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第4章

作者:法-乔治·布封/译者:赵静 当前章节:4234 字 更新时间:2026-7-17 02:47

氧化物和氢氧化物

当氧元素为负二价时,就会与另外一种化学元素组成二元化合物,即氧化物。氧化物可形成多种矿物,存在于多种地质环境和多数岩石类型中。氧化物矿石质地坚硬,比重较大。

氢氧化物是氧化物与水发生化学反应后的产物,通常是指金属氢氧化物。氢氧化物具有碱的特性,能与酸生成盐和水,与可溶的盐进行复分解反应,受热分解为氧化物和水。

尖晶石、红锌矿与赤铜矿

尖晶石由于色彩艳丽,自古以来被认为是最美的宝石;红锌矿是一种重要的锌矿,由于稀少,一直为收藏家和矿物学家所珍爱;赤铜矿因分布较少,只能作为次等的铜矿石。

尖晶石是熔融的岩浆侵入到不纯的灰岩或白云岩中经接触变质作用而形成的。由于其色彩艳丽,自古以来都被认为是最美的宝石。宝石级尖晶石则主要是指镁铝尖晶石,是一种镁铝氧化物。其晶体形态为八面体及八面体与菱形十二面体的聚形。颜色丰富多彩,有无色、粉红色、红色、紫红色、浅紫色、蓝紫色、蓝色、黄色、褐色等。尖晶石的品种是依据颜色而划分的,有红、橘红、蓝紫、蓝色尖晶石等。玻璃光泽,透明。贝壳状断口。淡红色和红色尖晶石在长、短波紫外光下发红色荧光。目前,世界最具传奇色彩、最迷人的“铁木尔红宝石”和1660年被镶于大英帝国国王王冠上的“黑色王子红宝石”都是尖晶石的典型代表。

尖晶石

尖晶石质地坚硬,硬度为8.0,自古以来就是较珍贵的宝石;由于颜色与红宝石类似,曾一度被认为是红宝石;用于制作宝石的尖晶石主要是指镁铝尖晶石,是一种镁铝氧化物。

红锌矿,一种重要的锌矿,与方解石、硅锌矿、锌铁尖晶石共生。六方锥体晶系,但极为少见,常以粒状、块状、致密状集合体产出;橙黄色,带暗红光;透明至半透明,半金属光泽。条痕橘黄,六方晶系,呈致密块状体,根据其成分和颜色命名。用于提炼锌以及制造锌酚和氧化锌、氯化锌、硫酸锌、硝酸锌等。红锌矿较为稀有,只在德国的隆克林、美国的新泽西州等地拥有丰厚矿藏,因此一直为收藏家和矿物学家所珍爱。

红锌矿

红锌矿虽然硬度不大,其色泽在矿石中也很常见,但由于十分稀有,因而受到矿石收藏家和矿物学家的喜爱。

赤铜矿主要产于铜矿床氧化带中,常与自然铜、孔雀石、褐铁矿相伴共生。八面体或菱形十二面体,双晶现象较为少见,集合体呈致密块状、粒状或土状;新鲜面为洋红色,氧化面则为暗红色,条痕棕红色;金刚或半金属光泽。赤铜矿是一种红色的氧化物矿物质,其身较软但极重。一般由铜的硫化物经风化后逐渐形成,即次生矿物。赤铜矿含铜量高达88.8%以上,是一种重要的铜矿石矿物。但由于分布较少,只能作为次要的铜矿石。其著名产地有法国、智利、玻利维亚。

赤铜矿

赤铜矿的化学成分为氧化亚铜,含铜量高,是冶炼铜的重要原料;因其常与孔雀石伴生,可用作宝石。其晶体属等轴晶系,无解理;呈立方体或八面体晶形,或与菱形十二面体形成聚形 [1] ,断面呈洋红色,金刚或半金属光泽,断口呈贝壳状或不规则状,硬度为3.5~4.0。

