自然元素矿物大类

非金属元素主要有C和S。Si可呈微粒包体产于地幔 岩中。C、Si、N、P形成碳化物、硅化物、氮化物和磷 化物。
2. 晶体化学
结构型：
1）配位型： 金属元素及其互化物矿物具立方面心式紧密堆积的 铜型（配位数为12）、六方最紧密堆积的锇型（配位 数为12）和立方体心式紧密堆积的铁（α-Fe）型（ 配位数为8），金刚石和β-碳硅石SiC具四面体配位型 ； 2）环状（自然硫）、链状（自然碲）、层状（石 墨、自然砷）、架状（陨碳铁矿Fe3C）。
3 形态与物理性质
半金属元素矿物从自然砷、自然锑到自然 铋，金属特性逐渐增强，颜色从锡白色变化为 银白色，条痕灰色，金属光泽增强，低硬度变 得更小，由于其层状结构而发育的{0001}完全 解理完好程度下降，高相对密度增大，从无延 展性变为弱延展性，从无导电性变为具导电性 。
3 形态与物理性质
非金属元素和类似物矿物的晶体化学 特点不同而使不同矿物在物性上变化甚大 。
2. 晶体化学
化学键：
1）金属元素及其互化物矿物具特征的金属 键；
2）半金属元素矿物按元素的金属性递增而 从金属键+共价键的多键型向金属键转变。
3）非金属元素和类似物矿物变化很大。
2. 晶体化学
同质多象：
本大类非金属元素矿物的同质多象较常见 ，如C的同质二象、S的同质三象。
对称程度：
金属元素及其互化物矿物多为等轴晶系， 少数为六方晶系；半金属元素矿物为三方晶 系。
颜色条痕硬度区别黄铁矿黄铜矿
2.自然铂族 Platinum Group
分为具铜型结构的自然铂和锇型结构的自然锇两 个亚族。
前者包括自然铂、自然钯、自然铱和自然铑，为 等轴晶系，可见八面体或立方体晶形。
后者包括自然锇、自然钌等，为六方晶系，呈六 方板状晶形，硬度（约为6）明显高于前者（约为4 ）。
本族矿物一般为银白色和钢灰色，硬度பைடு நூலகம்自然金 族高，也具有与自然金族类似的其他金属特性。
非金属元素和类似物矿物变化很大。
3 形态与物理性质
具配位型、架状和环状的矿物自形晶主要 为粒状，其中金属元素矿物少见自形而多为 它形不规则状；
具层状结构的半金属元素矿物和石墨主要 为片状。
3 形态与物理性质
金属元素及其互化物矿物在物理性质上 呈现典型的金属特性
——金属色、金属光泽、不透明、低硬度 （锇、铱为例外）、无解理、大比重、强延 展性、强导电性和强导热性。
2、金刚石族
金刚石(Diamond) C
【化学组成】 成分中可含有N、B、Si、Al、Na、Ba、Fe、Cr、Ti、Ca、 Mg、Mn等元素。其中N、B最为重要。
【形态】 大多数呈单晶产出，常见圆粒状或碎粒。由于熔蚀作用常见晶 体呈浑圆状，并出现蚀像，不同的单形有不同的蚀像，如八面体晶面出现三角
【成因及产状】 仅形成于高温高压的条件下，为岩浆作用的产物，目前 仅见产于超基性岩的金伯利岩(角砾云母橄榄岩)、钾镁煌斑岩及高级变质岩榴 辉岩中。当含金刚石的岩石遭受风化后，可以形成金刚石砂矿。世界上著名金
四 非金属元素矿物类 Native Nonmetals
1、自然硫族 自然硫 (Sulphur)αS
硫的八原子 环型分子：
8个硫原子以共价键联 系, 上下两个四方环交 错排列，构成环状分 子。
自然硫
【鉴定特 征】黄色、 油脂光泽、 低硬度、 性脆、硫 臭味、易 熔。
【物理性质】不同色调的黄色；晶面金刚光泽, 断面油脂光泽。不完全解理；贝壳状断口。硬 度1～2。相对密度2.05～2.08。性脆。不导电， 摩擦带负电。
【鉴定特征】 【主要用途】 根据用途不同可分为宝石金刚石和工业金刚石。前者主要 利用其光彩诱人色泽和极高的硬度作装饰。后者主要用于高硬度制作仪表轴承、 玻璃刀、表镶钻头等。
金刚石型结构：碳原子分布于立方晶胞的8个角顶、 6个面心和晶胞所分8个小立方体的4个相间的小立方 体中心。碳原子以共价键与周围的另外4个碳原子相 连,键角109°28′16″，形成四面体配位。平行{111} 面网密度大，间距也大。
金刚石沿{111}成解理
金刚石
【物理性质】 无色透明，常因
含微量元素而呈不同色调：含 Cr呈天蓝色，含Al呈黄色，还 可有褐、灰、白、绿、红、紫等
色调，含石墨包体者呈黑色；晶
面金刚光泽，断口油脂光泽；经
日光曝晒后置暗室发淡青蓝色磷 光。解理{111}中等、{110}不完 全。硬度10（显微硬度比石英高 1000倍，比刚玉高150倍），八 面体晶面的硬度>菱形十二面体 晶面的硬度>立方体晶面的硬度。 相对密度3.52。性脆，抗磨性强。 不导电。导热性好，室温下其导 热率是铜的5倍。熔点高达 4000℃，空气中燃烧温度850～ 1000℃。疏水而亲油。
