1/12铜是一种紫红色金属,硬度2.5~3,比重8.5~9,延性和导热性强,导电性高。由于这些性质以及能与锌、铅、镍、铝和钛组合成合金的性能,铜被广泛地应用于电器、机械、车辆、船舶工业和民用器具等方面。在自然界中出现的含铜矿物约有280多种,其中16种具有工业意义。第一大类——自然铜1、自然铜——化学式Cu,理论含铜量100%,但常含银和金等。等轴晶系;晶体呈立方体,但少见;一般呈树枝状、片状或致密块状集合体;铜红色,表面易氧化成褐黑色;条痕呈光亮的铜红色;金属光泽;硬度2.5~3;具强延展性;断口呈锯齿状;为电和热的良导体;密度8.5~8.9g/cm3(如图片1)。自然铜常见于含铜硫化物矿床氧化带内,一般是铜的硫化物转变为氧化物时的中间产物;热液成因的原生自然铜常呈浸染状见于一些热液矿床中;含铜砂岩中亦常有自然铜产出,大量积聚时可作铜矿石利用。第二大类——铜的硫化物1.黄铜矿——化学式CuFeS2,理论含铜34.56%。四方晶系;晶体呈四方双锥或四方四面体,但很少见;经常呈粒状或致密块状集合体;黄铜色,表面常因氧化而呈暗黄或斑状锖色,条痕绿黑色;硬度3~4;密度4.1~4.3g/cm3。主要产于铜镍硫化物矿床、斑岩铜矿、矽卡岩铜矿以及某些沉积成因(包括火山沉积成因)的层状铜矿中。在风化作用下,黄铜矿转变为易溶于水的硫酸铜,后者当与含碳酸根的溶液作用时便形成孔雀石、蓝铜矿。它是炼铜的主要矿石矿物之一。2/122、斑铜矿——化学式Cu5FeS4,理论含铜63.33%。等轴晶系;通常呈粒状或致密块状集合体;新鲜断口呈铜红色,表面因氧化而呈蓝紫斑状的锖色,因而得名,条痕灰黑色;硬度3;密度4.9~5.0g/cm3。斑铜矿在许多铜矿床广泛分布。内生成因的斑铜矿常含有显微片状黄铜矿的包裹体,为固溶体离溶的产物;次生斑铜矿形成于铜矿床的次生富集带。是炼铜的主要矿石矿物之一。3.辉铜矿——化学式Cu2S,理论含铜79.86%。斜方晶系;晶体少见,通常呈烟灰状、粒状或致密块状;铅灰色,条痕暗灰,金属光泽;硬度2~3;略具延展性,以小刀刻划留下光亮的沟痕;密度5.5~5.8g/cm3。可以是内生热液成因的,也可以是外生成因。是炼铜的主要矿石矿物之一。3/124.铜蓝——化学式CuS,理论含铜66.5%。六方晶系;通常呈薄片状、被膜状或烟灰状集合体;靛蓝色,条痕灰色至黑色,金属光泽;薄片稍具弹性;硬度1.5~2;密度4.59~1.67g/cm3。铜蓝主要是外生成因,是含铜硫化物矿床次生富集带中最为常见的矿物。由热液形成的铜蓝极其少见。是炼铜的矿石矿物之一。5.方黄铜矿——化学式CuFe2S3,理论含铜量28.6%。斜方晶系,晶体常为拉长的扁平棱柱体,有时形成V型双晶或放射状六连晶或片状集合体,块状少见;铜黄色,条痕黑色,金属光泽,不透明;解理不完全,断口贝壳状,具纵向条纹;摩氏硬度3.5~4,比重4.1g/cm3。常与黄铜矿、石英、自然金、菱铁矿、方解石、黄铁矿、磁黄铁矿、及其他铜硫化物共生。为次要的少见铜矿物。4/126.黝铜矿——化学式Cu12Sb4S13,理论含铜Cu45.77%。与砷黝铜矿Cu12As4S13构成类质同象系列。一般所见的黝铜矿均含有一定数量的砷黝铜矿分子。等轴晶系,晶体呈四面体,但通常呈粒状或致密块状集合体;钢灰至铁黑色,新鲜断口呈黝黑色,条痕与颜色相同;半金属光泽;硬度3~4,密度4.4~5.1g/cm3。见于各种成因的含铜热液矿床中,常与其他含铜矿物一起作为铜矿石利用。7.硫砷铜矿——化学式Cu3AsS4,理论含铜48.3%。斜方晶系,晶体常呈柱体,但通常呈块状或致密粒状集合体;钢灰至铁黑色,条痕灰黑色,金属光泽;硬度3.5,密度4.4~4.5g/cm3。