M8自然元素大类
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据 键性，大致分 3 种 晶格类型 ：
1．金属晶格 ： 典型金属键
大多数矿物的 原子呈 最紧密堆积，
结构型较简单，对称性 较高。
1）多数 呈 立方最紧密堆积，具 立方
面心格子的 铜型结构。
e.g. : 自然铜、自然金、自然铂、自然钯、
自然銥 …
2）少数 呈 六方最紧密堆积，具 六方
格子，锇型结构。
数量的 类质同像混入物 Ag 。
自然金—自然银完全类质同像系列
Ag 含量（%）
矿物名称
0～5 5～15 15～50 50～85 85～95
自然金 含银自然金
银金矿 金银矿 含金自然银
95～100
自然银
★ 此外， 尚可 含少量 Cu 、Pd 、
Bi 、Pt 、Te 、Ir …
含 Cu 20% 者称 铜金矿；
强度 高
导热性 在天然金刚石中约
较差
占 1% ；绝大多数 合成金刚石为Ib型
Ⅱ型
Ⅱa型 Ⅱb型
不含 N
或 含 N＜ 0.001%
不含 B
含B
良好的 在金刚石矿床中的
导热性 含量一般＜2 ～ 3%
天蓝色 ，
具半导体 性能
罕见
混合型
在同一颗粒中 N的分布不均匀
晶体结构 ：
等轴晶系，对称型 m3m
具立方面心格子。 C 原子 位于 立方晶胞的8个角顶和6个面中心， 以及 相间地 分布于 1/2 的 1/8 小立方晶胞的中心；C原子间以 共价键结合。 C.N. = 4 。
含 Pd 5～11% 者称 钯金矿；
含 Bi 4% 者称 铋金矿。
★ 自然金的 纯度 以 成色（fineness）
来表示，用 千分数 （ ‰ ）示之。
金成色
Au
Ag
Au 其他金属组分
1000
狗头金
内生成因自然金的成色标型
成色 ＞850 850～750 750～660
形成深度 深
中等
浅
晶体结构： 等轴晶系，Fm3m
物理性质： H 高，光泽强，具 脆性，
不导电。
3．分子晶格 1）如 石墨（ C ） ： 层状结构， 层内 具 共价键 ～
金属键，层间 为 分子键。
物理性质：
具明显的异向性。金属光泽。 { 0001 } 极完全解理 ，H 低 。 电的良导体。
2）如 自然硫（ -S ） ：
8个 S 原子以共价键联结成 S8 环状分子，环分子间 为 分子键。
金刚石（a）和 石墨（b）的晶体结构
a
b
形态 ： 多呈 { 111 } { 110 } ， 常呈浑圆粒状。
鉴定特征 ： 浑圆粒状。 金刚光泽。极高的 H（10 ），
解理 { 111 } 中等。 日光曝晒后，在暗处发淡青蓝色
磷光，有“夜明珠”之称。
金刚石晶体
一、化学组成
1．金属元素 ： 主要包括 ：
1)
部分铜族元素:
Cu ,
Ag , Au
2)
铂族元素:
Ru (钌)
,
Rh (铑) ,
Pd (钯) ,
Os (锇) , Ir (铱) , Pt (铂)
2．半金属元素 ： As、Sb、Bi
3．非金属元素 ： C、S
自然元素在周期表的位置
二、晶体化学特点、形态及物理性质
4）金刚石 ： 岩浆作用的产物 ， 与 超基性岩有关。
5）石墨、自然硫 ： 成因类型多样。
四、分类
据 元素的类别，主要矿物 分：
1）自然金属 类 ：
主要是 铜族： 自然金最主要
铂族
2）自然非金属
类
：
碳族
包括
硫族
3）自然半金属 类 ： 很少见。
§2 主要矿物
一、自然铜族
包括 自然铜、自然银、自然金 …
物理性质：
H 低，性脆。G 小。熔点低。 电导热性差。
硫 的 八 原 子 环 的 顶 视 和 正 视 图
三、成因Βιβλιοθήκη 不同的矿物各有其特点 ：1）ΣPt ： 产于与超基性岩、基性岩 有关 的岩浆矿床中。
2）Au、半金属矿物 ： 多为热液成因。
3）Cu、Ag ：
除热液成因外 ，
更多见于 硫化物矿床的氧化带中。
铜型结构 ： 等轴晶系，Fm3m
结构中金属原子呈立方最紧密堆积，
原子占据立方体单位晶胞的 8个角顶 及
6个面的中心。 C.N.= 12 。
