自然元素矿物

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自然银(Siver)

名字来源：源于古代文明社会；
化学组成：成分中常含Au、Cu、Hg等；
类别：自然元素-金属元素-自然铜族
晶系和空间群：等轴晶系，Fm3m；
晶胞参数:a0=0.4077nm；
形态：单晶呈立方体和八面体或两者的聚形，但极少见。集合体成树枝状、不规则薄片状、粒状和块状；
颜色：新鲜断口呈银白色，但表面往往呈灰黑的锖色；
条痕：银白色
透明度：不透明
光泽：金属光泽
硬度：2.5
解理和断口：无解理，锯齿状断口；
比重：10.5g/cm3 （纯银）
其他性质：具延展性，是电和热的最良导体；
鉴定特征新鲜断口呈银白色，锯齿状断口，比重大，富延展性；
成因和产状：热液成因的自然银见于一些中低温热液矿床，它呈显微粒状分布于铅锌热液矿床的硫化物中。外生成因的自然银见于硫化物矿床的氧化带。
主要用途：为银的唯一来源；
著名产地：墨西哥和挪威。

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自然硒(Selenium)

名字来源：来源于希腊语Selene，意思是月之女神；
化学组成：主要成份是硒，含有微量的硫；
类别：自然元素-半金属元素-自然硒族；
晶系和空间群：三方晶系，P3221；
晶胞参数:a = 0.4366nm，c = 0.4954nm；
形态：为粒状或浸染状分布于基质中；
颜色：灰，灰紫色或微红色；
条痕：红色；
透明度：：不透明；
光泽：亚金属光泽；
硬度：2；
解理和断口：（0112）完全解理；
比重：4.81 g/cm3；g/cm3
其他性质：晶体易弯曲，具有挠性；
鉴定特征：
成因和产状：自然硒为硒化物的风化产物，常由硒铅矿变来，与褐铁矿共生并被其胶结。
主要用途：硒的最显著性质是它的光电效应，由此它可作光电池，用于电视方面；还可用于玻璃工业、橡胶工业等部门，玻璃中加入硒可消除铁杂质引起的绿色，再橡胶配料中加入硒，能提供橡胶的抗热、抗氧化及耐磨性；
著名产地：玻利维亚Potosí，意大利Liguria，美国Nevada。

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自然锑(Antimony)

名字来源：从阿拉伯语al-uthmud到中古拉丁语antimonium，原意是指锑的硫化物辉锑矿；
化学组成：主要成份是锑，经常伴生有少量的砷，铁，银和硫磺；
类别：自然元素-半金属元素-砷族；
晶系和空间群：三方晶系，R3m-；
晶胞参数:a0 =0. 4299nm，c0= 1.125nm；
形态：晶体极少见，为假立方体，常呈呈钟乳石状，块状或放射状；
颜色：锡白，略带蓝色。氧化后为灰色至深灰色，而且微蓝色消失；
条痕：黑色；
透明度：：不透明；
光泽：金属光泽；
硬度：3～4；
解理和断口：（0001）解理发育好，单向劈理完整，断口不整齐；
比重：6.6～6.7 g/cm3；g/cm3
其他性质：脆性，且遇冷膨胀；
鉴定特征光泽暗淡，硬度低；
成因和产状：热液成因，与自然砷和锑硫化物共生；
主要用途：上用于和其他金属混合，使金属在温度变化大时仍保持体积不变；制作炮竹烟花（粉末状的锑燃烧时呈现蓝色）；安全火柴头和点火工具；也可用于药物研究和有色玻璃中的燃料；
著名产地：德国的黑森林和Harz山，还有法国，芬兰，澳大利亚和南非。

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铁-镍(Tetrataenite)

