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常见含铜矿物
铜就是一种紫红色金属,硬度2、5~3,比重8、5~9,延性与导热性强,导电性高。
由于这些性质以及能与锌、铅、镍、铝与钛组合成合金的性能,铜被广泛地应用于电器、机械、车辆、船舶工业与民用器具等方面。
在自然界中出现的含铜矿物约有280多种,其中16种具有工业意义。
第一大类——自然铜
1、自然铜——化学式Cu,理论含铜量100%,但常含银与金等。
等轴晶系;晶体呈立方体,但少见;一般呈树枝状、片状或致密块状集合体;铜红色,表面易氧化成褐黑色;条痕呈光亮的铜红色;金属光泽;硬度2、5~3;具强延展性;断口呈锯齿状;为电与热的良导体;密度8、5~8、9g/cm3(如图片1)。
自然铜常见于含铜硫化物矿床氧化带内,一般就是铜的硫化物转变为氧化物时的中间产物;热液成因的原生自然铜常呈浸染状见于一些热液矿床中;含铜砂岩中亦常有自然铜产出,大量积聚时可作铜矿石利用。
第二大类——铜的硫化物
1.黄铜矿——化学式CuFeS2,理论含铜34、56%。
四方晶系;晶体呈四方双锥或四方四面体,但很少见;经常呈粒状或致密块状集合体;黄铜色,表面常因氧化而呈暗黄或斑状锖色,条痕绿黑色;硬度3~4;密度4、1~4、3g/cm3。
主要产于铜镍硫化物矿床、斑岩铜矿、矽卡岩铜矿以及某些沉积成因(包括火山沉积成因)的层状铜矿中。
在风化作用下,黄铜矿转变为易溶于水的硫酸铜,后者当与含碳酸根的溶液作用时便形成孔雀石、蓝铜矿。
它就是炼铜的主要矿石矿物之一。
2、斑铜矿——化学式Cu5FeS4,理论含铜63、33%。
等轴晶系;通常呈粒状或致密块状集合体;新鲜断口呈铜红色,表面因氧化而呈蓝紫斑状的锖色,因而得名,条痕灰黑色;硬度3;密度4、9~5、0g/cm3。
斑铜矿在许多铜矿床广泛分布。
内生成因的斑铜矿常含有显微片状黄铜矿的包裹体,为固溶体离溶的产物;次生斑铜矿形成于铜矿床的次生富集带。
就是炼铜的主要矿石矿物之一。
3.辉铜矿——化学式Cu2S,理论含铜79、86%。
斜方晶系;晶体少见,通常呈烟灰状、粒状或致密块状;铅灰色,条痕暗灰,金属光泽;硬度2~3;略具延展性,以小刀刻划留下光亮的沟痕;密度5、5~5、8g/cm3。
可以就是内生热液成因的,也可以就是外生成因。
就是炼铜的主要矿石矿物之一。
4.铜蓝——化学式CuS,理论含铜66、5%。
六方晶系;通常呈薄片状、被膜状或烟灰状集合体;靛蓝色,条痕灰色至黑色,金属光泽;薄片稍具弹性;硬度1、5~2;密度4、59~1、67g/cm3。
铜蓝主要就是外生成因,就是含铜硫化物矿床次生富集带中最为常见的矿物。
由热液形成的铜蓝极其少见。
就是炼铜的矿石矿物之一。
5.方黄铜矿——化学式CuFe2S3,理论含铜量28、6%。
斜方晶系,晶体常为拉长的扁平棱柱体,有时形成V型双晶或放射状六连晶或片状集合体,块状少见;铜黄色,条痕黑色,金属光泽,不透明;解理不完全,断口贝壳状,具纵向条纹;摩氏硬度3、5~4,比重4、1g/cm3。
常与黄铜矿、石英、自然金、菱铁矿、方解石、黄铁矿、磁黄铁矿、及其她铜硫化物共生。
为次要的少见铜矿物。
6.黝铜矿——化学式Cu12Sb4S13,理论含铜Cu45、77%。
与砷黝铜矿Cu12As4S13构成类质同象系列。
一般所见的黝铜矿均含有一定数量的砷黝铜矿分子。
等轴晶系,晶体呈四面体,但通常呈粒状或致密块状集合体;钢灰至铁黑色,新鲜断口呈黝黑色,条痕与颜色相同;半金属光泽;硬度3~4,密度4、4~5、1g/cm3。
见于各种成因的含铜热液矿床中,常与其她含铜矿物一起作为铜矿石利用。
7.硫砷铜矿——化学式Cu3AsS4,理论含铜48、3%。
