卤化物、有机矿物
第十九讲 第21-22章 卤化物、有机矿物
氧 化 的 碳 氢 化 合 物 类
Flagstaffite Hoelite Abelsonite Kladnoite Guanine Urea Uricite
有 机 准 矿 物
Amber
Pitch Coal
琥珀
沥青 煤
C10H16O （C:H:O不定）
——
—— ——
——
—— ——
b
a
[C2O4]
草酸铁矿的链状结构。 [C2O4]配位（近）四边形与FeO4(H2O)2]配位八面体 通过共用2个O沿b轴成链。小球代表C。
有机酸盐矿物类、
碳氢化合物矿物类、
氧化的碳氢化合物矿物类
有机准矿物类
矿 物 类
矿物种
英文名
Humboldtine Glushinskite Moolooite Stepanovite
中文名
草酸铁矿 草酸镁石 草酸铜石 绿草酸钠石
化学式 Fe[C2O4]·2H2O Mg[C2O4]·2H2O Cu[C2O4]·nH2O NaMgFe[C2O4]3·8-9H2O
c
b
草酸钙石晶体结构在（100）面的投影。
[C2O4]配位（近）四边形与Ca的配位多面体 通过共用2个O连接。黑点代表C。
一 碳氢化合物和氧化的碳氢化合物矿物类
地蜡（Native Paraffin）
【化学组成】CnH2n+2(n>16)。地蜡是石蜡族高分子碳 氢化合物的混合物，常含粘土和其他细粒矿物，有时 还有石油的残余物。
【物理性质】黄、棕、橙黄色，可带绿或白色调；白色条痕；树脂或油脂光泽； 微透明至透明。硬度2-2.5；贝壳状断口；性脆。在阴极射线和紫外线照射下发 玫瑰色、浅橙色或浅绿色萤光。加热至150℃时开始变软，250--400℃时熔融， 燃烧时有香味。能溶于H2SO4和热HNO3中。 【成因产状】系古代松柏树脂的石化产物。常包有生活在当时森林中的蚊、蝇等 昆虫遗体。我国抚顺煤田富含琥珀。
杂盐及卤化物矿物
1. 萤石 Fluorite, CaF2
等轴，立方体，八面体，粒状，颜色多样，玻 璃光泽，解理{111}完全，H4，D3.2。
萤石型结构：钙离子分布于立方晶胞的角顶和 面心，氟离子占据八个小立方格的所有中心， 阴、阳离子的配位数分别为4和6。
萤石具{111}解理的原因？
萤石
2. 石盐
2. 硼酸盐(Borates)
硼镁铁矿 Ludwigite, (Mg,Fe)2Fe3+[BO3]O2 , 斜方晶系
长柱状，绿黑色，不透明，无解理，H5.56，D3.6-4.7，粉末弱磁性，产于白云质 大理岩及镁质夕卡岩。
二. 硫酸盐（Sulfates）、 钨酸盐(Tungstates)、 磷酸盐(Phosphates)
——以四面体络阴离子团为特征
1. 硫酸盐（Sulfates）
1) 矿物种逾180，重要建材、化工
非金属矿物原料。
2) 阴离子[SO4]2-, 当含三价阳离子或强 极化阳离子Cu2+时常附加 (OH)-等；
阳离子——
惰气型NaKCa、Mg、AlSr、Ba;
过渡型Fe()、Mn；
铜型Cu、Zn、Pb等。
单斜或斜方，少数三方。
5) 类质同象
多表生低温而不发育， 仅Fe—Mg、Sr—Ba可呈完全系列。
6) 形态物性变化规律
形态与化学沉积或低温热液成因有关， 可呈一定多面体；
颜色、比重与阳离子类型有关； 玻璃/金刚光泽、透明—半透明，硬度小
于3.5，含水者更低，常多组解理。
7) 常见矿物
等轴，立方体，圆粒（珍珠盐），无色， 玻璃光泽，解理{100}完全，H2，D2.2， 易溶，味咸。
NaCl型结构 石盐具{100}解理的原因？
科普地球上的岩石与矿物
