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閃鋅礦

五月 03, 2023

闪锌矿（英語：Sphalerite）是一种硫化物矿物，化学式为(Zn,Fe)S。[5]它是最重要的锌矿石。闪锌矿存在于多种矿床类型中，但主要存在于沉积喷流型、密西西比河谷型和块状硫化物矿床中。它与方铅矿、黄铜矿、黄铁矿（和其他硫化物）、方解石、白云石、石英、菱锰矿和萤石有关。[6]

闪锌矿
黑色闪锌矿晶体，含有少量黄铜矿和方解石
基本資料
類別硫化物矿物
化学式(Zn,Fe)S
IMA記號Sp[1]
施特龙茨分类2.CB.05a
戴納礦物分類02.08.02.01
晶体分类六面体 (43m)
H-M记号：(4 3m)
晶体空间群F43m (No. 216)
晶胞a = 5.406 Å; Z = 4
性質
顏色浅至深棕色、红棕色、黄色、红色、绿色、浅蓝色、黑色和无色。
晶体惯态自面体晶体——形成良好的晶体，表现出良好的外部形状。粒状——通常在基质中以自面体到半面体晶体的形式出现。
晶系立方
雙晶简单的接触孪晶或复杂的层状形式，双轴[111]
解理[011]完美十二面体
断口参差状到贝壳状
莫氏硬度3.5–4
光澤金刚光泽，树脂光泽，油脂光泽
條痕棕白色，淡黄色
透明性透明到半透明，富含铁时不透明
比重3.9–4.2
光學性質各向同性
折射率nα = 2.369
其他特徵荧光和摩擦发光
參考文獻[2][3][4]

德国地质学家欧内斯特·弗里德里希·格洛克（英语：Ernst Friedrich Glocker）在1847年最早发现了闪锌矿，并根据希腊语sphaleros命名，意思是“欺骗”，因为这种矿物难以识别。[7]

除锌外，闪锌矿是镉、镓、锗和铟的矿石。Marmatite是一种不透明的黑色品种，含铁量高。[8]

晶体习性和结构

 
闪锌矿的晶体结构

闪锌矿以面心立方闪锌矿结构结晶，[9][10]这种结构以此矿物命名。该结构属于六面体晶体种类（空间群F43m）。在结构中，硫和锌（或铁离子）都占据了面心立方晶胞的点，两个晶格相互位移，而硫原子与它们呈四面体配位。反之亦然。[11]与闪锌矿相似的矿物包括闪锌矿族中的矿物，包括闪锌矿、碲汞矿、方硫镉矿、黑辰砂、方硒锌矿和灰硒汞矿。[12]这种结构与金刚石结构密切相关。[9]闪锌矿的六方晶型是纤锌矿，三方晶型是Marmatite。[12]纤锌矿是较高温度的多形体，在高于1,020 °C（1,870 °F）的温度下稳定。[13]闪锌矿晶体结构中硫化锌的晶格常数为0.541nm。[14]闪锌矿可被发现为假晶型，其晶体结构为方铅矿、黝铜矿、重晶石和方解石。[13][15]闪锌矿可以有尖晶石规则孪晶，其中孪晶轴为[111]。[12]

    该材料可以被认为是二元端点ZnS和FeS之间的三元化合物，其成分为ZnxFe(1-x)S，其中x的范围可以从1（纯ZnS）到0.6。

    所有天然闪锌矿都含有一定浓度的各种杂质，一般在晶格中取代锌的阳离子位置；最常见的阳离子杂质是镉、汞和锰，但镓、锗和铟也可能以相对较高的浓度存在（数百至数千ppm）。[16][17]镉可以替代高达1%的锌，而锰通常存在于具有铁丰度高的闪锌矿中。[12]阴离子位置的硫可以被硒和碲取代。[12]这些杂质的丰度受闪锌矿形成的条件控制；地层温度、压力、元素可用性和流体成分是重要的控制因素。[17]

    特性

    物理性质

    闪锌矿具有完美的十二面体解理，有六个解理面。[9][18]在纯粹的形式中，它是一种半导体，但随着铁含量的增加而转变为导体。[19] 在矿物硬度的莫氏硬度范围内，它的硬度为3.5 - 4 。[20]

