5第五讲 硫化物及其类似化合物矿物
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第十七章 硫化物及其类似化合物矿物 大类
一 概念
概念：硫化物及其类似化合物大类是指金属元素与硫、硒、碲、 砷等相化合的化合物。
种数：自然界中已发现的该大类矿物种已经超过370种以上。其 中以硫化物矿物种类最多，占该大类总量的2/3以上，而其中又以 铁的硫化物占了绝大部分。
分布：约占地壳质量的1‰ 。 用途：该大类矿物是工业上有色金属和稀有分散元素矿产的重
相对密度：阳离子多具大原子量，阴离子多作紧密堆积，故相对密 度较大，一般在4～6之间，少数可达8以上。
熔点：多数形成于中低温，化学键性较弱，故熔点较低，性脆。 电性：因含金属键成分，故多为电的半导体。 磁性：少数矿物显示磁性（如磁黄铁矿）。 滑感：具层状结构者多有（如辉钼矿）。
5 成因及产状
（1）本大类绝大部分矿物主要是热液作用的 产物，形成的温度范围是很大的。但是在岩浆 作用、沉积作用、表生作用下也能够形成硫化 物及其类似化合物。
105 179 400 550 228
多型
本大类中的层状结构矿物常呈不同多型，如，辉 钼矿具有2H、3R或(2H+3R)混合型多型变体， 纤锌矿则有多达154种多型变体。
对称程度
成分简单的硫化物一般对称程度高，如单 硫化物和复硫化物多为等轴晶系或六方晶系；
成分复杂的硫化物一般对称程度较低，如 硫盐多为斜方晶系和单斜晶系。
4.物理性质
光性：绝大多数呈金属色、深色条痕、金属光泽而不透明，(黄 铁矿、黄铜矿）仅少数具非金属光泽为金刚光泽而半透明（如雄黄、 雌黄、辰砂、闪锌矿等）。
硬度：岛状复硫化物硬度最大，一般在5～6.5；配位型单硫化物、 硫盐硬度介于3～4之间；链状者硬度介于2～2.5；层状和环状分子 型者，如辉钼矿、铜蓝、雌黄和雄黄等，其硬度仅1～2。
1、黄铁矿－白铁矿族
黄铁矿
【化学组成】：Fe[S2],常有Co和Ni类质同象代替Fe，形成 FeS2——CoS2和FeS2——NiS2。而As、Se、Te可替换S。Au 往往以明金、显微金、超显微金的状态赋存于黄铁矿的裂隙、 解理面中。
【晶体结构】等轴晶系、为NaCl型的衍生结构。
【形态】对称型m3，晶体完好，常见单形。常见单形：立方 体、五角十二面体、八面体及偏方复十二面体。晶面上常见平 行的{100}和{210}的聚形纹，相邻晶面上的条纹相互垂直。集 合体为粒状、致密块状。隐晶质变胶体黄铁矿称为胶黄铁矿。
解理：岛状复硫化物结构骨干的轴向分布杂乱，故解理不发育 （如黄铁矿、毒砂）；环状分子型、链状和部分配位型结构矿物的 强键方向分布较规律，具完全解理（如雄黄和辉锑矿的{010}解理、 方铅矿的{100}解理、闪锌矿的{110}解理）；具层状结构者则发育 平行结构层的一组极完全或完全解理（如辉钼矿和铜蓝的{0001}解 理、雌黄的{010}解理）。
（2）本大类矿物在地表氧化环境中很不稳 定，易于被氧化。
6.分类
传统分类：按阴离子或络阴离子的类型不同相应地分为以下三类:
(1) 简单硫化物：
由阴离子S2- 与阳离子(主要为Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Fe、Co、Ni)结合 而成，如方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS)、辰砂(HgS)
(2) 复硫化物：
建议分类：按阴离子性质分为硫化物、类似化合物。
二 硫化物矿物类
1. 岛状硫化物矿物亚类
复硫化物，又称双硫化物或对硫化物，以哑铃状的［S2］2-、 ［Se2］2-、［Te2］2-、［As2］2-、［AsS］3-、［SbS］3-等 阴离子团与金属阳离子结合。
代表性矿物：黄铁矿-白铁矿族 ； 辉砷钴矿-毒砂族
等阴与离阳子离为子哑(铃主型要对为硫F［e、S2C］o、2-Ni、等对过砷渡［型A离s子2］)2结- 合及而［成A，sS如］黄2-、铁［矿SbS］2(FeS2)、毒砂(FeAsS)
(3) 硫盐：
所谓硫盐是指硫与半金属元素As、Sb、Bi结合组成络阴离子团［AsS3］3、［SbS3］3- 等形式，然后再与阳离子(主要是Cu、Ag、Pb三种铜型离子) 结合而成较复杂的化合物。