Au 、Ag 可形成 完全类质同像； 而 Cu 在高温时 才与 Au 形成 类质同像。
自然银
自然金（ gold ）： Au 化学组成： 纯金极少见，常有 一定
e.g. : 自然锇 、自然钌 …
Cu 型 结构
形态：
晶体呈 等轴粒状 或 六方板状，
集合体为树枝状、片状、块状 …
物理性质： 具典型的金属特性：
金属色，金属光泽，不透明。 H 低（Os、Ir 例外），解理不发育， 强延展性。G 大。电和热的良导体。
2．原子晶格
晶格中 质点 以共价键联结， 如 金刚石（ C ） 。
Chap. 8 自然元素矿物大类 §1 概 述 §2 主要矿物
§1 概 述
自然元素（native elements）矿物 ： 在自然界以单质形式存在的矿物。
金属互化物矿物：由2种或2种以上 金属以金属键结合而成的矿物。
已知的自然元素矿物种＞50，约占 地壳总重量的1‰ ，分布极不均匀。 其中有些可显著富集，甚至形成矿床。
成因产状 ：
主要产于 高、中温热液型 含金石英脉中；
蚀变岩中； 火山岩系与火山热液作用有关的
中、低温热液矿床中； 砂矿床中。
二、碳族 金刚石（diamond）： C
化学组成： 带色和不透明者 常含 Si、Al、Ca、Mg、B、N、Fe、Ti 等 杂质 及 石墨、橄榄石、磁铁矿、 金红石 等包裹体。
Au 原子呈立方最紧密堆积， 具立方面心格子的 铜型结构。
形态： 完好晶形少见 ，一般呈 分
散粒状 、不规则粒状 或 树枝状 等集 合体。
鉴定特征：
金黄色 颜色 及 条痕 ， 强金属光泽。 H 低（ 2～3 ）， 无解理，强延展性。 G 大 （15.6～19.3）。熔点高（1062℃）。
化学性质稳定，在空气中 不氧化，只溶于王水。
杂质 N 和 B 的含量 和 存在形式， 直接影响着 金刚石的 光、电、热 等 物理性能，成为金刚石分类的基本 依据。
金刚石分类
类型
杂质元素
N
B
物理 性能
备注
含量＞0.1% ，
Ia 型 以聚集体形式，
I型
呈极细小片状
含量 较低 ，
Ib 型 主要以 分散的
顺磁性 N 形式
导电、
导 热 性 在天然金刚石 较差机械 中 占 98%
1．金属晶格 ： 典型金属键
大多数矿物的 原子呈 最紧密堆积，
结构型较简单，对称性 较高。
1）多数 呈 立方最紧密堆积，具 立方
面心格子的 铜型结构。
e.g. : 自然铜、自然金、自然铂、自然钯、
自然銥 …
2）少数 呈 六方最紧密堆积，具 六方
格子，锇型结构。
数量的 类质同像混入物 Ag 。
自然金—自然银完全类质同像系列
Ag 含量（%）
矿物名称
0～5 5～15 15～50 50～85 85～95
自然金 含银自然金
银金矿 金银矿 含金自然银
95～100
自然银
★ 此外， 尚可 含少量 Cu 、Pd 、
Bi 、Pt 、Te 、Ir …
含 Cu 20% 者称 铜金矿；
强度 高
导热性 在天然金刚石中约
较差
占 1% ；绝大多数 合成金刚石为Ib型
Ⅱ型
Ⅱa型 Ⅱb型
不含 N
或 含 N＜ 0.001%
不含 B
含B
良好的 在金刚石矿床中的
导热性 含量一般＜2 ～ 3%
天蓝色 ，
具半导体 性能
罕见
混合型
在同一颗粒中 N的分布不均匀
晶体结构 ：
等轴晶系，对称型 m3m
具立方面心格子。 C 原子 位于 立方晶胞的8个角顶和6个面中心， 以及 相间地 分布于 1/2 的 1/8 小立方晶胞的中心；C原子间以 共价键结合。 C.N. = 4 。
含 Pd 5～11% 者称 钯金矿；
含 Bi 4% 者称 铋金矿。
★ 自然金的 纯度 以 成色（fineness）
来表示，用 千分数 （ ‰ ）示之。
金成色
Au
Ag
Au 其他金属组分
1000
狗头金
内生成因自然金的成色标型
成色 ＞850 850～750 750～660
形成深度 深
中等
浅
晶体结构： 等轴晶系，Fm3m
物理性质： H 高，光泽强，具 脆性，
不导电。
3．分子晶格 1）如 石墨（ C ） ： 层状结构， 层内 具 共价键 ～
金属键，层间 为 分子键。
物理性质：