化学组成：由铁镍两种元素组成，其中Fe占48.76%，Ni占51.24%；
类别：自然元素-金属元素-铁镍族；
晶系和空间群：四方晶系，P4/mmm；
晶胞参数:a0 =0.2533nm，c0 =0.3582nm；
形态：通常呈块状，葡萄状集合体产出。
颜色：钢灰至黑色；
条痕：灰色；
透明度：：不透明；
光泽：金属光泽；
硬度：4-5；
解理和断口：断口呈锯齿状，无解理，劈理不良；
比重：7.9 - 8.8 g/cm3 (纯铁= 7.86，纯镍= 8.9)；g/cm3
其他性质：具有高磁性，是电和热的良导体；
鉴定特征钢灰色至黑色，具有高磁性；
成因和产状：是陨石中的主要自然金属矿物质；
主要用途：用于科学研究，以了解外空间的生命痕迹；
著名产地：美国Arizona州著名的Barringer陨石坑周围地区，以及Kassel,，Germany，the Kola Peninsula，Russia和Disco岛，Greenland等地。

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自然砷(Arsenic)


名字来源：来自希腊语Arsenikon，最初指的是雌黄；
化学组成：主要成分为砷，混有少量的锑﹑镍﹑银﹑铁和硫磺；
类别：自然元素-半金属元素-自然砷族；
晶系和空间群：三方晶系，R3m-；
晶胞参数:a0 = 0.3768nm，c0 = 1.0574nm；
形态：大多数呈钟乳石状，块状或放射状；
颜色：锡白色，氧化后呈深灰色至黑色，灰或白色；
条痕：黑色；
透明度：：不透明；
光泽：亚金属光泽；
硬度：3-4；
解理和断口：（0001）解理完全，断口不整齐；
比重：5.6～5.7 g/cm3；g/cm3
其他性质：脆性，有毒，加热或敲打有大蒜味；
鉴定特征光泽差，条痕黑色，加热或敲打有大蒜味；
成因和产状：常与银﹑钴或镍矿石共生于热液矿脉；
主要用途：砷常用于玻璃制造，因为它可消除由于铁杂质造成的玻璃绿色；在古代，还曾用作毒药和杀虫剂；在电子行业，制作砷化镓，用它制成的计算机芯片在很多方面比硅片更优越；还可作为绘图和焰火中的颜料；
著名产地：几乎所有收集样品均来自欧洲各地。除此之外，还有美国，日本和哥伦比亚不列颠省的奥德尔。

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自然铋(Bismuth)

名字来源：从阿拉伯语 bismid而来，意思是像锑一样；
化学组成：主要成份是铋，也常混有微量砷﹑锑和硫；
类别：自然元素-半金属元素-自然砷族；
晶系和空间群：三方晶系，R3-m；
晶胞参数:a0= 0.657nm，α=87034’；
形态：晶体少见，常为块状；
颜色：新鲜时呈银白色，带有特有的浅红色，氧化后呈黄色至深灰色。
条痕：灰色；
透明度：：不透明；
光泽：强金属光泽；
硬度：2～2.5；
解理和断口：{0001}解理完全，晶体长度内单向劈理良好，断口呈贝壳状；
比重：9.7～9.8 g/cm3；g/cm3
其他性质：脆性至弱延展性，具有强逆磁性，遇冷发生膨胀；
鉴定特征浅红色，一组完全解理，硬度低为其特征；
成因和产状：产于高温热液矿床中，与锡石，黑钨矿、辉铋矿等共生，还可见于伟晶岩脉中；
主要用途：铋含量低的样品可用于人造再生长，以形成有趣晶形标本作为收藏；由于逆磁性，可用于电子场；隔火设备和耐热合金的主要原材料；配药。
著名产地：最好的样品来自德国，其次是瑞典和玻利维亚。还有加拿大安大略省科搏尔特区和西北地区大熊湖，及美国加利福尼亚州和南卡罗来纳州切斯特菲尔德区。

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石墨(graphite)