科普地球上的岩石与矿物地球是由许多种类的岩石和矿物组成的。
岩石是地壳中最基本的构成部分，而矿物是岩石中的化学成分。
在本文中，我们将科普地球上的岩石与矿物，探索它们的特征和分类。
一、岩石的类型1. 火成岩火成岩是由地下的熔融岩浆凝固而成的，分为两大类别：侵入岩和喷发岩。
侵入岩是指在地壳内部形成的岩石，如花岗岩和辉石岩。
喷发岩则是指从地表直接冷却凝固的岩石，如玄武岩和安山岩。
2. 沉积岩沉积岩是由岩屑、碎屑或有机物在水或风的作用下沉积形成的，例如泥岩和砂岩。
这些岩石可以揭示地球历史中的重要信息，如古生物化石和古地理状况。
3. 变质岩变质岩是在高温、高压或化学作用下，原有岩石发生结构、组成和纹理上的变化而形成的。
片岩和云母片岩是变质岩的两个常见例子。
二、矿物的分类1. 硅酸盐矿物硅酸盐矿物是地壳中最常见的矿物类型，占地壳总物质的大约60%。
其中包括石英、长石和云母。
石英是最常见的硅酸盐矿物，具有透明或白色的外观。
2. 硫酸盐矿物硫酸盐矿物主要由硫酸盐化合物构成，如石膏和明矾。
石膏是一种常见的硫酸盐矿物，可以用于建筑材料和医药工业。
3. 碳酸盐矿物碳酸盐矿物是由碳酸盐化合物组成的，如方解石和白云石。
方解石是最常见的碳酸盐矿物，广泛应用于建筑和工业领域。
4. 氧化物矿物氧化物矿物包含金属氧化物和氢氧化物，如赤铁矿和磁铁矿。
这些矿物对于金属提取和磁性领域具有重要作用。
5. 硫化物矿物硫化物矿物主要包括金属硫化物和硫属矿物，如黄铁矿和黄铜矿。
这些矿物在金属冶炼和化学工业中具有重要意义。
6. 卤化物矿物卤化物矿物主要由卤化物化合物构成，如盐和钾肥。
这些矿物在化学工业和食品加工中广泛使用。
7. 磷酸盐矿物磷酸盐矿物主要由磷酸盐化合物构成，如磷灰石和磷铵矿。
磷酸盐矿物是农业领域重要的肥料来源。
三、岩矿的应用岩石和矿物在人类生活中具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 建筑材料许多岩石和矿物用于建筑材料，如大理石、花岗岩和石膏。
萤石
CaF2 + H2SO4 → 2 HF + CaSO4
这个反应生成的蒸气是氟化氢、硫酸和其他几种副产品的混合物。在此之后氟化氢可以通过蒸馏来提纯。
用浓H2SO4！
编辑本段
萤石的名称由来
萤石之所以得名，是因为它在紫外线或阴极射线照射下会发出荧光，但当萤石含有一些稀土元素时，它就会发出磷光。也就是说，在离开紫外线或阴极射线照射后，萤石依旧能持续发光较长一段时间。这种能发磷光的萤石产量所占比例不大，但事实上，绝大多数夜明珠都是萤石材质的，由于萤石的晶体普遍较大，所以萤石 夜明珠能发现非常大体积的。
【制法】 中国已发现的萤石矿床,由于矿体多呈急倾斜脉状,延深也较大,故多数矿山采用地下开采法,或者浅部露天开采、深部地下开采。采矿方法以浅孔留矿法为主。采矿工艺流程见“磷块岩”。选矿方法一般有两种,一种原矿经手选生产合格精矿,二是手选尾矿和贫矿。采用浮选法富集萤石。选矿原则流程因矿石类型而异,如石英-萤石类矿石
古代印度人发现，有个小山岗上的眼镜蛇特别多，它们老是在一块大石头周围转悠。其一的自然现象引起人们探索奥秘的兴趣。原来，每当夜幕降临，这里的大石头会闪烁微蓝色的亮光，许多具有趋光性的昆虫便纷纷到亮石头上空飞舞，青蛙跳出来竞相捕食昆虫，躲在不远处的眼镜蛇也纷纷赶来捕食青蛙。于是，人们把这种石头叫作“蛇眼石”。后来才知道蛇眼石就是萤石。
萤石浮选调整剂的组合物
