二、自然金属元素矿物类
这一类主要包括自然铜族、自然铂族等矿物。
（一）自然铜族
铜族的矿物种主要包括自然铜、自然金和自然银，其主要特征见表13－2。
在自然界中，自然金常见，而自然铜、自然银比较少见。其他特征如下：
图13－1 自然铜晶体结构（球为Cu原子）
1.化学成分
自然铜：原生可含Au、Ag、Fe等杂质元素；次生的成分比较纯。自然银：常含Au、Cu、Hg等替代元素，含量变化较大。
自然金：常含Ag，可达到10％～50％，当达到10％以上时称为银金矿（Au，Ag）。
2.晶体结构
这三种矿物的晶体结构类型相同，都为铜型结构。如图13－1所示，晶体结构为金属原子呈立方最紧密堆积而成，其格子类型为立方面心格子，CN=12。
表13－2 自然铜、自然金、自然银主要特征
3.成因产状与矿物共生组合
自然铜形成于自然界的多种还原的地质条件下。在基性岩浆活动中形成微量；在热液作用下呈浸染状出现于玄武岩气孔中，与沸石、方解石、绿泥石等矿物共生；最常见形成于含铜硫化物矿床氧化带中，为铜硫化物氧化后的产物，与其他铜的次生矿物如孔雀石、赤铜矿、蓝铜矿共生。自然铜易氧化，常形成铜的氧化物和含铜碳酸盐。
自然金主要形成于各种热液环境中，大部分出现于含金石英脉中，经常与黄铁矿、毒砂等共生。温度高的环境中形成的自然金比较纯净，温度比较低的环境中形成的自然金中富含银。自然金的化学性质比较稳定，在外生条件下呈砂金出现，形成所谓的“狗头金”。也常形成工业意义比较重大的金矿床。例如目前已知的规模最大砂金矿则产于前寒武纪变质的砾岩中。
自然银主要产于中、低温热液矿床中，常富集于Ni－Co－U－Bi－Ag碳酸盐脉矿床中，与辉银矿、浓红银矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿及钴、镍砷化物等共生。也可形成于硫化物矿床氧化带中，为含银硫化物分解的产物。
4.鉴定特征
自然铜：铜红色，强金属光泽，密度大，延展性强，表面常有黑色氧化膜，溶于稀HNO3，加氨溶液呈天蓝色。
自然金：强金属光泽，金黄色，硬度低，强延展性，密度特大，化学性质稳定。
自然银：强金属光泽，银白色，锯齿状断口，密度很大，延展性强，表面常呈黑色氧化膜。
5.用途
自然铜含量多时可作为铜矿石开采。铜为电气工业、机械工业等中用途十分广泛的材料。铜在历史上曾经扮演着重要角色，为人类文明的象征。
自然金几乎为金的唯一来源。金为高档贵重金属，主要作为硬货币和首饰材料。目前在电镀工业、电子工业等中用途不断扩大。
自然银为银的来源之一。银在照相工业用量大。目前作为蓄电池材料用于现代军事工业和探索宇宙空间中。在历史上银也是一种重要的首饰材料。
（二）自然铂族
自然铂族包括自然铂、自然铱、自然锇、自然钯等矿物种。这族矿物中，在自然界中比较常见和工业意义比较重要的矿物种为自然铂与自然锇，其主要特征见表13－3。自然铂的其他特征如下：
1.化学成分
自然铂：元素之间类质同象现象十分发育，这些元素主要有Fe、Ir、Pd、Rh、Ni、Cu等。当含量一定时可形成相应的矿物亚种。如当Fe含量达到8％～18％时则被称为粗铂矿。
2.晶体结构
自然铂：结构类型为铜型。即结构中铂原子呈立方最紧密堆积。格子类型为立方面心格子。
自然锇：呈六方最紧密堆积。格子类型为六方简单格子，如图13－2所示。
图13－2 自然锇晶体结构（球为锇原子）
表13－3 自然铂、自然锇主要特征
3.成因产状和矿物共生组合
自然铂族矿物主要形成于基性、超基性岩浆矿床中，在超基性橄榄岩中它们与铬铁矿、铬尖晶石共生。在基性苏长岩中常与镍黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿等共生。在外生条件下它们性质比较稳定，可形成砂矿。
4.鉴定特征
自然铂：银白色，密度极大，在空气中性质稳定。以密度大、硬度高而区别于自然银。
5.用途
自然铂可作为提取铂元素的主要矿物资源。铂化学性质稳定，常用来制作高级化学器皿、首饰；也常在火箭、导弹、人造卫星等国防工业中得到广泛应用，它是我国目前急需的矿种之一。
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