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黃銅礦

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黃銅礦
基本資料
類別硫化物礦物
化學式CuFeS2
IMA記號Ccp[1]
施特龍茨分類2.CB.10a
晶體分類偏三角面體 (42m)
H-M記號:(4 2m)
晶體空間群I42d
晶胞a = 5.289 Å,
c = 10.423 Å; Z = 4
性質
分子量183.54
顏色黃銅色,可能有紫色虹彩光澤。
晶體慣態主要是四方鍥形,類似於四面體,通常是大規模的,有時是葡萄狀的。
晶系四方
雙晶穿透孿晶
解理{011}模糊
斷口不規則至參差狀
韌性/脆性
莫氏硬度3.5
光澤金屬光澤
條痕墨綠色
透明性不透明
比重4.1 – 4.3
光學性質不透明
溶解度溶於HNO3
參考文獻[2][3][4][5][6]

黃銅礦(英語:Chalcopyrite)是一種硫化物礦物,是最豐富的銅礦石礦產。它的化學式為CuFeS2,以四方晶系結晶。它呈黃銅色至金黃色,莫氏硬度為3.5到4。它的條痕爲微帶綠的黑色。

暴露在空氣中時,黃銅礦會失去光澤,形成各種氧化物、氫氧化物和硫酸鹽。伴生銅礦物有硫化物斑銅礦(Cu5FeS4)、輝銅礦(Cu2S)、靛銅礦(CuS)、藍輝銅礦(Cu9S5);碳酸鹽如孔雀石藍銅礦,少見氧化物如赤銅礦(Cu2O)。很少發現與自然銅有關。黃銅礦是電的良好導體。

鑑別

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黃銅礦經常與黃鐵礦混淆,因為這三種礦物都具有淡黃色和金屬光澤。有助於區分這些礦物的一些重要礦物特徵是硬度和條痕。黃銅礦比黃鐵礦軟得多,可以用刀留下劃痕,而黃鐵礦不能用刀留下劃痕。[7]但是,黃銅礦比金硬,如果是純金則可以被留下劃痕。[8]黃銅礦有一條獨特的帶有綠色的黑色條痕。黃鐵礦有黑色條痕,金有黃色條痕。[9]

化學

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黃銅礦的顯微圖片

天然黃銅礦與任何其他硫化物礦物之間沒有固溶體。儘管黃銅礦具有與閃鋅礦相同的晶體結構,但用代替銅的情況是有限的。

可以測量的微量元素,如和鋅(百萬分之一水平)可能替代銅和鐵。可以少量替代硫。[10]黃銅礦可被氧化形成孔雀石、藍銅礦和赤銅礦。[11]

共生

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大型條紋黃鐵礦立方體下方的黃銅色黃銅礦晶體

黃銅礦通過各種成礦過程存在於許多含礦環境中。

黃銅礦存在於塊狀硫化物礦床海底噴氣沉積礦床中,由銅在熱液循環過程中沉積而成。黃銅礦通過流體運輸濃縮在這種環境中。

斑岩銅礦床是在岩漿上升和結晶過程中,花崗岩中的銅富集而形成的。這種環境中的黃銅礦是通過岩漿系統中的濃縮產生的。

自青銅時代以來,黃銅礦一直是最重要的銅礦石。[12]

結構

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黃銅礦是四方晶系的成員。在晶體學上,黃銅礦的結構與ZnS(閃鋅礦)的結構密切相關。晶胞是兩倍大,反映了Cu+和Fe3+離子交替取代相鄰晶胞中的Zn2+離子。與黃鐵礦結構相反,黃銅礦具有單個S2−硫化物陰離子而不是二硫化物對。另一個區別是鐵陽離子不像黃鐵礦中的Fe2+那樣具有抗磁性的低自旋。

在晶體結構中,每個金屬離子與4個硫陰離子四面體配位。每個硫陰離子與兩個銅原子和兩個鐵原子鍵合。

參考資料

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  1. ^ Warr, L.N. IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineralogical Magazine. 2021, 85 (3): 291–320 [2022-05-01]. Bibcode:2021MinM...85..291W. S2CID 235729616. doi:10.1180/mgm.2021.43. (原始內容存檔於2022-07-22). 
  2. ^ Klein, Cornelis and Cornelius S. Hurlbut, Jr., Manual of Mineralogy, Wiley, 20th ed., 1985, pp. 277 – 278 ISBN 0-471-80580-7
  3. ^ Palache, C., H. Berman, and C. Frondel (1944) Dana’s system of mineralogy, (7th edition), v. I, 219–224
  4. ^ Chalcopyrite on Mindat.org. [2007-12-22]. (原始內容存檔於2019-09-20). 
  5. ^ Chalcopyrite data on Webmineral.com. [2007-12-22]. (原始內容存檔於2019-08-27). 
  6. ^ Chalcopyrite in the Handbook of Mineralogy (PDF). [2022-05-01]. (原始內容存檔 (PDF)於2010-06-30). 
  7. ^ Mohs Hardness Test. www.oakton.edu. [2019-12-20]. (原始內容存檔於2022-03-23). 
  8. ^ Hardness. Earth's Minerals. learnbps.bismarckschools.org. [2019-12-20]. (原始內容存檔於2022-07-03). 
  9. ^ Fool's gold and real gold – How to tell the difference. geology.com. [2019-12-20]. (原始內容存檔於2022-12-27). 
  10. ^ Dare, Sarah A.S.; Barnes, Sarah-Jane; Prichard, Hazel M.; Fisher, Peter C. Chalcophile and platinum-group element (PGE) concentrations in the sulfide minerals from the McCreedy East deposit, Sudbury, Canada, and the origin of PGE in pyrite. Mineralium Deposita. 2011, 46 (4): 381–407. Bibcode:2011MinDe..46..381D. S2CID 129382712. doi:10.1007/s00126-011-0336-9. 
  11. ^ Chalcopyrite. www.esci.umn.edu. Minerals. University of Minnesota. [2019-12-20]. (原始內容存檔於2019-07-04). 
  12. ^ Chalcopyrite. Department of Geology. University of Minnesota. [18 February 2021]. (原始內容存檔於2019-07-04).