化学成分为 C、晶体属六方或三方晶系的自然元素矿物。与金刚石和以美籍华裔矿物学家赵景德姓氏命名的赵击石等成同质多象。

石墨晶体结构中，碳原子按六方环状排列成层（见图[石墨－2H的晶体结构]）。由于层在垂直方向上的堆垛顺序不同而有两种不同的多型,即两层重复的石墨-2H和三层重复的石黑－3R。自然界产出的石墨大多数属2H型。

石墨晶体呈六方片状，集合体多呈鳞片状或块状、土状，底面解理极完全。摩斯硬度1～2。有滑感，易污手。比重2.21～2.26。颜色及条痕均为黑色。晶体呈半金属光泽，隐晶质块体光泽暗淡。导电性良好。

石墨最常见于大理岩、片岩或片麻岩中，是有机成因的碳质物变质而成。煤层可经热变质作用部分形成石墨。少量石墨是火成岩的原生矿物。石墨也常见于陨石中，一般为团块状，以一定方位关系组成立方体外形的多晶集合体称方晶石墨。

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金刚石(diamond)

化学成分为 C、晶体属等轴晶系的一种自然元素矿物。属于六方晶系的六方金刚石，是除石墨外与金刚石成同质多象的另一种矿物。金刚石的晶体结构中，每一个碳原子均被其他四个碳原子围绕,形成四面体配位,任何两相邻碳原子之间的距离均为0.154nm,是典型的共价键晶体。

金刚石最常见的晶形是八面体和菱形十二面体，其次是立方体和前两种单形的聚形，晶面常成凸曲面而使晶体趋近于球形；双晶常见；但一般以粒状产出。由放射状或微晶状集合体形成的粗糙圆球形的金刚石称为圆粒金刚石。

金刚石无色、透明或微带蓝、黄、褐、灰、黑等色。灰或黑色的圆粒金刚石称为黑金刚石。有些金刚石已可通过人工方法使之改色标准金刚光泽折射率高达2.40～2.48。具强色散性。在X射线照射下发蓝绿色荧光,这一特性被用于选矿。八面体解理中等。质量最好的金刚石比重可达 3.53，而黑金刚石仅为 3.15。摩斯硬度10，是已知物质中硬度最高的。具半导体性。金刚石加热到1000℃时，可缓慢转变为石墨。

金刚石按所含杂质和某些物理性质特点分Ⅰ型和Ⅱ型两种。前者含氮的混入物，导热性较差，对波长小于300nm的紫外线不透明，对可见光的吸收也较强,在紫外线照射下发淡紫色磷光。自然界产出者多属此型。Ⅱ型不含氮，导热性极强，室温下的导热率约为铜的5倍,对紫外线透明，对可见光的吸收较低，在紫外光照射下不发光。

金刚石自古就是最名贵的宝石,以透明无瑕疵、无色或微蓝为上品。其加工成品称为钻石。除少量宝石级晶体外，金刚石主要用作精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模、散热片、高温半导体和红外光谱仪部件等。

金刚石主要产于金伯利岩或钾镁煌斑岩（金云火山岩lamproite）的岩筒或岩脉中;也产于冲积成因的砂矿中，砂矿金刚石约占世界产量的90％。世界最著名的金刚石产地为南非金伯利 (Kinberley)地区、扎伊尔、澳大利亚西部、俄罗斯雅库特、美国阿拉斯加和巴西米纳斯吉拉斯等地。中国辽宁、山东、湖南和贵州等地均有发现。1977年在山东省临沭县岌山乡常林发现中国最大的一颗金刚石，重 158.786克拉，命名为“常林钻石”。世界上最大金刚石产于巴西卡帕达迪亚,重3148克拉,属工业用金刚石。最大的宝石级金刚石为重3106克拉、大小为10×6.5×5厘米的“库利南”(Cullinan)，1905年发现于南非的普列米尔,后加工成9颗大钻石和96颗小钻石，其中最大的一颗称为非洲之星，重530.2克拉,镶在英王的权杖上。1955年2月15日，美国以石墨为原料,在2750℃和约10(帕的温、压条件下首次合成了金刚石人造金刚石生产已很普遍,产量早已超过天然金刚石,唯粒度一般均较小。1970年美国已能合成重 1克拉以上的宝石级单晶体。