主要见于中温热液铜矿床中,与黄铜矿、黝铜矿等共生。富集时可作炼铜的矿石。第三大类——铜的氧化物1.赤铜矿——化学式Cu2O,理论含铜88.82%。等轴晶系;晶体呈细小八面体,有时呈针状或毛发状称为针赤铜矿,集合体呈致密块状、粒状或土状;暗红色,条痕褐红色;金刚光泽或半金属光泽;硬度3.5~4,密度6g/cm3。形成于5/12外生条件下,主要见于铜矿床的氧化带,是含铜硫化物氧化后的产物。可作为铜矿石利用。2.黑铜矿——化学式CuO,理论含铜Cu79.9%。单斜晶系,黑或灰黑色。条痕灰黑色;半金属光泽;性脆,硬度3.5,密度5.8~6.4g/cm3。主要见于铜矿床的氧化带,是含铜硫化物氧化后的产物。3.孔雀石——化学式Cu2[CO3](OH)2,理论含铜57.4%。单斜晶系,晶体呈针状,通常呈放射状或钟乳状集合体;绿色,玻璃光泽;遇盐酸起泡;硬度3.5-4,密度3.9-4..0g/cm3。是原生含铜硫化物氧化后所形成的次生矿物,产于含铜硫化物矿床氧化带中,经常与蓝铜矿共生。它们的出现可作为寻找原生铜矿床的标志。块大色美的孔雀石是工艺雕刻品的材料,粉末用制颜料,称石绿;亦可作中药药用,称绿青;大量聚积时可作为铜矿石利用。6/124.蓝铜矿——化学式Cu3[CO3]2(OH)2,理论含铜Cu55.2%。单斜晶系,晶体呈短柱状或厚板状,集合体通常呈粒状、块状或放射状,以及土状或皮壳状;深蓝色,土状或皮壳状者淡蓝色;玻璃光泽;遇盐酸起泡;硬度3.5~4,密度3.7~3.9g/cm3。是原生含铜硫化物氧化后所形成的次生矿物,产于含铜硫化物矿床氧化带中,经常与孔雀石共生。它们的出现可作为寻找原生铜矿床的标志。粉末用制蓝色颜料,称石青。药用,称扁青。大量聚积时可作为铜矿石利用。5.硅孔雀石——化学式(Cu,Al)2H2Si2O5(OH)4·nH2O。隐晶质或胶状集合体,呈钟乳状、皮壳状、土状;绿色、浅蓝绿色,含杂质时可变成褐色、黑色;蜡状光泽,具陶瓷状外观者呈玻璃光泽,土状者则呈土状光泽。硬度2~4,密度2.0~2.4g/cm3。硅孔雀石为一种次生的含铜矿物,主要产在含铜矿床的氧化带中,常与孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、自然铜共生,此外,也常和玉髓相伴一起出现,为部分蓝色或绿色玉髓的重要内含物。可提炼铜,但更多的被用作宝石。7/126.水胆矾——化学式Cu4SO4(OH)6。晶体属单斜晶系;单晶为短柱至针状、透明至半透明晶体,有时亦呈板状、肾状或纤维状集合体;颜色为翠绿色、黑绿色甚至为全黑,淡绿色条痕;具有玻璃至珍珠光泽;硬度3.5~4,有一个方向的良好解理,属于易脆矿物,断口多呈参差状,比重3.5~4g/cm3。水胆矾是一种次生矿物,常生于铜矿床上部的氧化带中。7.氯铜矿——化学式Cu2Cl(OH)3。三方晶系,晶体呈短柱状;绿至蓝绿色,条痕绿色;玻璃光泽;解理平行鞭面体完全,硬度5,密度3.28-3.35g/cm3。是铜硫化物的氧化产物,见于铜矿床的氧化带,又称透视石。8/128.五水硫酸铜——化学式CuSO₄·5H₂O,含水量36%。三斜晶系;晶体作板状或短柱状,通常为致密块状、钟乳状、被膜状、肾状,有时具纤维状;颜色为天蓝、蓝色,有时微带浅绿;条痕无色或带浅蓝;玻璃光泽,半透明至透明;性极脆,断口贝壳状,硬度2.5,密度2.1~2.3g/cm3。常产于铜矿的次生氧化带中。9.绿松石——化学式Cu(Al,Fe)6(PO4)4(OH)8·4H2O。三斜晶系,隐晶质;多呈天蓝色、淡蓝色、绿蓝色、绿色、带绿的苍白色,含铜的氧化物时呈蓝色,含铁的氧化物时呈绿色,条痕白色或绿色;抛光面为油脂玻璃光泽,断口上为油脂暗淡光泽;通常呈现致密块状、肾状、钟乳状、皮壳状等集合体;摩氏硬度为5~6,密度2.4~1.9g/cm3;绿松石是铜和铝的磷酸盐矿物集合体,为从含矿热液中沉淀而形成,多被用作宝石。