    它可以通过完美的解理、独特的树脂光泽和深色品种的红棕色条纹与类似矿物区分开来。[21]

    光学特性

     
    闪锌矿在紫外光下发出荧光。（森肯伯格自然历史博物馆）

    纯净的硫化锌是一种宽带隙半导体，带隙约为3.54电子伏特，这使得纯物质在可见光谱中是透明的。增加铁含量会使材料变得不透明，而各种杂质可以赋予晶体多种颜色。[20]在薄片中，闪锌矿呈现出非常高的正浮凸，呈无色至淡黄色或棕色，无多色性。[6]

    根据杂质的不同，它会在紫外线下发出荧光。

    闪锌矿的折射率（通过钠光测量，平均波长589.3 nm）从纯ZnS时的2.37到铁含量为40%时的2.50不等。[6]闪锌矿在交叉偏振光下是各向同性的，但如果闪锌矿与其多形体纤锌矿共生，则会发生双折射；双折射可以从0（0%纤锌矿）增加到0.022（100%纤锌矿）。[6][13]

    用途

    金属矿石

    闪锌矿是重要的锌矿石；大约95%的原生锌是从闪锌矿中提取的。[22]然而，由于其微量元素含量可变，闪锌矿也是其他几种金属的重要来源，例如替代锌的镉[23]、镓[24]、锗[25]、和铟[26]。这种矿石最初被矿工称为blende（来自德语blind或deceiving），因为它类似于方铅矿，但不产生铅。[21]

    黄铜和青铜

    闪锌矿中的锌用于生产黄铜，这是一种铜与3 – 45%锌的合金。[18]黄铜物体的合金主要元素成分提供了证据，证明闪锌矿被伊斯兰用于生产黄铜，早在公元7世纪至16世纪之间的中世纪时代。[27] 在公元12世纪至13世纪（晋朝）中国北方的黄铜胶结过程中也可能使用了闪锌矿。[28]与黄铜类似，闪锌矿中的锌也可用于生产某些类型的青铜；青铜主要是铜与锡、锌、铅、镍、铁和砷等其他金属形成合金。[29]

    其他

    圖集

    •  

      美国田纳西州坎伯兰矿的闪锌矿和重晶石

    •  

      白云石上的闪锌矿，来自美国俄亥俄州米勒斯维尔采石场

    •  

      附在黑色闪锌矿晶簇上的棕褐色方解石晶体

    •  

      来自美国科罗拉多州乌雷区特柳赖德Idarado矿的尖锐四面体闪锌矿晶体和少量伴生黄铜矿

    •  

      来自中国湖南省的宝石级双晶樱桃红色闪锌矿晶体（1.8 cm）

    •  

      来自西班牙坎塔布里亚卡马莱尼奥Áliva的闪锌矿晶体

    •  

      来自美国田纳西州史密斯县Elmwood矿的紫色萤石和闪锌矿

    •  

      大地腕足动物中的闪锌矿晶体

    參考資料

    1. ^ Warr, L.N. IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineralogical Magazine. 2021, 85 (3): 291–320 [2022-08-07]. Bibcode:2021MinM...85..291W. S2CID 235729616. doi:10.1180/mgm.2021.43. （原始内容于2022-07-22）. 
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    延伸閱讀

    • Dana's Manual of Mineralogy ISBN 0-471-03288-3
    • Webster, R., Read, P. G. (Ed.) (2000). Gems: Their sources, descriptions and identification (5th ed.), p. 386. Butterworth-Heinemann, Great Britain. ISBN 0-7506-1674-1

    外部链接

    维基共享资源中相关的多媒体资源：閃鋅礦
    • Possible relation of Sphalerite to origins of life and precursor chemicals in 'Primordial Soup' （页面存档备份，存于互联网档案馆）
    • Minerals.net （页面存档备份，存于互联网档案馆）
    • Minerals of Franklin, NJ （页面存档备份，存于互联网档案馆）