本发明是一种浮选 萤石 矿的工艺方法，它是对87105202号获批专利的改进。现有技术中浮选 萤石 矿采用酸加套加增效剂作调整剂。本发明则用水玻璃加酸及与该酸组成的一种或多种可溶性盐混合而成的组合物作调整剂，并形成组合物系列，即可用硫酸、盐酸、硝酸、草酸、醋酸中任何一种酸及相应的盐，组合比例范围为水玻璃·酸·盐=1～2∶1～5∶0.5～1。本发明适应性强，稳定性好，精矿优质，回收率高，成本低。
卤化物矿物
卤化物矿物卤化物矿物是指含有卤素元素的矿物，主要包括氯化物、溴化物、碘化物和氟化物等。
这些矿物在地球上广泛分布，具有重要的经济价值和科学研究意义。
下面将按照类别介绍卤化物矿物的特点和应用。
氯化物矿物氯化物矿物是指含有氯元素的矿物，主要包括岩盐、海盐、卤石、方解石等。
其中，岩盐和海盐是最常见的氯化物矿物，广泛应用于食盐、化工、制冰等领域。
卤石和方解石则主要用于制取氯化钙、氯化铵等化学品。
溴化物矿物溴化物矿物是指含有溴元素的矿物，主要包括溴化钠、溴化钾、溴化镁等。
这些矿物在医药、化工、摄影等领域有广泛应用。
其中，溴化钾是一种重要的医药原料，可用于治疗甲状腺疾病和心脏病等。
溴化镁则是一种常用的镁盐，可用于制备防火材料和金属表面处理剂。
碘化物矿物碘化物矿物是指含有碘元素的矿物，主要包括碘化钠、碘化钾、碘石等。
这些矿物在医药、化工、食品等领域有广泛应用。
其中，碘化钾是一种重要的医药原料，可用于治疗甲状腺疾病和心脏病等。
碘石则是一种重要的碘化物矿物，可用于制备碘酒、碘盐等产品。
氟化物矿物氟化物矿物是指含有氟元素的矿物，主要包括氟化钠、氟化铝、氟石等。
这些矿物在冶金、化工、制药等领域有广泛应用。
其中，氟化铝是一种重要的铝工业原料，可用于制备铝合金和陶瓷材料。
氟石则是一种重要的氟化物矿物，可用于制备氟化氢、氟化钙等产品。
总之，卤化物矿物在人类生产和生活中有着广泛的应用和重要的地位。
随着科技的不断发展和人类对自然资源的深入认识，卤化物矿物的开发和利用将会更加科学、高效和可持续。
自然元素、卤化物和硫化物矿物大类
石墨与金刚石(graphite and diamond)
石墨和金刚石结构及物性对比
金刚石 晶系 石墨 六方晶系 3 层内0.142nm, 层间0.340nm 层内共价键，层间分子键 六方片状 黑色 等轴晶系 4 0.154nm 共价键 八面体 无色或浅色
配位数
原子间距 键性 形态 颜色
透明度
光泽 解理 硬度 相对密度
透明
金刚光泽 {111}中等 10 3.55
不透明
金属光泽 {0001}完全 金刚石以单体产出。具有 高硬度、高熔点、不导电、 在温度压力变化很大的范 围内很稳定 石墨为金属光泽，具 良好的导电性和导热 性
成因产状
金刚石在高温高压条件下形成。产于与超基性岩有关的 金伯利岩（角砾云母橄榄岩、橄榄岩）和钾镁煌斑岩中。 它们通常呈岩管、岩墙和岩脉产出，也可呈喷发状态产 出。此外，金刚石也可来自榴辉岩中
萤石 fluorite CaF2
化学组成：CaF2 晶体结构：等轴晶系。钙离子分布于立方晶 胞的角顶与面中心，如果将晶胞分为八个小 立方体，则每一立方体之中心为 F- 所占据， 配位数Ca=8, F=4。也可看成钙呈立方最紧密 堆积、 F 离子占据所有四面体空隙。 111 面 网方向具相邻的同号离子层，导致八面体完 全解理 形态：萤石晶体形态具有标型特征，它随着介 质的pH值和离子浓度的变化而变化。 在碱性溶液中结晶时，F-离子起主导作用 , ｛100｝晶面发育而成立方体； 在中性溶液中结晶时，Ca2+和F-作用相当， ｛110｝晶面发育而成菱形十二面体；