黄铁矿的岛 状—NaCl型 结构的衍生结 构。哑铃状对 硫离子与铁离 子在立方晶胞 中交替出现， 呈立方面心排 列。对硫离子 的轴向在结构 中交错配置， 使各方向键力 相近。
【物理性质】浅铜黄色，黄 褐锖色，绿黑色条痕，强金 属光泽，不透明。无解理， 断口参差状，硬度6-6.5。相 对密度4.9-6.5。半导体，由 于Co3+、Ni3+代替Fe2+等产 生电子心或空穴心而具有导 电性。
化学键
本大类矿物的阳离子极化力强，电负性中等， 而阴离子（硫）又易被极化，电负性(相对 氧)较小，即阴阳离子电负性差较小，故其 化学键既非典型的离子键，又非典型的共价 键，而具有离子键、共价键和金属键过渡的 复杂性质。岛状、链状、层状和架状结构的 矿物具多种化学键。
同质多象
硫化物矿物中常见的同质多象变体及其转变温度
2 晶体化学
结构型：
硫化物矿物的主要结构类型
结构型
主要矿物举例
岛状
黄铁矿、白铁矿、毒砂
环状（分子型）
雄黄
链状
辉锑矿、辉铋矿、辰砂
层状
辉钼矿、铜蓝、雌黄
配位型
架状 四面体配位型 八面体配位型
辉银矿、黝铜矿
闪锌矿、斑铜矿、黄铜矿、纤锌矿、方黄铜矿、 硫砷铜矿
方铅矿、磁黄铁矿、红砷镍矿
混合配位型
镍黄铁矿、辉铜矿、
【成因产状】黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物。
3、形态
具配位型、岛状和环状分子型结构的硫化物多为粒状（如方 铅矿、闪锌矿、黄铁矿、雄黄），
具链状结构的硫化物呈柱状或针状（如辉锑矿和辉铋矿），
具层状结构的矿物多呈片状（如辉钼矿）；
大多数成分简单、对称程度高（等轴晶系或六方晶系）的硫化 物（单硫化物和复硫化物）可呈自形或半自形，
成分复杂、对称程度低的硫化物（如硫盐，斜方晶系和单斜晶 系）多呈它形。
成分
Cu2S Ag2S HgS CuFeS2 Cu5FeS4
高温变体
矿物名称 晶系
六方辉 铜矿
辉银矿
黑辰砂
等轴黄 铜矿
斑铜矿
六方晶 系
等轴晶 系
等轴晶 系
等轴晶 系
等轴晶 系
低温变体
矿物名 称
辉铜矿
螺状硫 银矿
辰砂
黄铜矿
四方斑 铜矿
பைடு நூலகம்
晶系
斜方晶 系
单斜晶 系
三方晶 系
四方晶 系
四方晶 系
转变温度 /℃
一 概念
概念：硫化物及其类似化合物大类是指金属元素与硫、硒、碲、 砷等相化合的化合物。
种数：自然界中已发现的该大类矿物种已经超过370种以上。其 中以硫化物矿物种类最多，占该大类总量的2/3以上，而其中又以 铁的硫化物占了绝大部分。
分布：约占地壳质量的1‰ 。 用途：该大类矿物是工业上有色金属和稀有分散元素矿产的重
相对密度：阳离子多具大原子量，阴离子多作紧密堆积，故相对密 度较大，一般在4～6之间，少数可达8以上。
熔点：多数形成于中低温，化学键性较弱，故熔点较低，性脆。 电性：因含金属键成分，故多为电的半导体。 磁性：少数矿物显示磁性（如磁黄铁矿）。 滑感：具层状结构者多有（如辉钼矿）。
5 成因及产状
（1）本大类绝大部分矿物主要是热液作用的 产物，形成的温度范围是很大的。但是在岩浆 作用、沉积作用、表生作用下也能够形成硫化 物及其类似化合物。
105 179 400 550 228
多型
本大类中的层状结构矿物常呈不同多型，如，辉 钼矿具有2H、3R或(2H+3R)混合型多型变体， 纤锌矿则有多达154种多型变体。
对称程度
成分简单的硫化物一般对称程度高，如单 硫化物和复硫化物多为等轴晶系或六方晶系；
成分复杂的硫化物一般对称程度较低，如 硫盐多为斜方晶系和单斜晶系。
4.物理性质
光性：绝大多数呈金属色、深色条痕、金属光泽而不透明，(黄 铁矿、黄铜矿）仅少数具非金属光泽为金刚光泽而半透明（如雄黄、 雌黄、辰砂、闪锌矿等）。
硬度：岛状复硫化物硬度最大，一般在5～6.5；配位型单硫化物、 硫盐硬度介于3～4之间；链状者硬度介于2～2.5；层状和环状分子 型者，如辉钼矿、铜蓝、雌黄和雄黄等，其硬度仅1～2。
1、黄铁矿－白铁矿族
黄铁矿
【化学组成】：Fe[S2],常有Co和Ni类质同象代替Fe，形成 FeS2——CoS2和FeS2——NiS2。而As、Se、Te可替换S。Au 往往以明金、显微金、超显微金的状态赋存于黄铁矿的裂隙、 解理面中。
【晶体结构】等轴晶系、为NaCl型的衍生结构。