斜方晶系,晶体常呈柱体,但通常呈块状或致密粒状集合体;钢灰至铁黑色,条痕灰黑色,金属光泽;硬度3、5,密度4、4~4、5g/cm3。
主要见于中温热液铜矿床中,与黄铜矿、黝铜矿等共生。
富集时可作炼铜的矿石。
第三大类——铜的氧化物
1.赤铜矿——化学式Cu2O,理论含铜88、82%。
等轴晶系;晶体呈细小八面体,有时呈针状或毛发状称为针赤铜矿,集合体呈致密块状、粒状或土状;暗红色,条痕褐红色;金刚光泽或半金属光泽;硬度3、5~4,密度6g/cm3。
形成于外生条件下,主要见于铜矿床的氧化带,就是含铜硫化物氧化后的产物。
可作为铜矿石利用。
2.黑铜矿——化学式CuO,理论含铜Cu79、9%。
单斜晶系,黑或灰黑色。
条痕灰黑色;半金属光泽;性脆,硬度3、5,密度5、8~6、4g/cm3。
主要见于铜矿床的氧化带,就是含铜硫化物氧化后的产物。
3.孔雀石——化学式Cu2[CO3](OH)2,理论含铜57、4%。
单斜晶系,晶体呈针状,通常呈放射状或钟乳状集合体;绿色,玻璃光泽;遇盐酸起泡;硬度3、5-4,密度3、9-4、、0g/cm3。
就是原生含铜硫化物氧化后所形成的次生矿物,产于含铜硫化物矿床氧化带中,经常与蓝铜矿共生。
它们的出现可作为寻找原生铜矿床的标志。
块大色美的孔雀石就是工艺雕刻品的材料,粉末用制颜料,称石绿;亦可作中药药用,称绿青;大量聚积时可作为铜矿石利用。
4.蓝铜矿——化学式Cu3[CO3]2(OH)2,理论含铜Cu55、2%。
单斜晶系,晶体呈短柱状或厚板状,集合体通常呈粒状、块状或放射状,以及土状或皮壳状;深蓝色,土状或皮壳状者淡蓝色;玻璃光泽;遇盐酸起泡;硬度3、5~4,密度3、7~3、9g/cm3。
就是原生含铜硫化物氧化后所形成的次生矿物,产于含铜硫化物矿床氧化带中,经常与孔雀石共生。
它们的出现可作为寻找原生铜矿床的标志。
粉末用制蓝色颜料,称石青。
药用,称扁青。
大量聚积时可作为铜矿石利用。
5.硅孔雀石——化学式(Cu,Al)2H2Si2O5(OH)4·nH2O。
隐晶质或胶状集合体,呈钟乳状、皮壳状、土状;绿色、浅蓝绿色,含杂质时可变成褐色、黑色;蜡状光泽,具陶瓷状外观者呈玻璃光泽,土状者则呈土状光泽。
硬度2~4,密度2、0~2、4g/cm3。
硅孔雀石为一种次生的含铜矿物,主要产在含铜矿床的氧化带中,常与孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、自然铜共生,此外,也常与玉髓相伴一起出现,为部分蓝色或绿色玉髓的重要内含物。
可提炼铜,但更多的被用作宝石。
6.水胆矾——化学式Cu4SO4(OH)6。
晶体属单斜晶系;单晶为短柱至针状、透明至半透明晶体,有时亦呈板状、肾状或纤维状集合体;颜色为翠绿色、黑绿色甚至为全黑,淡绿色条痕;具有玻璃至珍珠光泽;硬度3、5~4,有一个方向的良好解理,属于易脆矿物,断口多呈参差状,比重3、5~4g/cm3。
水胆矾就是一种次生矿物,常生于铜矿床上部的氧化带中。
7.氯铜矿——化学式Cu2Cl(OH)3。
三方晶系,晶体呈短柱状;绿至蓝绿色,条痕绿色;玻璃光泽;解理平行鞭面体完全,硬度5,密度3、28-3、35g/cm3。
就是铜硫化物的氧化产物,见于铜矿床的氧化带,又称透视石。
8、五水硫酸铜——化学式CuSO₄·5H₂O,含水量36%。
三斜晶系;晶体作板状或短柱状,通常为致密块状、钟乳状、被膜状、肾状,有时具纤维状;颜色为天蓝、蓝色,有时微带浅绿;条痕无色或带浅蓝;玻璃光泽,半透明至透明;性极脆,断口贝壳状,硬度2、5,密度2、1~2、3g/cm3。
常产于铜矿的次生氧化带中。
9、绿松石——化学式Cu(Al,Fe)6(PO4)4(OH)8·4H2O。
