引言：銅礦勘查，涉及到銅礦物，將各類銅礦物的基本特征進(jìn)行總結(jié)，供工作參考。
銅簡(jiǎn)介
銅是一種過渡元素，化學(xué)符號(hào)Cu，原子序數(shù)29。銅是一種紫紅色金屬，純銅是柔軟的金屬，硬度2.5～3，比重8.5～9，延性和導(dǎo)熱性強(qiáng)，導(dǎo)電性高。由于這些性質(zhì)以及能與鋅、鉛、鎳、鋁和鈦組合成合金的性能，銅被廣泛地應(yīng)用于電器、機(jī)械、車輛、船舶工業(yè)和民用器具等方面。
銅礦物分類
在自然界中出現(xiàn)的含銅礦物約有280多種，其中16種具有工業(yè)意義。
自然銅；銅的硫化物：黃銅礦（含銅34.6%）、斑銅礦（63.3%）、輝銅礦（79.9%）、銅藍(lán)（66.5%）、方黃銅礦（23.4%）、黝銅礦（46.7%）、砷黝銅礦（52.7%）、硫砷銅礦（48.4%）；
銅的氧化物：赤銅礦（88.8%）、黑銅礦（79.9%）；
銅的硫酸鹽、碳酸鹽和硅酸鹽礦物：孔雀石（57.5%）、藍(lán)銅礦（55.3%）、硅孔雀石（36.2%）、水膽礬（56.2%）、氯銅礦（59.5%）。
表 銅礦物化學(xué)成分及其比重
銅礦物基本特征
（一）自然銅(Copper)
成分Cu，原生自然銅成分中有時(shí)含銀和金等。等軸晶系。晶體呈立方體，但少見；一般呈樹枝狀、片狀或致密塊狀集合體。銅紅色，表面易氧化成褐黑色。條痕呈光亮的銅紅色。金屬光澤。硬度2.5~3。具強(qiáng)延展性。斷口呈鋸齒狀。為電和熱的良導(dǎo)體。密度8.5~8.9g/cm3。
自然銅是地質(zhì)作用中還原條件下的產(chǎn)物，形成于原生熱液礦床；也見于含銅硫化物礦床氧化帶下部，常與赤鐵礦、孔雀石、輝銅礦等伴生，由銅的硫化物還原而成：
CuFeS2(黃銅礦) +4O2 →CuSO4+ FeSO4
2CuSO4+2FeSO4+H2O →Cu2O(赤銅礦)+Fe2(SO4)3+H2SO4
Cu2O+H2SO4 →CuSO4+H2O+Cu(自然銅)
自然銅有時(shí)亦交代砂礫巖的膠結(jié)物，出現(xiàn)于含銅砂巖中。在氧化條件下不穩(wěn)定，常轉(zhuǎn)變?yōu)殂~的氧化物和碳酸鹽，如赤銅礦(Cu2O)、黑銅礦(CuO)、孔雀石、藍(lán)銅礦等。
熱液成因的原生自然銅常呈浸染狀見于一些熱液礦床中。含銅砂巖中亦常有自然銅產(chǎn)出。大量積聚時(shí)可作銅礦石利用。
（二）銅的硫化物
1．黃銅礦(Chalcopyrite)
成分CuFeS2，含Cu34.56%。四方晶系。晶體呈四方雙錐或四方四面體，但很少見；經(jīng)常呈粒狀或致密塊狀集合體。黃銅色。表面常因氧化而呈暗黃或斑狀錆色。條痕綠黑色。硬度3~4。密度4.1~4.3 g/cm3。
黃銅礦產(chǎn)狀與組合：分布較廣。①巖漿型，產(chǎn)于與基性、超基性巖有關(guān)的銅鎳硫化物礦床中，與磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦密切共生。②接觸交代型，與磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等共生；亦可與毒砂或方鉛礦、閃鋅礦等共生。③熱液型，常呈中溫?zé)嵋撼涮罨蚪淮}狀，與黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、斑銅礦、輝鉬礦及方解石、石英等共生。