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氧化物矿物

/oxide mineral/
条目作者仲佰

仲佰

最后更新 2022-07-07
浏览 296
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一系列金属阳离子和少数非金属阳离子与氧离子(O2-)结合的矿物。

英文名称
oxide mineral
所属学科
地质学/地质资源与地质工程

组成氧化物的阳离子,主要是惰性气体型离子和过渡型离子(铝、硅、钙、镁、铁、铬、钛、锰、铌、钽等),铜型离子(铜、锌、铋等)极少;阴离子除氧之外,有少量的氯、氟和氢氧离子团(OH);少数氧化物含有水分子。

氧化物矿物特征表

矿物名称

化学组成

晶系

形态

颜色

莫氏硬度

密度/(g/cm3

解理

其他

红锌矿

ZnO

六方

粒、叶片状

橙黄、褐红

4.5~5.5

5.4~5.7

完全

反磁性、检波性

方镁石

MgO

等轴

粒状

灰白、棕黄

5.5~6.0

3.5~3.9

完全

不导电

方钍石

ThO2

等轴

粒状

暗灰、褐黑

6.5~7.5

9.1~9.5

不完全

强放射性

刚玉

Al2O3

三方

柱、板状

各种颜色

9

3.95~4.10

裂开明显

赤铁矿

Fe2O3

三方

板、片、鲕状

钢灰、铁黑

5.5~6.0

4.9~5.3

导电性、检波性

晶质铀矿

UO2.17~2.70

等轴

粒、块、土状

黑、褐黑

5.0~6.0

7.5~10.8

强放射、弱电磁性

烧绿石

(Ca,Na)2Nb2O6(OH,F)

等轴

粒状

暗棕、黄绿

5.0~5.5

4.0~5.4

不完全

常非晶质化

细晶石

(Ca,Na)2(Ta,Nb)2O6(OH,F)

等轴

粒状

浅黄、黄褐

5.0~6.0

5.9~6.4

钛铁矿

FeTiO3

三方

粒、片、厚板状

铁黑、钢灰

5.0~6.5

4.5~5.0

性脆

尖晶石

MgAl2O4

等轴

粒状

各种颜色

8

3.5~4.0

不完全

金绿宝石

BeAl2O4

正交

板、粒状

绿、黄

8.0~8.5

3.6~3.8

中等

荧光性

铬铁矿

(Fe,Mg)Cr2O4

等轴

粒状

棕褐、铁黑

5.5~6.0

4.3~4.8

弱磁性

磁铁矿

Fe3O4

等轴

粒状

铁黑

5.5~6.5

4.8~5.3

强磁性

锐钛矿

TiO2

四方

锥、板柱状

褐、黄

5.5~6.5

3.82~3.97

完全

板钛矿

TiO2

正交

双维、柱状

褐、黑

5.5~6.0

3.9~4.14

不完全

金红石

TiO2

四方

柱、针状

暗红、褐

6

4.2~4.3

完全

易解石

Ce(Ti,Nb)2O6

正交

粒、板、针状

棕、紫、黑

5.0~6.0

4.9~5.4

弱电磁性

软锰矿

MnO2

四方

柱、针、土状

钢灰、黑

6.0~6.5

4.7~5.1

完全

土状者硬度降低

锡石

SnO2

四方

柱、块状

褐、黑

6.0~7.0

6.8~7.1

不完全

黑钨矿

(Mn,Fe)WO4

单斜

板、板柱状

褐黑、黑

4.0~4.5

7.25~7.6

完全

弱磁性

褐钇铌矿

YNbO4

四方

柱、纺锤状

褐黄、黑褐

5.5~6.5

4.9~5.8

中等

电磁性

铌铁矿

(Fe,Mn)Nb2O6

正交

板、柱、针状

铁黑、褐黑

6

5.2~6.25

中等

电磁性

钽铁矿

(Fe,Mn)Ta2O6

正交

柱、针、板状

铁黑、褐黑

6.5

8.2

中等

电磁性

黑稀金矿

Y(Nb,Ti)2O6

正交

板柱、块状

褐黑、红棕

5.5~6.5

4.1~5.9

荧光性、电磁性

铋华

α–Bi2O3

单斜

块、土状

黄、黄绿等

4.0~5.0

9.0~9.5

锑华

Sb2O3

正交

板柱、土状

白、黄白等

2.5~3.0

5.7~5.8

不完全

砷华

As2O3

等轴

毛发、土状

白、蓝白等

1.0~2.0

3.7~3.9

完全

铀黑

UO2.70~2.92

等轴

土、粉末状

黑、灰、棕

1.0~4.0

2.8~4.8

土状者硬度低

沥青铀矿

UO2.16~2.70

等轴

球粒、肾状

黑、暗绿

3.0~5.0

6.5~8.5

电磁性

根据标准化学式中阳离子与氧的比例,将氧化物划分为简单氧化物类,含XO、X2O、XO2、X2O3型;复杂氧化物类,含XYO3、XY2O4、XYO4、XY2O6、X2Y2O7型(X、Y分别为两种不同的金属阳离子,O为氧)。常见的氧化物矿物见表。

氧化物的化学键主要有以离子键为主和以共价键为主两种,少数矿物(方锑矿、砷华)具分子键。化学键的类型与离子的电价和离子的类型有关。同为惰性气体型离子,随着电价的增高,共价键的成分也随之增多,如含二价镁(Mg2+)的方镁石(MgO),属离子键为主氯化钠型结构的矿物;含三价铝(Al3+)的刚玉(Al2O3),属离子键向共价键过渡并具有较多共价键成分的矿物;含四价硅(Si4+)的石英(SiO2),则以共价键为主。就离子类型而言,从惰性气体型、过渡型离子向铜型离子改变,共价键成分增强。在以离子键为主的矿物中,类质同象代替广泛;在以共价键或分子键为主的矿物中,类质同象代替是有限的。

氧化物矿物常呈完好晶形,集合体呈粒状、致密块状等。通常为无色或浅色,透明至半透明,以玻璃光泽为主。含铁、锰、铜等过渡型和铜型离子者,颜色加深、透明度降低、光泽增强。硬度较大,莫氏硬度一般在5.5以上,刚玉高达9。密度变化大,如β-方英石密度2.19克/厘米3晶质铀矿密度7.5~10.8克/厘米3,这与元素原子量和结构密度有关。化学性能稳定,溶解度低、熔点高。含铁、钛、铬等元素的矿物,具有不同程度的磁性。含铀、钍元素者,具放射性,并因放射性蜕变产生非晶质化。

氧化物矿物广泛形成于内生、外生和变质作用的产物中,有多成因和单成因之别;不同矿物分布广度差异明显,其中石英分布最广,能在不同条件下形成;而铬铁矿几乎只在岩浆作用条件下形成,发现于超基性和基性岩中;赤铜矿、砷华、锑华、铋华等是硫化物的氧化产物,见于硫化矿床氧化带。对含变价元素(铁、铬、锰等)矿物而言,低价氧化物主要形成于内生条件,而高价氧化物则在表生条件下形成。多数氧化物化学性能稳定,能在砂矿中产出。

氧化物矿物具有广泛的用途。其中石英不仅是重要的造岩矿物,而且是现代电子、光学仪表等行业重要的矿物原料。一些矿物,如磁铁矿赤铁矿金红石软锰矿锡石、铌钽铁矿、易解石、晶质铀矿、方钍石等是提取铁、钛、锰、锡、稀土和稀有放射性元素及其化合物的重要矿石矿物。刚玉、尖晶石、水晶、蛋白石等是精密仪表、宝石等行业的矿物原料。

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