具明显的异向性。金属光泽。 { 0001 } 极完全解理 ，H 低 。 电的良导体。
2）如 自然硫（ -S ） ：
8个 S 原子以共价键联结成 S8 环状分子，环分子间 为 分子键。
金刚石（a）和 石墨（b）的晶体结构
a
b
形态 ： 多呈 { 111 } { 110 } ， 常呈浑圆粒状。
鉴定特征 ： 浑圆粒状。 金刚光泽。极高的 H（10 ），
解理 { 111 } 中等。 日光曝晒后，在暗处发淡青蓝色
磷光，有“夜明珠”之称。
金刚石晶体
一、化学组成
1．金属元素 ： 主要包括 ：
1)
部分铜族元素:
Cu ,
Ag , Au
2)
铂族元素:
Ru (钌)
,
Rh (铑) ,
Pd (钯) ,
Os (锇) , Ir (铱) , Pt (铂)
2．半金属元素 ： As、Sb、Bi
3．非金属元素 ： C、S
自然元素在周期表的位置
二、晶体化学特点、形态及物理性质
4）金刚石 ： 岩浆作用的产物 ， 与 超基性岩有关。
5）石墨、自然硫 ： 成因类型多样。
四、分类
据 元素的类别，主要矿物 分：
1）自然金属 类 ：
主要是 铜族： 自然金最主要
铂族
2）自然非金属
类
：
碳族
包括
硫族
3）自然半金属 类 ： 很少见。
§2 主要矿物
一、自然铜族
包括 自然铜、自然银、自然金 …
物理性质：
H 低，性脆。G 小。熔点低。 电导热性差。
硫 的 八 原 子 环 的 顶 视 和 正 视 图
三、成因Βιβλιοθήκη 不同的矿物各有其特点 ：1）ΣPt ： 产于与超基性岩、基性岩 有关 的岩浆矿床中。
2）Au、半金属矿物 ： 多为热液成因。
3）Cu、Ag ：
除热液成因外 ，
更多见于 硫化物矿床的氧化带中。
铜型结构 ： 等轴晶系，Fm3m
结构中金属原子呈立方最紧密堆积，
原子占据立方体单位晶胞的 8个角顶 及
6个面的中心。 C.N.= 12 。
Au 、Ag 可形成 完全类质同像； 而 Cu 在高温时 才与 Au 形成 类质同像。
自然银
自然金（ gold ）： Au 化学组成： 纯金极少见，常有 一定
e.g. : 自然锇 、自然钌 …
Cu 型 结构
形态：
晶体呈 等轴粒状 或 六方板状，
集合体为树枝状、片状、块状 …
物理性质： 具典型的金属特性：
金属色，金属光泽，不透明。 H 低（Os、Ir 例外），解理不发育， 强延展性。G 大。电和热的良导体。
2．原子晶格
晶格中 质点 以共价键联结， 如 金刚石（ C ） 。
Chap. 8 自然元素矿物大类 §1 概 述 §2 主要矿物
§1 概 述
自然元素（native elements）矿物 ： 在自然界以单质形式存在的矿物。
金属互化物矿物：由2种或2种以上 金属以金属键结合而成的矿物。
已知的自然元素矿物种＞50，约占 地壳总重量的1‰ ，分布极不均匀。 其中有些可显著富集，甚至形成矿床。
成因产状 ：
主要产于 高、中温热液型 含金石英脉中；
蚀变岩中； 火山岩系与火山热液作用有关的
中、低温热液矿床中； 砂矿床中。
二、碳族 金刚石（diamond）： C
化学组成： 带色和不透明者 常含 Si、Al、Ca、Mg、B、N、Fe、Ti 等 杂质 及 石墨、橄榄石、磁铁矿、 金红石 等包裹体。
Au 原子呈立方最紧密堆积， 具立方面心格子的 铜型结构。
形态： 完好晶形少见 ，一般呈 分
散粒状 、不规则粒状 或 树枝状 等集 合体。
鉴定特征：
金黄色 颜色 及 条痕 ， 强金属光泽。 H 低（ 2～3 ）， 无解理，强延展性。 G 大 （15.6～19.3）。熔点高（1062℃）。
化学性质稳定，在空气中 不氧化，只溶于王水。
杂质 N 和 B 的含量 和 存在形式， 直接影响着 金刚石的 光、电、热 等 物理性能，成为金刚石分类的基本 依据。
金刚石分类
类型
杂质元素
N
B
物理 性能
备注
含量＞0.1% ，
Ia 型 以聚集体形式，
I型
呈极细小片状
含量 较低 ，
Ib 型 主要以 分散的
顺磁性 N 形式
导电、
导 热 性 在天然金刚石 较差机械 中 占 98%