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黄铜矿斑铜矿固溶体(斑铜矿和黄铜矿的区别)

1、斑铜矿(Bornite)2、斑铜矿族3、斑铜矿的矿物成分4、黄铜矿族斑铜矿(Bornite)【化学组成】Cu5FeS4。常含黄铜矿、辉铜矿等因固溶体分离而成的包裹体,在表生条件下易分解而成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、褐铁矿等矿物。228℃以上稳定的为高温变体(等轴晶系),此温度以下稳定的为低温变体(四方晶系)。由于高温时(400℃)斑...

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斑铜矿(Bornite)

【化学组成】Cu5FeS4。Cu含量为63.33%,Fe含量为11.12%,S含量为25.55%。常含黄铜矿、辉铜矿等因固溶体分离而成的包裹体,故成分变化较大。

【晶体结构】等轴晶系;复杂四面体配位结构;空间群

Fd3m;a0=1.093nm,Z=8。

【形态】对称型m3m;单晶为立方体或立方体与八面体的聚形,通常呈致密块状或不规则粒状集合体。

【物理性质】暗铜红色,风化面常具暗蓝、紫等斑杂状锖色;灰黑色条痕;金属光泽;不透明。无解理。硬度为3。相对密度为4.9~5.3。性脆。具导电性。

【成因及产状】产于铜镍硫化物矿床、矽卡岩矿床及硫化物矿床的次生富集带。在表生条件下易分解而成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、褐铁矿等矿物。

【鉴定特征】特有的暗铜红色和蓝紫斑杂状锖色;低硬度;溶于硝酸。

【主要用途】铜矿石矿物。

斑铜矿族

本族矿物斑铜矿有两个同质多像变体。228℃以上稳定的为高温变体(等轴晶系),此温度以下稳定的为低温变体(四方晶系)。

斑铜矿Bornite—Cu5FeS4

晶体参数 等轴晶系;对称型m3m。空间群Fm3m;a0=0.550nm;Z=1。四方晶系;对称型

。空间群

;a0=1.094nm,c0=2.188nm;Z=16。

成分与结构 Cu 63.3%,Fe 11.2%,S 25.5%。由于高温时(400℃)斑铜矿与黄铜矿、辉铜矿呈固溶体出现,低温时发生固溶体出溶。因此,斑铜矿的成分变化很大。其高温变体的晶体结构为阳离子呈统计性分布的反萤石型缺位结构。低温变体结构相当复杂,加热后可转变为等轴晶系变体,但经过中间两个准稳定的变体,三方晶系变体(R3m)和等轴晶系变体(Fd3m)。

形态 单晶体极为少见,通常呈致密块状或粒状。

物理性质 新鲜断面呈暗铜红色,表面常呈蓝紫斑状锖色;条痕灰黑色;金属光泽。硬度3;密度4.9~5.0g/cm3,具导电性。

鉴定特征 暗铜红色和特征的蓝紫斑状锖色;低硬度。

次生变化 氧化带中斑铜矿易遭受分解而形成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿和褐铁矿等矿物。次生成因的斑铜矿不如其他次生硫化物稳定,因而常被更富铜的次生辉铜矿和铜蓝所取代。

成因与产状 斑铜矿为许多铜矿床中广泛分布的矿物。斑岩铜矿中与黄铜矿,有时与辉钼矿、黄铁矿呈散染状分布于石英斑岩中,也常见于各种热液成因的矿床中。外生斑铜矿形成于含铜硫化物矿床的次生硫化物富集带中,如:3CuSO4+3FeSO4+2CuFeS2(黄铜矿)→Cu5FeS4(斑铜矿)+2Fe2(SO4)3,亦见于某些沉积成因的层状铜矿中。

主要用途 提炼铜的主要矿物原料。

斑铜矿的矿物成分

斑铜矿(含钯和铂)Bornite bearing Palladium and Platinum,Cu5FeS4,Cu63.33%,Fe11.12%,S25.55%。由于斑铜矿经常含有黄铜矿,辉铜矿显微包裹体,其实际成份变动很大;因为在高温时(400℃)斑铜矿与黄铜矿,辉铜矿呈固溶体,低温时发生固溶体离溶;

黄铜矿族

本族矿物为黄铜矿、黄锡矿等。黄铜矿和黄锡矿均有两种同质多像变体:低温四方晶系和高温等轴晶系变体,二者的转变温度:黄铜矿是550℃,黄锡矿是420℃。高温变体其阳离子在结构中呈无序分布,具闪锌矿型结构。低温四方晶系变体,阳离子在结构中呈有序分布,因而与高温变体比较,其对称性降低。这两者的高温等轴晶系变体均能与闪锌矿无限混溶,而在低温下发生固溶体的出溶。

黄铜矿Chalcopyrite—CuFeS2

晶体参数 四方晶系;对称型

。空间群

;a0=0.343nm,c0=0.569nm;Z=2。

成分与结构 Cu 34.56%,Fe 30.52%,S 34.92%。当形成温度高于200℃时,其成分与理想化学式比较,S不足,即(Cu+Fe):S1。含有Mn、As、Sb、Ag、Zn、In和Bi等混入物。晶体结构视为两个闪锌矿晶胞叠加,即构成黄铜矿的单位晶胞。每一金属离子(Cu和Fe)的位置均相当于闪锌矿中锌离子的位置,被四个硫离子包围形成四面体配位。而每个硫离子亦被四个金属离子(2Cu+2Fe)所包围,因此阴阳离子的配位数均为4(图8-9)。所有配位四面体的方位都是相同的。反映在形态上呈四方四面体晶形。

图8-9 黄铜矿的晶体结构

(据陈武等,1985)

形态 晶形呈四方四面体,但不常见。{112}晶面上常出现生长条纹(图8-10),但在

晶面上却很少出现,且二者光泽也不同。通常为致密块状或粒状。

图8-10 黄铜矿的晶形

矿物学导论(第二版)

(据Berry等,1983,修改)

物理性质 黄铜色,但往往带有暗黄或斑状锖色;条痕绿黑色;金属光泽。硬度3~4;密度4.1~4.3g/cm3。具有导电性。

鉴定特征 黄铜矿以更黄的颜色、较低的硬度区别于黄铁矿;与自然金的区别在于绿黑色的条痕、性脆及溶于硝酸。

次生变化 氧化带中,黄铜矿易于氧化分解,转变为易溶于水的硫酸铜,然后与含碳酸的水溶液作用形成孔雀石、蓝铜矿。如果与含硅酸的水溶液作用则形成硅孔雀石。在气候干燥条件下的氧化带中能保留各种含铜硫酸盐矿物。在含铜硫化物矿床的次生富集带中,黄铜矿被次生斑铜矿、辉铜矿和铜蓝所交代。

成因与产状 黄铜矿形成于多种地质条件下。在铜镍硫化物岩浆矿床中,与磁黄铁矿、镍黄铁矿共生。斑岩铜矿中,与斑铜矿、辉钼矿等共生。还产于各种热液成因铜矿床中,以及某些沉积成因(包括火山沉积成因)的层状铜矿床中。

我国黄铜矿的主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部的中条山地区、甘肃的河西走廊及西藏等。

主要用途 提炼铜的主要矿物原料。

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