磁铁矿、钛铁矿与赤铁矿

磁铁矿具有强磁性,能被永久磁铁吸引,是炼铁的主要矿物原料。钛铁矿是提取钛和二氧化钛的主要矿物。赤铁矿是一种铁的氧化物,具有极高的经济价值和使用价值。

磁铁矿是一种常见的氧化物矿物,形成于岩浆岩中,也可存在于矿脉和交代矿床中。晶体呈八面体、十二面体,晶面有条纹。多为粒块状集合体;铁黑色,或具暗蓝靛色;半金属光泽或暗淡光泽,不透明。具有强磁性,能被永久磁铁吸引,因此又称磁石或玄石。磁铁矿是炼铁的主要矿物原料,也是传统的中药材,遭受氧化后可转变为赤铁矿,若保留原有外貌,便被称为假象赤铁矿。磁铁矿分布范围较广,其著名产地有瑞典的基鲁纳和智利的拉克铁矿。因比重较大,有抵抗风化的能力,所以在河床或滨海砂中也能富集。

磁铁矿

磁铁矿为八面体晶体,莫氏硬度为5.5~6.0,具有强磁性,能吸引铁屑,使指南针偏转,是炼铁的主要原料之一。

钛铁矿是铁和钛的氧化物矿物,主要含钛矿物之一。三方晶系,常呈板状或菱面体,集合体呈块状、片状或粒状产出;颜色为钢灰或铁黑,条痕为黑色或棕红色;金属光泽到暗淡光泽,不透明。在氢氟酸中溶解度较大,缓慢溶于热盐酸。溶于磷酸并冷却稀释后,加入过氧化钠或过氧化氢,溶液呈黄褐色或橙黄色。钛铁矿可产于各类岩体,在基性岩及酸性岩中分布较广;产于伟晶岩者,粒度较大,可达数厘米。当含矿母岩遭风化作用破坏后,可转入砂矿中。著名产地有加拿大魁北克的埃拉德湖、美国的佛罗里达、澳大利亚的东海岸等。

钛铁矿

钛铁矿呈钢灰或铁黑色,有金属光泽,莫氏硬度为5.0~6.0,比重为4.7~4.78,具弱磁性,是炼铁的主要原料之一。

赤铁矿是一种铁的氧化物,作为广泛分布在各种岩石当中的副矿物,它以细分散粒状出现在许多火成岩中。其晶体呈菱面体和板状,集合体以片状、鳞片状、粒状、鲕状 [2] 、肾状、土状、致密块状产出;颜色丰富,从铁黑、钢灰到暗红色,条痕为樱红;金属光泽至半金属光泽,不透明。赤铁矿是经济价值较高的矿物之一,只在少数地区才会呈现完美的金属闪光菱面体,但一般情况下晶体都呈扁平状,也有些板状成簇组成玫瑰花状,称铁玫瑰;也有的呈鳞片状集合体,称为镜铁矿。赤铁矿是铁的主要矿石矿物,因此具有极高的经济价值和使用价值。世界著名产地有美国的苏必利尔湖和克林顿、俄罗斯的克里沃伊洛格和巴西的迈那斯格瑞斯。

赤铁矿

赤铁矿晶体属三方晶系的氧化物矿物,是铁的主要矿石矿物。其硬度较大,在5.0~6.0之间,加热后有磁性。

红宝石与蓝宝石

宝石是大自然赋予人类的珍贵宝藏,其中尤以红、蓝宝石最受人们喜爱。红宝石被誉为“爱情之石”,象征爱情的美好、永恒和坚贞。蓝宝石被称为“灵魂宝石”,是忠诚和德高望重的象征。

红宝石形成于岩浆岩与变质岩中。晶体为双锥状、板状或菱面状,也以块状和粒状产出;通体红色,白色条痕;玻璃光泽到金刚光泽,半透明。红宝石是极为珍贵的宝藏,《圣经》中曾提到它是所有宝石中最珍贵的,其炙热的红色总能使人们联想到热情与爱情,因此被誉为“爱情之石”,以此象征爱情的美好、永恒和坚贞。传说,左手戴一枚红宝石戒指或左胸戴一枚红宝石胸针便有化敌为友的魔力。

红宝石(左)/蓝宝石(右)