石墨
5. 分类
根据元素的属性和元素间的结合方式，将 本大类矿物划分为
1.金属元素（含金属互化物）矿物 2.半金属元素矿物 3.非金属元素矿物
二 金属元素矿物类 Native Metals
1、自然铜族（自然铜、自然金-银系列矿物）
（1）包括自然铜、自然银、自然金等矿物。
（2）铜型结构：立方面心格子。
（3）由于Au和Ag的原子半径相近、晶体结构类型 相同、地球化学性质相似，故可形成完全类质同象。 而铜的原子半径较小，在高温时才与金形成类质同象。
自然元素矿物大类
Native Elements
一 概述
概念：单质、金属互化物；
和磷化物
碳化物、硅化物、氮化物
种数：50种以上。
分布：占地壳总重量不足0.1%，不均匀——自 然金、自然铜、自然铂、金刚石、石墨等富集成矿 床——意义。
1. 化学成分
金属元素：贵金属8元素和Cu，铁陨石中常见Fe、 Co、Ni。
3
石墨(Graphite) C
成分纯净者极少，往往含各种杂质如粘土、沥青及SiO2、 Al2O3、FeO
【形态】 单晶体呈片状或板状,但完整的却极少见。通常 为鳞片状,
【成因及产状】 石墨是高温变质作用的产物。我国石墨产
【鉴定特征】 将硫酸铜溶液润湿的锌粒放在石墨上，则可析出金属铜的斑点。
【主要用途】 石墨由于其熔点高，抗腐蚀，不溶于酸等 特性，用于制作冶炼用的高温坩埚;具滑感，作为机械工业的润 滑剂；导电性良好，又可制作电极等。3R型石墨用于人工合成 金刚石的原料,因它容易转化为金刚石。
4. 成因产状
地壳：自然金、自然银、自然铜、自然铂、自然 硫、金刚石和石墨；
地幔和核-幔边界：金刚石、石墨、自然铁、自 然硅和自然镍；
陨石：铁纹石、镍纹石、亮石墨、自然钼、金刚 石、陨磷铁矿和陨碳铁矿等。
铂族元素矿物主要出现于基性、超基性岩浆岩中,常与铜镍硫 化物和铬铁矿共生。自然金、自然银和自然铜及半金属元素矿 物主要为热液作用产物。金刚石主要产于超基性的金伯利岩和 高压相的榴辉岩中，石墨多是变质作用产物，而自然硫则以火 山作用和生物作用形成的最重要。
铂矿
【物理性质】锡白 色，含铁高时呈钢 灰色；条痕钢灰色； 金属光泽；不透明。 无解理；断口锯齿 状。硬度4～4.5。 相对密度21.5(纯铂)。 熔点1774°C。强 延展性。微具磁性。 电和热的良导体。
自然铂（含金）
三 半金属元素矿物类 Native Semimetals
（1）主要有自然砷、自然锑、自然铋等。 （2）均具砷型结构：即可视为由NaCl型 结构沿L3发生畸变而呈略显层状的菱面体格 子结构。 （3）具{0001}完全解理。 （4）粒状或片状集合体。 （5）新鲜断面呈锡白色或银白色，金属 光泽，具抗磁性。随元素的金属性渐强矿物 则更多地显现金属矿物的性质。
铜型结构：铜原子呈立方面心排列， 以金属键联系。
树枝状自然铜
【物理性质】 铜 红色，表面常因 氧化而出现棕黑 色锖色；条痕铜 红色；金属光泽， 不透明。无解理； 断口呈锯齿状。 硬度2.5～3。相 对密度8.95(纯 铜)。具延展性。 熔点1.083°C。 为热和电的良导 体。
自然金
砂金矿
【鉴定特征】 颜色及条痕 金黄色，强金属光泽，相对 密度大19.3，低硬度2.5-3， 强延展性；化学性稳定，火 烧不变色；熔点1062 °C。
金属元素间的类质同象十分普遍，形成金属混 晶矿物如银金矿（Au，Ag）；也可形成互化物如铁镍 矿(Ni3Fe)。
半金属元素有As、Sb、Bi（Se、Te）。 As与Sb在高温下形成类质同象混晶，低温时分
解成自然砷和自然锑或砷锑互化物AsSb；Sb与Bi可形 成连续类质同象系列，而As与Bi即使在熔融态下也不 混合。
石 墨 的 层 状 结 构：
碳原子成层排列，每个碳原子与同一层相邻的三个碳原 子以等距相连，每层碳原子构成一个六方环网，上下相 邻层的碳原子间距比同一层内的碳原子间距大得多(层内 0.142nm，层间0.340nm)。石墨层内为共价键和部分金 属键，而层间则为分子键。
【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。 平行{0001}解理极完全。硬度1～2。 相对密度2.21～2.26。解理片具挠 性。有滑感，易污手。具导电性。