三斜晶系,隐晶质;多呈天蓝色、淡蓝色、绿蓝色、绿色、带绿的苍白色,含铜的氧化物时呈蓝色,含铁的氧化物时呈绿色,条痕白色或绿色;抛光面为油脂玻璃光泽,断口上为油脂暗淡光泽;通常呈现致密块状、肾状、钟乳状、皮壳状等集合体;摩氏硬度为5~6,密度2、4~1、9g/cm3;绿松石就是铜与铝的磷酸盐矿物集合体,为从含矿热液中沉淀而形成,多被用作宝石。
赤铜矿(Cuprite)
氧化亚铜(Cu2O)的矿物。
虽含铜量高达88、82%,但因分布少,只作为次要的铜矿石利用。
晶体属等轴晶系的氧化物矿物,无解理。
集合体呈致密块状、粒状或土状。
新鲜面洋红色,光泽为金刚光泽或半金属光泽,长时间暴露于空气中即呈暗红色而光泽暗淡,条痕棕红色。
断口贝壳状或不规则状。
莫氏硬度3、5~4、0,比重6、14。
有时可作宝石,但易碎。
产于铜矿床氧化带中,常与自然铜、孔雀石、蓝铜矿、硅孔雀石、褐铁矿共生。
斑铜矿
斑铜矿为铜与铁的硫化物(Cu5FeS4)矿物,含铜量63、3%,提炼铜的主要矿物原料之一。
为四方晶系,其高温变体为等轴晶系,称等轴斑铜矿。
表面易氧化呈蓝紫斑状的锖色,因而得名。
新鲜断面呈暗铜红色,金属光泽,莫氏硬度3,比重4、9~5、0。
常呈致密块状或分散粒状见于各种类型的铜矿床中,并常与黄铜矿共生。
也形成于铜矿床的次生富集带,但不稳定,而被次生辉铜矿与铜蓝置换;在地表易风化成孔雀石与蓝铜矿。
内生成因的斑铜矿常含有显微片状黄铜矿的包裹体,为固溶体分解的产物。
黄铜矿
CuFeS2,Cu34、56%,Fe30、52%,S34、92%。
为炼铜的主要原料。
经常呈粒状或致密块状集合体;黄铜色,表面常因氧化而呈金黄或红紫等锖色;条痕绿黑色。
硬度3—4。
比重4、1—4、3。
它与黄铁矿相像,但就是硬度不如黄铁矿,黄铁矿的硬度就是6-6、5;它与金类似,但就是硬度比金高,也比金脆,金的硬度就是2、5-3;它与黄铁矿一样,在野外很容易被误会为黄金,因此被称为愚人金(Fool'sGold)。
黄铜矿分布很广,可在各种条件下形成;主要有以下几种类型:
岩浆型:
在与基性、超基性岩有关的铜镍硫化物或钒钛磁铁矿床中,形成的温度较高,与磁黄铁矿、镍黄铁矿密切共生;接触交代型:
黄铜矿经常充填交代石榴子石或透灰矿等矿物,与磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿等共生。
在风化作用下,黄铜矿转变为易溶于水的硫酸铜,后者当与含碳酸的溶液作用时便形成孔雀石、蓝铜矿;与原生的硫化铜矿物作用,可形成次生斑铜矿、辉铜矿与铜蓝,形成铜的次生富集。
黄铁矿
黄铁矿因其浅黄铜的颜色与明亮的金属光泽,常被误认为就是黄金,故又称为“愚人金”。
化学成分就是FeS2,常有完好的晶形,呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。
立方体晶面上有与晶棱平行的条纹,各晶面上的条纹相互垂直。
集合体呈致密块状、粒状或结核状。
浅黄(铜黄)色,条痕绿黑色,强金属光泽,不透明,无解理,参差状断口。
摩氏硬度较大,达6-6、5,小刀刻不动。
比重4、9―5、2。
在地表条件下易风化为褐铁矿。
辉铜矿(Chalcocite)
分子式为Cu2S(Cu79、86%,S20、14%,常含银),就是炼铜主要的矿砂,因为铜占它的成分比例很高(67%的原子就是铜原子,几乎占了80%的重量),而且很容易就可以把铜与硫分开。
晶形呈假六方形的短柱状或厚板状,通常呈致密块状、粉末状、烟灰状。
暗铅灰色。
条痕暗灰色。
金属光泽。
硬度2~3。
略具延展性。
小刀刻画时不成粉末,却留下光亮刻痕。
比重5、5~5、8。
导电性好。
鉴定特征:
