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氧化物及氢氧化物矿物

作者: 发布者:颜世永 责任编辑: 发布时间:2020-12-16 浏览次数:1004


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                                          晶质铀                    尖晶石

                                         针铁矿                   硬锰矿

氧化物和氢氧化物( mide and hydroxides)矿物是由金属阳离子,也包括某些非金属阳离子 (Si)O2-(OH)-相化合而成的矿物。该大类矿物共约411种,古地壳的总质量约17%,其中的石英族矿物占了12.6%,铁的氧化物和氨氧化物占了3.9%。本大类矿物是工业上的黑色金属(如铁矿石、铭矿石和锰矿石等)以及铝、锡、说、值、铀等金属的主要来源。

化学成分:与O2-(OH)-组成化合物的元索主要为惰性气体型离子(如硅、铝等)和过渡型离子(如铁、锰、钛、铬等)。少量的某些锅型离子(如铜、锑、铋等)的氧化物往往是这些元素的硫化物经过氧化后所形成的次生矿物。此外,少数氧化物申还含有水分子。

晶体化学特征:氧化物矿物的结构遵从鲍林法则,一般可用最紧密堆积原理阐释。氧化物矿物中的键性,以离子键为主,并以低价的惰性气体型离子组成的氧化物所表现的离子键性为最强,如方镁石MgO。但随着阳离子电价的增加,如刚玉Al2O3, 共价键的成分趋向增多,至石英SiO2,则以共价键性占为优势。另一方面, 阳离子的类型不同, 键性亦随之改变,即由惰性气体型、过渡型离子向铜型离子改变时,共价键性趋向增强, 同时阳离子配位数趋向减少。 例如赤铜矿Cu2O,其阴阳离子半径比值为0.333Cu2+的配位数理论上应为4,但实际上Cu2+的配位数为2。这种阳离子配位数(即成键数)的减少,是由于共价成键的结果。

氢氧化物的结构是由(OH)-(OH)-O2-共同形成紧密堆积。在后一种情况下,(OH)-O2-通常成互层分布。氢氧化物的晶体结构主要呈层状或链状,与相应的氧化物比较,其对称程度降低。例如方镁石MgO结晶成等轴晶系,而水镁石结晶成三方晶系。氢氧化物中除离子键外,还存在氢键,并且(OH)-电价较O2-低,导致阳离子与阴离子间的键力减弱。因此,与相应的氧化物比较,其密度和硬度都趋向于减小。

物理性质:氧化物矿物以硬度高为其显著特征,一般均在5.5以上,如石英(7).尖晶石 (8)、刚玉(9)。 氢氧化物矿物的硬度与其相应的氧化物矿物比较,明显降低。例如方镁石的硬度为6,而水镁石仅为2.5

氧化物的密度,彼此间相差较大。其中以钨、锡、铀等氧化物的密度为最大,一般大于6.5;而α石英的密度仅2.65。氢氧化物矿物的密度与其相应的氧化物矿物比较,趋向减小。 例如方镁石的密度为3.6,而水镁石仅为2. 35

在光学性质上,镁、铝、硅等惰性气体型离子组成的本大类矿物,通常呈浅色或无色,半透明至透明,以玻璃光泽为主。而由铁、锰,铬等过渡型离子组成者,则呈深色或暗色,不透明至微透明,表现出半金属光泽,并且磁性增高。

氧化物矿物可以形成于内生,外生和变质等作用下。绝大部分的氧化物矿物是多成因的, 产生于不同的地质作用中。仅少数氧化物是单-成因的, 如铬铁矿只产于超基性、 基性岩中:赤铜矿、锑华等为硫化物矿床氧化带的次生矿物。

氢氧化物矿物为外生成因,它们由风化作用和沉积作用过程中的胶体溶液凝聚而成。尤以铁、锰、铝的氢氧化物矿物最为典型。

氧化物的类质同象现象很普遍,化学性质相近的元素往往在矿物的类质同象中成组出现。



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