沉积型：与生物化学作用关系密切，一般是硫酸盐类物质在封 闭条件下经菌解作用生成自然硫。或者硫酸盐的水溶液在煤系 地层中经还原作用生成大量的 H2S，H2S在弱氧化条件下，经物 理化学作用而沉积自然硫。这类矿床常产于石灰岩、泥灰岩、 白云岩、粉砂岩和砂岩等与大量有机物质成互层的岩石中。
卤化物(矿物)
卤化物矿物萤石，萤石又称为氟石，化学成分为CaF2晶体属等轴晶系的卤化物矿物。
在紫外线、阴极射线照射下或加热时发出蓝色或紫色萤光，并因此而得名。
晶体常呈立方体、八面体或立方体的穿插双晶，集合体呈粒状或块状。
浅绿、浅紫或无色透明，有时为玫瑰红色，条痕白色，玻璃光泽，透明至不透明。
八面体解理完全。
摩氏硬度4，比重。
萤石主要产于热液矿脉中。
无色透明的萤石晶体产于花岗伟晶岩或萤石脉的晶洞中。
中国是世界上萤石矿产最多的国家之一，主要产于浙江、湖南、福建等地。
世界其它主要产地有南非、墨西哥、蒙古、俄罗斯、美国、泰国、西班牙等地。
萤石在冶金工业上可用作助熔剂，在化学工业上是制造氢氟酸的原料。
石盐石盐又称岩盐，化学成分为NaC，晶体都属等轴晶系的卤化物。
单晶体呈立方体，在立方体晶面上常有阶梯状凹陷，集合体常呈粒状或块状。
纯净的石盐无色透明，含杂质时呈浅灰、黄、红、黑等色，玻璃光泽。
三组立方体解理完全。
摩氏硬度，比重。
易溶于水。
味咸。
石盐是典型的化学沉积成因的矿物。
在盐湖或泻湖中与钾石盐和石膏共生。
石盐可作为食品调料和防腐剂，是重要的化工原料。
世界著名产地有美国东北部的萨莱纳盆地、中部的二叠纪盆地和墨西哥湾沿海地区、中亚费尔干纳盆地、德国的萨克森-安哈尔特等。
中国石盐储量丰富，分布很广，以柴达木盆地最为著名，四川、湖北、江西、江苏也都有大规模的石盐矿床。
钾石盐钾石盐的化学成分为KC，晶体属等轴晶系的卤化物。
单晶体呈六面体，集合体常呈粒状或块状。
纯净的钾石盐无色透明，含杂质时呈浅灰、浅蓝、红色等，玻璃光泽。
三组立方体解理完全。
摩氏硬度2，比重。
易溶于水。
鉴定特征：钾石盐和石盐性质极相似，但钾盐味苦咸且涩，火焰为紫色，而石盐味咸，火焰为黄色。
钾石盐常与石膏等一起产于含盐的沉积岩层和现代沉积盆地中。
世界著名产地有俄罗斯的乌拉尔、白俄罗斯、加拿大的萨斯喀彻温省、德国的马格德堡和汉诺威、美国新墨西哥州的特拉华盆地等。
中国青海省察尔汗盐湖是中国储量最大的钾石盐产地。
《岩石学》章节笔记
《岩石学》章节笔记第一章绪论一、岩石学的研究内容与意义1. 研究内容岩石学主要研究以下几方面内容：（1）岩石的成因：探讨岩石的形成过程、形成条件及其地球化学背景。
（2）岩石的分类：根据岩石的成因、成分、结构、构造等特征进行分类。
（3）岩石的分布规律：研究岩石在地壳中的分布特征及其与地质构造的关系。
（4）岩石的演变过程：分析岩石在地质历史中的演化序列及其与地球动力学过程的关系。
（5）岩石的物理化学性质：研究岩石的硬度、密度、磁性、电性等物理性质和化学成分。
（6）岩石与地质作用的关系：探讨岩石在地质作用过程中的角色和作用。
2. 研究意义（1）基础科学意义：岩石学是地球科学的基础学科，对于理解地球的形成、演化和发展具有重要意义。
（2）资源勘查：岩石学为矿产资源勘查提供理论指导，帮助寻找金属、非金属、能源等资源。
（3）环境监测：岩石学在地质环境评价、污染监测和治理方面具有重要作用。
（4）灾害防治：岩石学研究有助于预测和防治地质灾害，如滑坡、泥石流、地震等。
二、岩石学的基本概念与分类1. 基本概念（1）矿物：具有固定化学成分和晶体结构的天然物质，是构成岩石的基本单元。
（2）岩石：由一种或多种矿物组成的自然集合体，是地壳的基本组成部分。