    五月 03, 2023
    閃鋅礦, 闪锌矿, 英語, sphalerite, 是一种硫化物矿物, 化学式为, 它是最重要的锌矿石, 闪锌矿存在于多种矿床类型中, 但主要存在于沉积喷流型, 密西西比河谷型和块状硫化物矿床中, 它与方铅矿, 黄铜矿, 黄铁矿, 和其他硫化物, 方解石, 白云石, 石英, 菱锰矿和萤石有关, 闪锌矿黑色闪锌矿晶体, 含有少量黄铜矿和方解石基本資料類別硫化物矿物化学式, sima記號sp, 施特龙茨分类2, 05a戴納礦物分類02, 01晶体分类六面体, m记号, 晶体空间群f43m, 晶胞a, 4性質顏色浅至深棕. 闪锌矿 英語 Sphalerite 是一种硫化物矿物 化学式为 Zn Fe S 5 它是最重要的锌矿石 闪锌矿存在于多种矿床类型中 但主要存在于沉积喷流型 密西西比河谷型和块状硫化物矿床中 它与方铅矿 黄铜矿 黄铁矿 和其他硫化物 方解石 白云石 石英 菱锰矿和萤石有关 6 闪锌矿黑色闪锌矿晶体 含有少量黄铜矿和方解石基本資料類別硫化物矿物化学式 Zn Fe SIMA記號Sp 1 施特龙茨分类2 CB 05a戴納礦物分類02 08 02 01晶体分类六面体 43m H M记号 4 3m 晶体空间群F43m No 216 晶胞a 5 406 A Z 4性質顏色浅至深棕色 红棕色 黄色 红色 绿色 浅蓝色 黑色和无色 晶体惯态自面体晶体 形成良好的晶体 表现出良好的外部形状 粒状 通常在基质中以自面体到半面体晶体的形式出现 晶系立方雙晶简单的接触孪晶或复杂的层状形式 双轴 111 解理 011 完美十二面体断口参差状到贝壳状莫氏硬度3 5 4光澤金刚光泽 树脂光泽 油脂光泽條痕棕白色 淡黄色透明性透明到半透明 富含铁时不透明比重3 9 4 2光學性質各向同性折射率na 2 369其他特徵荧光和摩擦发光參考文獻 2 3 4 德国地质学家欧内斯特 弗里德里希 格洛克 英语 Ernst Friedrich Glocker 在1847年最早发现了闪锌矿 并根据希腊语sphaleros命名 意思是 欺骗 因为这种矿物难以识别 7 除锌外 闪锌矿是镉 镓 锗和铟的矿石 Marmatite是一种不透明的黑色品种 含铁量高 8 目录 1 晶体习性和结构 2 特性 2 1 物理性质 2 2 光学特性 3 用途 3 1 金属矿石 3 2 黄铜和青铜 3 3 其他 4 圖集 5 參考資料 6 延伸閱讀 7 外部链接晶体习性和结构 编辑 闪锌矿的晶体结构闪锌矿以面心立方闪锌矿结构结晶 9 10 这种结构以此矿物命名 该结构属于六面体晶体种类 空间群F43m 在结构中 硫和锌 或铁离子 都占据了面心立方晶胞的点 两个晶格相互位移 而硫原子与它们呈四面体配位 反之亦然 11 与闪锌矿相似的矿物包括闪锌矿族中的矿物 包括闪锌矿 碲汞矿 方硫镉矿 黑辰砂 方硒锌矿和灰硒汞矿 12 这种结构与金刚石结构密切相关 9 闪锌矿的六方晶型是纤锌矿 三方晶型是Marmatite 12 纤锌矿是较高温度的多形体 在高于1 020 C 1 870 F 的温度下稳定 13 闪锌矿晶体结构中硫化锌的晶格常数为0 541nm 14 闪锌矿可被发现为假晶型 其晶体结构为方铅矿 黝铜矿 重晶石和方解石 13 15 闪锌矿可以有尖晶石规则孪晶 其中孪晶轴为 111 12 该材料可以被认为是二元端点ZnS和FeS之间的三元化合物 其成分为ZnxFe 1 x S 其中x的范围可以从1 纯ZnS 到0 6 所有天然闪锌矿都含有一定浓度的各种杂质 一般在晶格中取代锌的阳离子位置 最常见的阳离子杂质是镉 汞和锰 但镓 