【形态】对称型m3，晶体完好，常见单形。常见单形：立方 体、五角十二面体、八面体及偏方复十二面体。晶面上常见平 行的{100}和{210}的聚形纹，相邻晶面上的条纹相互垂直。集 合体为粒状、致密块状。隐晶质变胶体黄铁矿称为胶黄铁矿。
解理：岛状复硫化物结构骨干的轴向分布杂乱，故解理不发育 （如黄铁矿、毒砂）；环状分子型、链状和部分配位型结构矿物的 强键方向分布较规律，具完全解理（如雄黄和辉锑矿的{010}解理、 方铅矿的{100}解理、闪锌矿的{110}解理）；具层状结构者则发育 平行结构层的一组极完全或完全解理（如辉钼矿和铜蓝的{0001}解 理、雌黄的{010}解理）。
（2）本大类矿物在地表氧化环境中很不稳 定，易于被氧化。
6.分类
传统分类：按阴离子或络阴离子的类型不同相应地分为以下三类:
(1) 简单硫化物：
由阴离子S2- 与阳离子(主要为Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Fe、Co、Ni)结合 而成，如方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS)、辰砂(HgS)
(2) 复硫化物：
建议分类：按阴离子性质分为硫化物、类似化合物。
二 硫化物矿物类
1. 岛状硫化物矿物亚类
复硫化物，又称双硫化物或对硫化物，以哑铃状的［S2］2-、 ［Se2］2-、［Te2］2-、［As2］2-、［AsS］3-、［SbS］3-等 阴离子团与金属阳离子结合。
代表性矿物：黄铁矿-白铁矿族 ； 辉砷钴矿-毒砂族
等阴与离阳子离为子哑(铃主型要对为硫F［e、S2C］o、2-Ni、等对过砷渡［型A离s子2］)2结- 合及而［成A，sS如］黄2-、铁［矿SbS］2(FeS2)、毒砂(FeAsS)
(3) 硫盐：
所谓硫盐是指硫与半金属元素As、Sb、Bi结合组成络阴离子团［AsS3］3、［SbS3］3- 等形式，然后再与阳离子(主要是Cu、Ag、Pb三种铜型离子) 结合而成较复杂的化合物。
黄铁矿的岛 状—NaCl型 结构的衍生结 构。哑铃状对 硫离子与铁离 子在立方晶胞 中交替出现， 呈立方面心排 列。对硫离子 的轴向在结构 中交错配置， 使各方向键力 相近。
【物理性质】浅铜黄色，黄 褐锖色，绿黑色条痕，强金 属光泽，不透明。无解理， 断口参差状，硬度6-6.5。相 对密度4.9-6.5。半导体，由 于Co3+、Ni3+代替Fe2+等产 生电子心或空穴心而具有导 电性。
化学键
本大类矿物的阳离子极化力强，电负性中等， 而阴离子（硫）又易被极化，电负性(相对 氧)较小，即阴阳离子电负性差较小，故其 化学键既非典型的离子键，又非典型的共价 键，而具有离子键、共价键和金属键过渡的 复杂性质。岛状、链状、层状和架状结构的 矿物具多种化学键。
同质多象
硫化物矿物中常见的同质多象变体及其转变温度
2 晶体化学
结构型：
硫化物矿物的主要结构类型
结构型
主要矿物举例
岛状
黄铁矿、白铁矿、毒砂
环状（分子型）
雄黄
链状
辉锑矿、辉铋矿、辰砂
层状
辉钼矿、铜蓝、雌黄
配位型
架状 四面体配位型 八面体配位型
辉银矿、黝铜矿
闪锌矿、斑铜矿、黄铜矿、纤锌矿、方黄铜矿、 硫砷铜矿
方铅矿、磁黄铁矿、红砷镍矿
混合配位型
镍黄铁矿、辉铜矿、
【成因产状】黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物。
3、形态
具配位型、岛状和环状分子型结构的硫化物多为粒状（如方 铅矿、闪锌矿、黄铁矿、雄黄），
具链状结构的硫化物呈柱状或针状（如辉锑矿和辉铋矿），
具层状结构的矿物多呈片状（如辉钼矿）；
大多数成分简单、对称程度高（等轴晶系或六方晶系）的硫化 物（单硫化物和复硫化物）可呈自形或半自形，
成分复杂、对称程度低的硫化物（如硫盐，斜方晶系和单斜晶 系）多呈它形。
成分
Cu2S Ag2S HgS CuFeS2 Cu5FeS4
高温变体
矿物名称 晶系
六方辉 铜矿
辉银矿
黑辰砂
等轴黄 铜矿
斑铜矿
六方晶 系
等轴晶 系
等轴晶 系
等轴晶 系
等轴晶 系
低温变体
矿物名 称
辉铜矿
螺状硫 银矿
辰砂
黄铜矿
四方斑 铜矿
பைடு நூலகம்
晶系
斜方晶 系
单斜晶 系
三方晶 系
四方晶 系
四方晶 系
转变温度 /℃