红宝石与蓝宝石都属于刚玉的变种,也同样形成于岩浆岩与变质岩中,硬度极大,仅次于钻石,都是人们非常喜爱的宝石之一。

蓝宝石形成于岩浆岩和变质岩中,也产于冲积矿床中。属于刚玉族矿物,三方晶系,菱白色;玻璃光泽到金刚光泽,半透明。古波斯人认为它反射的光彩可使天空呈现蔚蓝色,因此将它看作忠诚与德高望重的象征。蓝宝石是九月的诞生石,其蕴含的沉静而高雅的色调被人类赋予了诚实和高尚的品质。在西方人眼中,蓝宝石又有“灵魂宝石”的称谓。诸多美好的特质使它成为人类最喜爱的宝石之一。

水镁石、褐铁矿与水锰矿

水镁石是典型的低温热液蚀变矿物,是人们提取镁的重要原料之一。褐铁矿是氧化条件下极为普遍的次生物质,也是重要的铁矿石资源之一。水锰矿则形成于氧化条件不够充分的环境,是人们提取锰的主要原料。

水镁石形成于变质石灰岩、蛇纹岩及片麻岩中,是典型的低温热液蚀变矿物。单晶体呈厚板状,常见者为片状集合体,有时呈纤维状集合体;白色至淡绿色,其颜色可随混入物的含量,如含铁、锰杂质的变种呈现黄色或褐红色,条痕白色;透明珍珠光泽。水镁石矿石可分为球状型、块状型和纤维型三种主要类型。球状型,由方镁石水化而成,呈结核状产出,直径为数毫米至20厘米及以上。结核由隐晶质水镁石和极少量方解石、蛇纹石胶结。矿石质量好;块状型,为富镁岩石热液蚀变产物。矿石为结晶粒状的块状集合体,与蛇纹石、方解石、菱镁矿等共生,水镁石含量为30%~40%;纤维型,呈脉状产于蛇纹岩中,纤水镁石含量一般为1%~9%。水镁石是提取镁的重要原料之一,美国和英国等都有大量出产。

水镁石

水镁石为可溶性含镁化合物在强碱性溶液中水解而成,系碱性溶液作用于镁质硅酸盐的次生变化产物。矿床主要与蛇纹岩有关;亦产于接触变质菱镁矿石灰岩中,与方解石、透闪石、蛇纹石、金云母等共生。硬度为2.5,能溶于盐酸,溶解时不起泡。

褐铁矿并非一种矿物的名称,一般为针铁矿、水针铁矿的统称。由于这些矿物颗粒细小,难于区分,故统称为“褐铁矿”。通常呈黄褐至褐黑色,条痕为黄褐色;半金属光泽,半透明或不透明;块状、钟乳状、葡萄状、疏松多孔状或粉末状,也常以结核状或黄铁矿晶形的假象出现。不形成晶体。褐铁矿是氧化条件下极为普遍的次生物质,在硫化矿床氧化带中常构成红色“铁帽”,找矿时,人们通常将这一特征作为标志。其含铁量较之磁铁矿和赤铁矿要低,但易于冶炼,所以也是重要的铁矿石资源之一。世界著名产地有法国的洛林、德国的巴伐利亚、瑞典等。

褐铁矿

褐铁矿属于含铁矿物的风化产物,成分不纯,水的含量变化较大。它是针铁矿、水针铁矿的统称,通常呈黄褐至褐黑色,条痕为黄褐色,半金属光泽,多呈块状、钟乳状、葡萄状、疏松多孔状或粉末状,也常以结核状或黄铁矿晶形的假象出现。

水锰矿形成于氧化条件不够充分的环境,是碱性的锰氧化物矿物,也是次于软锰矿和硬锰矿的可以用来提炼锰的矿石。在低温热液矿脉中常呈晶簇与重晶石,与方解石共生,亦能形成于湖泊、沼泽之中。单斜晶系,晶体呈柱状,柱面有纵纹。在晶洞中常呈晶簇产出;颜色深灰色、黑色,条痕为红棕色或黑色;半金属光泽,不透明。著名产地有英国的考恩沃、美国的克劳里德、德国的哈斯山脉以及加拿大等。

水锰矿

水锰矿形成于低温热液矿脉、浅海、湖泊和沼泽,硬度为4.0,条痕红棕色,不透明,带有半金属光泽。

[1] 聚形:指两个以上的单形的聚合。

[2] 鲕状:沉积岩的一种结构,由球形或椭圆形颗粒组成,这些颗粒外观看起来像鱼卵。

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