硫化物矿物

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  硫化物矿物汉语拼音:liuhuɑwu kuɑnɡwu;英语:sulphide mineral),一些金属或半金属元素与结合的天然矿物。大部分硫化物矿物结构简单,结晶对称性高,具有许多金属性能,包括金属光泽和导电性等。其矿物颜色显著,硬度低,密度大。在硫化物阴离子里,主要是硫,另有少量硒、碲、砷、锑、铋。硫具有不同价态,大部分硫以S2–形式与阳离子结合,组成简单硫化物,如闪锌矿(ZnS)、辰砂(HgS)、黄铜矿(CuFeS2)、辉锑矿(Sb2S3);也呈对硫[S2]2–、[AsS]2–、[SbS]2–形式与阳离子结合组成复硫化物,如黄铁矿(FeS2)、辉砷钴矿(CoAsS)、毒砂(FeAsS);还可与半金属元素砷、锑、铋组成较复杂的络阴离子团[AsS3]3–、[SbS3]3–、[BiS3]3–,然后再与金属阳离子结合,组成硫盐矿物,如淡红银矿(Ag3AsS3)、浓红银矿(Ag3SbS3)。简单硫化物的阳离子主要是Cu、Pb、Zn、Fe、Co、Ni等铜型离子和过渡型离子;而与对硫结合形成复硫化物的阳离子主要是Fe、Co、Ni等过渡型离子。

  简单硫化物和复硫化物矿物,都是化学组成比较简单的化合物。其晶形较好、晶体对称程度较高,多数呈等轴晶系和三、六方晶系;斜方和单斜晶系较少。由于复硫化物中有对硫离子[S2]2–存在,与简单硫化物中结构类似的矿物比较,其对称性降低了。多数矿物是不透明的、具有金属色和金属光泽,如方铅矿黄铜矿辉锑矿辉钼矿黄铁矿等;少数呈半透明、非金属色和金刚光泽,如辰砂、闪锌矿、雄黄雌黄等。矿物的硬度和密度变化较大,这与矿物中的化学组成及晶体结构的堆积密度有关。多数矿物的相对密度在2.6(褐硫钙石CaS)~10.7(砷铂矿PtAs2)范围内变化;莫氏硬度在1.5(辉钼矿MnS2)~6.5(黄铁矿FeS2)之间变化,硫钌矿(RuS2)硬度高达7.5。铁、钴、镍、铂硫化物硬度高于铜、铅、锌、汞等硫化物。复硫化物硬度高于单硫化物,一般在5.0~6.5之间,但解理比单硫化物差,这是由于对硫阴离子内部具有强大的共价键,导致S–S、金属阳离子与对硫之间的距离拉近,晶体结构更趋向紧密堆积,晶体内部键力异向性减弱的结果。

  自然界的硫有多种价态,有组成硫化物的S2–和[S2]2–态阴离子和组成硫酸盐的S6+态阳离子,S6+以[SO4]2–形式出现在硫酸盐中。硫的价态说明矿物形成的氧化还原环境。硫化物形成于还原环境,而硫酸盐则在氧化条件下形成。中性价态的自然硫(S0)是位于这两种化合物之间的过渡类型。在岩浆作用早期和后期火山喷气阶段都有硫化物形成,但大量的硫是集中在气成和热液阶段,形成一系列重要的铜、铅、锌、钴、镍、钼、汞、银、砷等硫化物矿物及金属硫化物矿床。硫化物矿床氧化带和现代海洋沉积物中都有大量硫化物形成。

  硫化物矿物是提炼多种有色金属、硫,制作硫的化合物的重要矿物原料。广泛用于冶金、化工、农药、玻璃等行业。有些矿物晶体可用作激光材料、半导体材料等。