④沉積型，產(chǎn)于砂頁巖型銅礦中，是沉積巖中的層控銅礦，礦床產(chǎn)在一套沉積巖或沉積變質(zhì)巖中，它是世界上銅礦主要工業(yè)類型之一，占世界銅儲(chǔ)量30%左右，礦床以其規(guī)模大,品位高，伴生組分豐富為特點(diǎn)，因而其經(jīng)濟(jì)價(jià)值巨大。在地表風(fēng)化條件下遭受氧化后形成CuSO4和FeSO4，硫酸銅當(dāng)與含碳酸的溶液作用時(shí)形成孔雀石、藍(lán)銅礦或褐鐵礦鐵帽；在次生富集帶則轉(zhuǎn)變?yōu)榘咩~礦和輝銅礦，可作找礦標(biāo)志。黃銅礦是煉銅的主要礦石礦物之一。
2．斑銅礦(Bornite)
成分為Cu5FeS4，含Cu63.33%。等軸晶系。通常呈粒狀或致密塊狀集合體。新鮮斷口呈銅紅色，表面因氧化而呈藍(lán)紫斑狀的錆色，因而得名。條痕灰黑色。硬度3。密度4.9~5.0g/cm3。
產(chǎn)于基性巖及有關(guān)的Cu-Ni等礦床中，與黃銅礦、鈦鐵礦等共生。產(chǎn)于熱液型礦床中的斑銅礦，常含有顯微片狀黃銅礦包裹體，與黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、黝銅礦、硫砷銅礦、輝銅礦等共生；有時(shí)與輝鉬礦、自然金等共生。還見于某些夕卡巖礦床中，與其它銅的硫化物共生。在氧化帶易轉(zhuǎn)變成孔雀石、藍(lán)銅礦、赤銅礦、褐鐵礦等。次生斑銅礦形成于銅礦床的次生富集帶。特有的暗銅紅色及錆色，硬度低。溶于硝酸，有銅的焰色反應(yīng)。是煉銅的主要礦石礦物之一。
3．輝銅礦(chalcocite)
成分Cu2S，含Cu79.86%。斜方晶系。晶體少見，通常呈煙灰狀、粒狀或致密塊狀。鉛灰色。條痕暗灰。金屬光澤。硬度2~3。略具延展性，以小刀刻劃留下光亮的溝痕。密度5.5~5.8 g/cm3。見于熱液成因的銅礦床中，是構(gòu)成富銅貧硫礦石的主要成分，常與斑銅礦共生；外生輝銅礦見于含銅硫化物礦床氧化帶下部。是煉銅的主要礦石礦物之一。
4．銅藍(lán)(Covellite)
成分CuS。含Cu66.5％。六方晶系。通常薄片狀、被膜狀或煙灰狀集合體。靛藍(lán)色。條痕灰色至黑色。金屬光澤。硬度1.5~2。解理平行底面{0001}完全。密度4.59~1.67 g/cm3。薄片稍具彈性。銅藍(lán)主要是外生成因，是含銅硫化物礦床次生富集帶中最為常見的礦物。由熱液形成的銅藍(lán)極其少見。是煉銅的礦石礦物之一。
5．方黃銅礦
成分CuFe2S3，斜方晶系，晶體常為拉長(zhǎng)的扁平棱柱體，有時(shí)形成V型雙晶或放射狀六連晶或片狀集合體，塊狀少見。方黃銅礦是一種銅和鐵的硫化物礦物，它們通常黃銅礦或磁黃鐵礦產(chǎn)在一起，具有金屬光澤，黃色或古銅黃色，條痕黑色，不透明。摩氏硬度3.5~4，金屬光澤，比重4.1g/cm3，解理不完全，斷口貝殼狀。具縱向條紋。常與黃銅礦、石英、自然金、菱鐵礦、方解石、黃鐵礦、磁黃鐵礦、及其他銅硫化物共生。次要的少見銅礦物。
6．黝銅礦(Tetrahedrite)