以其暗铅灰色、低硬度与弱延展性区别于其她含铜硫化物;可以从它的颜色、硬度、易熔与易污手等特性中,加以鉴定。
成因产状:
见于热液成因的铜矿床中,就是构成富铜贫硫矿石的主要成分,常与斑铜矿共生;外生辉铜矿见于含铜硫化物矿床氧化带下部。
蓝铜矿(Azurite)
蓝铜矿就是一种碱性铜碳酸盐矿物,也叫石青。
它常与孔雀石一起产于铜矿床的氧化带中。
蓝铜矿可作为铜矿石来提炼铜,也用作蓝颜料,质优的还可制作成工艺品。
它还就是寻找铜矿的标志矿物。
蓝铜矿为柱状、厚板状、粒状、钟乳状、土状等。
深蓝色有玻璃光泽。
Cu3[CO3]2(OH)2,理论组成(wB%):
CuO69、24,CO225、53,H2O5、23。
成分相当稳定。
[物理性质]深蓝色,土状块体呈浅蓝色。
浅蓝色条痕。
晶体呈玻璃光泽,土状块体呈土状光泽。
透明至半透明,贝壳状断口。
硬度3、5~4。
性脆。
相对密度3、7~3、9。
[产状与组合]产于铜矿床氧化带、铁帽及近矿围岩的裂隙中,常与孔雀石共生或伴生,其形成一般稍晚于孔雀石,但有时也被孔雀石所交代。
铜蓝[covellite]
化学成分为CuS。
含铜量66、48%,因呈靛蓝色而得名。
炼铜的主要矿物原料。
晶体为六方晶系,呈六方片状。
具平行底面完全解理。
金属光泽或光泽暗淡,莫氏硬度1、5~2,比重4、67。
主要产于含铜硫化物矿床次生富集带中(由硫酸铜溶液交代黄铜矿、斑铜矿等硫化物而成)。
常与辉铜矿伴生,组成含铜很富的矿石。
具有金属光泽,一般为片状,或像一层膜似的覆盖在其她矿物或岩石上,也可像一团烟灰一样。
形态:
单晶体极为少见,呈细薄六方板状或片状。
通常多以粉末状与被膜状集合体出现;
颜色:
靛蓝,浅蓝,深蓝或黑色;
条痕:
灰黑;
透明度:
不透明
光泽:
金属光泽;
硬度:
1、5-2
解理与断口:
解理平行完全;
比重:
4、67g/cm3
其她性质:
性脆;
鉴定特征靛青蓝色,低硬度;块体呵气后变紫色。
黝铜矿
成分Cu12Sb4S13,含铜45、77%;与砷黝铜矿Cu12As4S13构成类质同象系列,一般所见的黝铜矿均含有一定数量的砷黝铜矿分子。
等轴晶系。
晶体呈四面体,但通常呈粒状或致密块状集合体。
钢灰至铁黑色,新鲜断口呈黝黑色。
条痕与颜色相同。
金属或半金属光泽。
硬度3—4。
比重4、4—5、1。
见于各种成因的含铜热液矿床中。
常与其她含铜矿物一起作为铜矿石利用。
胆矾
成分Cu〔SO4〕·5H2O,有时含镁与锌。
三斜晶系,晶体呈厚板状,集合体呈钟乳状、肾状或粒状。
蓝色,玻璃光泽。
解理平行{110}不完全,断口贝壳状。
硬度2、5,性脆。
比重2、29。
为含铜硫化物的氧化产物。
见于铜矿床氧化带中。
可用作杀虫剂及化工原料。
赤铜矿
成分Cu2O,含Cu88、8%。
等轴晶系。
晶体呈细小八面体形,有时呈针状或毛发状称为针赤铜矿;集合体呈粒状、致密块状或土状。
暗红色。
条痕褐红。
金刚光泽或半金属光泽。
硬度3、5—4。
比重6。
形成于外生条件下,主要见于铜矿床氧化带,就是含铜硫化物氧化后的产物。
大量聚积时可作为铜矿石利用。
黑铜矿
成分CuO,含Cu79、9%。
单斜晶系。
通常呈细鳞片状或土状集合体。
黑或灰黑色。
条痕灰黑色。
半金属光泽。
性脆。
硬度3、5。
比重5、8—6、4。
主要见于铜矿床的氧化带,就是含铜硫化物氧化后的产物。
透视石
成分Cu6〔Si6O18〕·6H2O。
三方晶系。
晶体常呈短柱状。
绿至蓝绿色,条痕绿色。
玻璃光泽,透明或半透明。
解理平行菱面体完全。
硬度5,性脆,比重3、28—3、35。
就是铜硫化物的氧化产物,见于铜矿床的氧化带。
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- 常见 铜矿