锗和铟也可能以相对较高的浓度存在 数百至数千ppm 16 17 镉可以替代高达1 的锌 而锰通常存在于具有铁丰度高的闪锌矿中 12 阴离子位置的硫可以被硒和碲取代 12 这些杂质的丰度受闪锌矿形成的条件控制 地层温度 压力 元素可用性和流体成分是重要的控制因素 17 特性 编辑物理性质 编辑 闪锌矿具有完美的十二面体解理 有六个解理面 9 18 在纯粹的形式中 它是一种半导体 但随着铁含量的增加而转变为导体 19 在矿物硬度的莫氏硬度范围内 它的硬度为3 5 4 20 它可以通过完美的解理 独特的树脂光泽和深色品种的红棕色条纹与类似矿物区分开来 21 光学特性 编辑 闪锌矿在紫外光下发出荧光 森肯伯格自然历史博物馆 纯净的硫化锌是一种宽带隙半导体 带隙约为3 54电子伏特 这使得纯物质在可见光谱中是透明的 增加铁含量会使材料变得不透明 而各种杂质可以赋予晶体多种颜色 20 在薄片中 闪锌矿呈现出非常高的正浮凸 呈无色至淡黄色或棕色 无多色性 6 根据杂质的不同 它会在紫外线下发出荧光 闪锌矿的折射率 通过钠光测量 平均波长589 3 nm 从纯ZnS时的2 37到铁含量为40 时的2 50不等 6 闪锌矿在交叉偏振光下是各向同性的 但如果闪锌矿与其多形体纤锌矿共生 则会发生双折射 双折射可以从0 0 纤锌矿 增加到0 022 100 纤锌矿 6 13 用途 编辑金属矿石 编辑 闪锌矿是重要的锌矿石 大约95 的原生锌是从闪锌矿中提取的 22 然而 由于其微量元素含量可变 闪锌矿也是其他几种金属的重要来源 例如替代锌的镉 23 镓 24 锗 25 和铟 26 这种矿石最初被矿工称为blende 来自德语blind或deceiving 因为它类似于方铅矿 但不产生铅 21 黄铜和青铜 编辑 闪锌矿中的锌用于生产黄铜 这是一种铜与3 45 锌的合金 18 黄铜物体的合金主要元素成分提供了证据 证明闪锌矿被伊斯兰用于生产黄铜 早在公元7世纪至16世纪之间的中世纪时代 27 在公元12世纪至13世纪 晋朝 中国北方的黄铜胶结过程中也可能使用了闪锌矿 28 与黄铜类似 闪锌矿中的锌也可用于生产某些类型的青铜 青铜主要是铜与锡 锌 铅 镍 铁和砷等其他金属形成合金 29 其他 编辑 镀锌铁 闪锌矿中的锌用作保护涂层 以防止腐蚀和生锈 用于输电塔 钉子和汽车 30 电池 31 宝石 32 33 圖集 编辑 美国田纳西州坎伯兰矿的闪锌矿和重晶石 白云石上的闪锌矿 来自美国俄亥俄州米勒斯维尔采石场 附在黑色闪锌矿晶簇上的棕褐色方解石晶体 来自美国科罗拉多州乌雷区特柳赖德Idarado矿的尖锐四面体闪锌矿晶体和少量伴生黄铜矿 来自中国湖南省的宝石级双晶樱桃红色闪锌矿晶体 1 8 cm 来自西班牙坎塔布里亚卡马莱尼奥Aliva的闪锌矿晶体 来自美国田纳西州史密斯县Elmwood矿的紫色萤石和闪锌矿 大地腕足动物中的闪锌矿晶体參考資料 编辑 Warr L N IMA CNMNC approved mineral symbols Mineralogical Magazine 2021 85 3 291 320 2022 08 07 Bibcode 2021MinM 85 291W S2CID 235729616 doi 10 1180 mgm 2021 43 原始内容存档于2022 07 22 Sphalerite WebMineral com Sphalerite MinDat org Anthony John W Bideaux 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