成分Cu12Sb4S13，含Cu45.77%，是一種銅、銻的硫化物礦物，與砷黝銅礦（tennanitite）Cu12As4S13構(gòu)成類質(zhì)同象系列。一般所見的黝銅礦均含有一定數(shù)量的砷黝銅礦分子。等軸晶系。晶體呈四面體，但通常呈粒狀或致密塊狀集合體。鋼灰至鐵黑色，新鮮斷口呈黝黑色。條痕與顏色相同。半金屬光澤。硬度3~4。密度4.4~5.1g/cm3。
通常呈致密塊狀或粒狀見于銅、鉛、鋅、銀等金屬硫化物的熱液礦床中。黝銅礦雖然是分布最廣的一種硫鹽礦物，但數(shù)量一般不大，通常與伴生的其他銅礦物一起作為銅礦石利用。銀黝銅礦是提煉銀的來源之一。
7．硫砷銅礦(enargite)
成分Cu3AsS4，含Cu48.3%。斜方晶系。晶體常呈柱體，但通常呈密塊狀或致粒狀集合體。鋼灰至鐵黑色。條痕灰黑色。金屬光澤。硬度3.5。解理平行斜方柱{110}完全。密度4.4~4.5g/cm3。主要見于中溫?zé)嵋恒~礦床中，與黃銅礦、黝銅礦等共生。富集時(shí)可作煉銅的礦石。
（三）銅的氧化物
1．赤銅礦(cuprite)
成分為Cu2O，含C88.82％。等軸晶系。晶體呈細(xì)小八面體，有時(shí)呈針狀或毛發(fā)狀稱為針赤銅礦。集合體呈致密塊狀、粒狀或土狀。暗紅色。條痕褐紅色。金剛光澤或半金屬光澤。硬度3.5~4。密度6g/cm3。形成于外生條件下，主要見于銅礦床的氧化帶，常與自然銅、孔雀石、藍(lán)銅礦、硅孔雀石、褐鐵礦相伴共生，是含銅硫化物氧化后的產(chǎn)物。可作為銅礦石利用。
2．黑銅礦(Tenorite)
成分CuO，含Cu79.9%。單斜晶系。黑或灰黑色。條痕灰黑色。半金屬光澤。性脆。硬度3.5。密度5.8~6.4g/cm3。黑銅礦產(chǎn)于銅礦床氧化帶和熔巖里，是輝銅礦風(fēng)化產(chǎn)物，與黃銅礦、斑銅礦、赤銅礦、赤銅鐵礦、自然銅、銅藍(lán)、孔雀石等礦物共生或伴生；熔巖里產(chǎn)出的黑銅礦是升華作用的產(chǎn)物主，是含銅硫化物氧化后的產(chǎn)物。
（四）銅的硫酸鹽、碳酸鹽和硅酸鹽礦物
1．孔雀石(Malachite)
成分為Cu2[CO3](OH)2，Cu57.4%。單斜晶系。晶體呈針狀，通常呈放射狀或鐘乳狀集合體。綠色。玻璃光澤。硬度3.5－4。密度3.9－4..0g/cm3。遇鹽酸起泡。
孔雀石是原生含銅硫化物氧化后所形成的次生礦物，產(chǎn)于含銅硫化物礦床氧化帶中，經(jīng)常與藍(lán)銅礦共生。它們的出現(xiàn)可作為尋找原生銅礦床的標(biāo)志。塊大色美的孔雀石是工藝雕刻品的材料，粉末用制顏料，稱石綠。亦可作中藥藥用，稱綠青。大量聚積時(shí)可作為銅礦石利用。
2．藍(lán)銅礦(Azurite)
成分Cu3[CO3]2(OH)2，含Cu55.2%。單斜晶系。晶體呈短柱狀或厚板狀，通常呈粒狀、塊狀或放射狀，以及土狀或皮殼狀集合體。深藍(lán)色，土狀或皮殼狀者淡藍(lán)色。玻璃光澤。硬度3.5~4。密度3.7~3.9g/cm3。遇鹽酸起泡。
藍(lán)銅礦是原生含銅硫化物氧化后所形成的次生礦物，產(chǎn)于含銅硫化物礦床氧化帶中，經(jīng)常與孔雀石共生。它們的出現(xiàn)可作為尋找原生銅礦床的標(biāo)志。粉末用制藍(lán)色顏料，稱石青。藥用，稱扁青。大量聚積時(shí)可作為銅礦石利用。
3．硅孔雀石(Chrysocolla)
成分(Ca,Al)2H2Si2O5(OH)4·nH2O。隱晶質(zhì)或膠狀集合體，呈鐘乳狀、皮殼狀、土狀。綠色、淺藍(lán)綠色，含雜質(zhì)時(shí)可變成褐色、黑色。蠟狀光澤，具陶瓷狀外觀，玻璃光澤，土狀者呈土狀光澤。硬度2~4。密度2.0~2.4g/cm3。