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化学成分为Au、晶体属等轴晶系的一种自然元素矿物。自然金常含银，有时可达20％。含银量达10％的称银金矿，中国古称“淡金”。自然金通常成树枝状、粒状或鳞片状产出，偶尔有不规则的大块体，俗称狗头金。澳大利亚1872年采到重达214.318千克的自然金块;中国1986年在四川省白玉县孔隆沟采到过一块4804克的金块。自然金摩斯硬度2.5～3。纯金比重19.3。颜色和条痕均为金黄色，随含银量增大逐渐变淡。金属光泽。是热和电的良导体。熔点1062℃，在空气中加热不氧化，能抗强酸腐蚀。具强延展性，1克黄金可拉成长达2公里的细丝，可碾压成厚仅十万分之一毫米的金箔。

自然金是提炼金的最主要来源，也是人类最早使用的贵金属。约在战国成书的《尚书·禹贡》记载：“厥贡惟金三品。”注称“金、银、铜也。”河北藁城县商代中期遗址中曾发现厚约0.01毫米的金箔。金在现代技术中作为焊接材料，可用作火箭、喷气发动机、超音速飞机、核反应堆等需在高温下具有高强度、高抗氧化能力的部件的接缝和接点;作为高精密电子部件的导线,可确保指令传送不产生1毫秒的中断;作为具有优良反射性的镀金薄膜，用于制造高温隔热反射屏蔽层和红外线加热器反射层等。产于原生矿床中的自然金俗称山金，它主要产于热液成因的含金石英脉或蚀变岩脉中，故又称脉金；产于砂矿中的俗称沙金。前寒武系变质砾岩中的巨大自然金矿床，一般认为是含金砾岩遭受后期热液作用和区域变质作用的产物。海水每吨含金10微克，是未来提取金的重要来源。世界著名金产地有南非的威特沃特斯兰德、美国的加利福尼亚和阿拉斯加、澳大利亚的新南威尔士、加拿大的安大略、俄罗斯的乌拉尔和西伯利亚等地。中国山东、黑龙江、河南、湖南等地均有产出。

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自然铂(native platinum)

化学成分为Pt晶体属等轴晶系的一种自然元素矿物。又名白金，但中国古籍中所谓的白金，系指银，并非铂。除Pt外，自然铂经常含铁,达9～11％时称为粗铂矿；更高时称为铁铂矿，最高可达28％。还常含钯、铱和铑等，钯最高含量可达21.8～30.0％，铱27.79～29.00％，铑16.3～20.1％常以细粒、细片或不规则团块状产出在俄罗斯乌拉尔曾采得重8～9千克的自然铂漂砾和 427.5克的原生自然铂块。摩斯硬度4～4.5。比重一般在14～19之间，视所含其他元素的种类和含量而定；纯铂的理论比重为 21.45。金属光泽，钢灰色。富含铁时具磁性。熔点1772℃。耐腐蚀性极强。抗氧化性强。热膨胀系数小。热电稳定性强。延展性良好。催化活性高。

自然铂几乎是金属铂的唯一来源。铂除用于珠宝饰物外，大量用于汽车催化转换器中,以及作为炼油工业的催化剂,用于制作电子器件、白金坩埚、牙科材料和人造纤维的喷丝头等。自然铂产于超基性岩的岩浆矿床中，同时也见于砂矿床中。世界最主要的自然铂产地是南非的布什维尔德、俄罗斯的乌拉尔和加拿大的萨德伯里。中国某些超基性岩中也产有自然铂。

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作者：林承毅/文  来源：中国岩石矿物网

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