助剂、防止过早硫化剂、医药品、 硅钢片表面处理、食品和饲料添加剂等。高纯度氧化镁用作陶瓷原料和烧结助剂、半导体密封 材料、各种绝缘材料的添加剂等。
【物理性质】 不透明或半透明刚玉常呈蓝灰、黄灰或带不同色调的黄色;透明刚玉除无色外，常因含色素离 子而呈现各种颜色黑色而具有星光的刚玉宝石称“黑星石”，其黑色系由细散分布的碳质所致。 玻璃至金刚光泽在（0001）面上可显珍珠光泽或星彩。
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刚玉(corundum) 【产状与组合】 形成于高温和富铝贫硅的条件下。 【鉴定特征】 短柱状、桶状、板状，硬度9, {0001}和{1011}面有裂开。刚玉(红宝石)与尖晶石相似，晶形完 好时易于区分，刚玉属非均质体。 【工业应用】 主要用作宝石材料、磨料及耐磨材料、激光材料、红外窗口材料等。
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锐钛矿(anatase) 【晶体化学】 类质同像替代有Fe, Sn, N b, Ta等。尚发现含Y族稀土及U, Th。 【结构与形态】
【物理性质】 褐、黄、浅绿蓝、浅紫、灰黑色，偶见近于无色。条痕无色至淡黄色。金刚光泽。解理{001} {011}完全。硬度5. 5~ 6. 5。相对密度3. 82~3. 97。