（3）岩浆：地球内部高温、高压条件下形成的熔融或部分熔融的岩石物质。
（4）变质作用：原有岩石在温度、压力和化学成分变化的影响下，发生物理和化学性质改变的过程。
（5）沉积作用：地表物质在流体（水、风、冰）的作用下，搬运、沉积和固结成岩的过程。
2. 岩石分类（1）按成因分类：- 岩浆岩（火成岩）：由岩浆冷却凝固形成的岩石。
- 沉积岩（水成岩）：由沉积物堆积、压实、胶结形成的岩石。
- 变质岩：由原有岩石在变质作用下形成的岩石。
（2）按成分分类：- 酸性岩：富含二氧化硅的岩石，如花岗岩。
- 中性岩：二氧化硅含量中等的岩石，如闪长岩。
- 基性岩：二氧化硅含量较低的岩石，如辉长岩。
- 超基性岩：二氧化硅含量很低的岩石，如橄榄岩。
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配位型
石盐族（石盐NaCl、钾盐KCl）、萤石CaF2、氟盐NaF、 角银矿AgCl、氯铅矿PbCl2、铜盐CuCl、碘银矿AgI、卤 砂NH4Cl、光卤石KMg Cl3·6(H2O)
2）化学键：
惰性气体型离子的卤化物具离子键； 铜型离子的卤化物具共价键。
如，石盐与角银矿同属氯化钠型结构，但前者属典型离子键，后者 为共价键。
味辛咸，具强萤光 性。
二. 有机矿物及准矿物大类
Organic Minerals and Organic Mineraloids
1. 概念：
在外生作用和埋藏变质作用过程中形成的天然有机晶质 和非晶态固体。
2. 种类与分布：已知约40种，分布在地球的浅表部分。
有机酸盐矿物类、 碳氢化合物矿物类、 氧化的碳氢化合物矿物类 有机准矿物类
阳离子：主要是惰性气体型K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Al3+等， 极少铜型Ag+、Cu2+、Pb2+、Hg2+ 。
3. 晶体化学
1）结构型：
表21-1 卤化物矿物的主要结构型
岛状 钾氯铅矿K2[PbCl4]
链状 氯钙石CaCl2、氟镁石MgF2
层状 架状
铁盐FeCl3、氟铈矿CeF3 氟镁钠石Na[MgF3]
Fichtelite
Hartite
Dinite
Idrialite
碳
氢 Kratochvilite
化
合 物
Karpatite
类
Phylloretine
Ravatite
Simonellite
Evenkite
白脂晶石 晶蜡石 冰地蜡 绿地蜡 芴石 黄地蜡 ？ 拉凡特石 西烃石 磷石蜡
C19H34 C20H34 C20H36 C22H14 C13H10 C24H12 C18H18 C14H10 C19H24 C24H50
第二十一章 卤化物矿物大类 Halides
第二十二章 有机矿物及准矿物大类
Organic Minerals and Organic Mineraloids
一. 卤化物矿物大类 （Halides ）
1. 概念：
卤素阴离子与金属阳离子结合而成的化合物，约100余种。
2. 化学成分：
阴离子：F－、Cl－、Br－、I－，以F、Cl为主。 少数有（OH）-。
矿
矿物种
物
类
英文名
中文名
Humboldtine
草酸铁矿
Glushinskite
草酸镁石
Moolooite
草酸铜石
Stepanovite
绿草酸钠石
Minguzzite
草酸铁钾石
Wheatleyite
草酸铜钠石
Zhemchuzhnikovit e
草酸铝钠石
有 Whewellite
水草酸钙石
机 Weddellite 酸 盐 Caoxite
晶系