硅孔雀石又名鳳凰石，是水合銅硅酸鹽礦物，為一種次生的含銅礦物。在很多銅礦地區(qū)都會(huì)存在這種由銅礦分解而成的礦物，主要產(chǎn)在含銅礦床的氧化帶中，常與孔雀石、藍(lán)銅礦、赤銅礦，自然銅共生。這是因?yàn)殂~礦遇到含二氧化硅的水而發(fā)生化學(xué)變化而產(chǎn)生的。此外，也常和玉髓相伴一起出現(xiàn)，為部分藍(lán)色或綠色玉髓的重要內(nèi)含物。
4．水膽礬(Blanchardite)
成分Cu4SO4(OH)6。晶體屬單斜晶系。單晶為短柱至針狀之透明至半透明晶體，有時(shí)亦呈板狀、腎狀或纖維狀集合體。顏色為翠綠色、黑綠色甚至為全黑。淡綠色條痕。具有玻璃至珍珠光澤。硬度3.5～4。比重3.5～4克/厘米3。斷口是參差狀，有一個(gè)方向的良好解理。屬于易脆礦物。水膽礬是一種次生礦物，常生于銅礦床上部的氧化帶中。
5．氯銅礦(Atacamite)
成分Cu2Cl(OH)3。含CuO50.4%。三方晶系。晶體呈短柱狀。綠至藍(lán)綠色。條痕綠色。玻璃光澤。解理平行鞭面體完全。硬度5。密度3.28－3.35克/厘米3 。
氯銅礦在銅礦床的氧化帶中呈次生礦物產(chǎn)出，尤其是在干燥氣候條件下，通常與孔雀石、藍(lán)銅礦和石英伴生。氯銅礦也形成于火山口周圍；
四、銅、鐵、硫礦物轉(zhuǎn)化與分異
黃銅礦、磁黃鐵礦（和黃鐵礦）是早期高溫低硫時(shí)最普遍的組合，硫化鐵通常在黃銅礦前結(jié)晶。溫度降低而硫的濃度增高，在含量Fe大于Cu時(shí)，黃銅礦、黃鐵礦共生，而含量Cu大于Fe時(shí)黃銅礦、斑銅礦共生。低硫銅鐵化合物高溫時(shí)形成的固溶體，在溫度降低后，易于分解為輝銅礦斑銅礦、黃銅礦斑銅礦、黃銅礦方黃銅礦等。進(jìn)一步降溫氧化，硫的濃度又增高，不但硫化鐵中已全部為對(duì)硫[S2]2-，而硫化銅中也有了部分對(duì)硫（銅蘭CuS、CuS2），除斑銅礦、輝銅礦外，黃鐵礦開始與銅蘭共生。磁鐵礦與磁黃鐵礦、黃鐵礦和黃銅礦在高溫時(shí)共生，氧的濃度增加后，F(xiàn)e2+逐漸氧化成Fe3+，磁黃鐵礦變得不穩(wěn)定而為磁鐵礦所交代。但硫和鐵的結(jié)合雖不穩(wěn)定，而硫和銅的結(jié)合卻是穩(wěn)定的（如黃銅礦），厚大的磁鐵礦體在深處變?yōu)榇劈S鐵礦和黃銅礦，其原因即在于此。
在氧增高時(shí)，鐵與氧化合成磁鐵礦，而銅與硫化合可以形成少鐵多銅的斑銅礦以代替黃銅礦。氧化更強(qiáng)時(shí)，鐵全部從銅鐵硫化物中分離出來，貧鐵的斑銅礦為無鐵的輝銅礦所代替，此時(shí)全部鐵氧化為赤鐵礦，形成赤鐵礦與輝銅礦的組合。總之，鐵與氧的親和力比銅與氧的親和力強(qiáng)。因此當(dāng)Fe2+愈多地氧化成Fe3+，鐵從銅鐵硫化物中分離出來，形成鐵的氧化物也愈多；而銅則留下來在硫化物中形成含鐵愈貧、直至無鐵的硫化物。故還原條件下高Fe3+（含銅）硫化物與磁鐵礦共生，而氧化條件下高銅硫化物則與赤鐵礦共生。由此可見，隨著氧化加強(qiáng)，銅、鐵因與硫、氧結(jié)合傾向不同而逐步分異。
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