单斜 单斜 斜方 三方 单斜 三斜 三方 单斜 四方 三斜 斜方 单斜 三斜 三方 单斜 四方 单斜 单斜 四方
空间群
I2/a C2/c Pnnm ？ P21/c P1 ？ P21/n I4/m P1 P21212 P2/c
P1或P1
R3c P21/a I41/acd ？ P21/n I41/a
卤化物的键强与阴、阳离子半径有关：
半径较小的F-与半径较小且电价较高的Ca2+、Mg2+之间的化学键较 强；
半径较大的Cl-、Br-、I-与半径较大且电价较低的K+、Na+之间的化学 键较弱。
3）对称程度：
简单的AX型和AX2型卤化物为等轴晶系； 成分较复杂的对称程度较低， 如：冰晶石 Na3AlF6 为单斜晶系， 光卤石 KMgCl3·6H2O 为斜方晶系。
萤石具{111}解理的原因？
2. 石盐
等轴，立方体，圆粒 （珍珠盐），无色， 玻璃光泽，解理{100} 完全，H2，D2.2， 易 溶，味咸。
NaCl型结构 石盐具{100}解理的
原因？
3. 光卤石 Carnallite, KMgCl3·6H2O
斜方，粒状，无-白 色，玻璃光泽，无 解 理 ， H2—3 ， D1.6， 性脆，易潮 解，
矿物亚类： 岛状、链状、层状、架状和配位型。
自然界常见的卤化物均为配位型。
1. 萤石 Fluorite, CaF2
等轴，立方体，八面体，粒 状，颜色多样，玻璃光泽， 解理{111}完全，H4，D3.2。
萤石型结构：钙离子分布于 立方晶胞的角顶和面心，氟 离子占据八个小立方格的所 有中心，阴、阳离子的配位 数分别为4和8。
4. 形态物性
1）形态：
由于本大类常见矿物多属氯化钠型或萤 石型结构，对称程度高，故常呈三向等 长型单晶体，集合体多为粒状或块状。 少数矿物为皮壳状集合体，如角银矿。
2）物理性质：
惰性气体型离子的卤化物：无色透明，玻璃光泽，相对密 度小－中等，导电性差。
其中，氟化物因化学键较强而硬度较大（氟镁石MgF2为5， 萤石CaF2为4）、溶点和沸点高、不溶于水，氯化物、溴化物 和碘化物硬度小（常见氯化物为2-石 碳氧钙石
类 Oxammite
草酸铵石
Natroxalate
草酸钠石
Coskrenite －（Ce） 草酸硫铈矾
Acetamide Calclacite Mellite Earlandite Julienite Kafehydrocyanite
醋胺石 醋氯钙石 蜜蜡石 水柠檬钙石 硫氰钠钴石 ？
铜型离子的卤化物：一般为浅色、透明度下降、金刚光泽、 相对密度大、导电性增强，具延展性（如角银矿AgCl）。
5. 成因产状
氟化物矿物广泛形成于伟晶作用和热液作用 中，前者如冰晶石Na3AlF6；后者如萤石。 氯化物、溴化物和碘化物形成于外生作用。
6. 分类
矿物类： 氟化物、氯化物、溴化物和碘化物。
化学式
Fe[C2O4]·2H2O Mg[C2O4]·2H2O Cu[C2O4]·nH2O NaMgFe[C2O4]3·8-9H2O K3Fe[C2O4]3·3H2O Na2Cu[C2O4]2·2H2O NaMg(Al,Fe)[C2O4]3·8H2O Ca[C2O4]·H2O Ca[C2O4]·2H2O Ca[C2O4]·3H2O (NH4)2[C2O4]·H2O Na2[C2O4] (Ce,Nd,La)2(SO4)2[C2O4]·8 H2O (NH2)[CH3CO] Ca[CH3COO]Cl·5H2O Al2C6[COO]6·16H2O Ca3[C6H5O7]2·4H2O Na2Co[SCN]4·8H2O K4Fe[CN]6·3H2O