9/12赤铜矿(Cuprite)氧化亚铜(Cu2O)的矿物。虽含铜量高达88.82%,但因分布少,只作为次要的铜矿石利用。晶体属等轴晶系的氧化物矿物,无解理。集合体呈致密块状、粒状或土状。新鲜面洋红色,光泽为金刚光泽或半金属光泽,长时间暴露于空气中即呈暗红色而光泽暗淡,条痕棕红色。断口贝壳状或不规则状。莫氏硬度3.5~4.0,比重6.14。有时可作宝石,但易碎。产于铜矿床氧化带中,常与自然铜、孔雀石、蓝铜矿、硅孔雀石、褐铁矿共生。斑铜矿斑铜矿为铜和铁的硫化物(Cu5FeS4)矿物,含铜量63.3%,提炼铜的主要矿物原料之一。为四方晶系,其高温变体为等轴晶系,称等轴斑铜矿。表面易氧化呈蓝紫斑状的锖色,因而得名。新鲜断面呈暗铜红色,金属光泽,莫氏硬度3,比重4.9~5.0。常呈致密块状或分散粒状见于各种类型的铜矿床中,并常与黄铜矿共生。也形成于铜矿床的次生富集带,但不稳定,而被次生辉铜矿和铜蓝置换;在地表易风化成孔雀石和蓝铜矿。内生成因的斑铜矿常含有显微片状黄铜矿的包裹体,为固溶体分解的产物。黄铜矿CuFeS2,Cu34.56%,Fe30.52%,S34.92%。为炼铜的主要原料。经常呈粒状或致密块状集合体;黄铜色,表面常因氧化而呈金黄或红紫等锖色;条痕绿黑色。硬度3—4。比重4.1—4.3。它和黄铁矿相像,但是硬度不如黄铁矿,黄铁矿的硬度是6-6.5;它和金类似,但是硬度比金高,也比金脆,金的硬度是2.5-3;它10/12和黄铁矿一样,在野外很容易被误会为黄金,因此被称为愚人金(Fool'sGold)。黄铜矿分布很广,可在各种条件下形成;主要有以下几种类型:岩浆型:在与基性、超基性岩有关的铜镍硫化物或钒钛磁铁矿床中,形成的温度较高,与磁黄铁矿、镍黄铁矿密切共生;接触交代型:黄铜矿经常充填交代石榴子石或透灰矿等矿物,与磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿等共生。在风化作用下,黄铜矿转变为易溶于水的硫酸铜,后者当与含碳酸的溶液作用时便形成孔雀石、蓝铜矿;与原生的硫化铜矿物作用,可形成次生斑铜矿、辉铜矿和铜蓝,形成铜的次生富集。黄铁矿黄铁矿因其浅黄铜的颜色和明亮的金属光泽,常被误认为是黄金,故又称为“愚人金”。化学成分是FeS2,常有完好的晶形,呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。立方体晶面上有与晶棱平行的条纹,各晶面上的条纹相互垂直。集合体呈致密块状、粒状或结核状。浅黄(铜黄)色,条痕绿黑色,强金属光泽,不透明,无解理,参差状断口。摩氏硬度较大,达6-6.5,小刀刻不动。比重4.9―5.2。在地表条件下易风化为褐铁矿。辉铜矿(Chalcocite)分子式为Cu2S(Cu79.86%,S20.14%,常含银),是炼铜主要的矿砂,因为铜占它的成分比例很高(67%的原子是铜原子,几乎占了80%的重量),而且很容易就可以把铜和硫分开。晶形呈假六方形的短柱状或厚板状,通常呈致密块状、粉末状、烟灰状。暗铅灰色。条痕暗灰色。金属光泽。硬度2~3。略具延展性。小刀刻画时不成粉末,却留下光亮刻痕。比重5.5~5.8。导电性好。鉴定特征:以其暗铅灰色、低硬度和弱延展性区别于其他含铜硫化物;可以从它的颜色、硬度、易熔和易污手等特性中,加以鉴定。成因产状:见于热液成因的铜矿床中,是构成富铜贫硫矿石的主要成分,常与斑铜矿共生;外生辉铜矿见于含铜硫化物矿床氧化带下部。蓝铜矿(Azurite)蓝铜矿是一种碱性铜碳酸盐矿物,也叫石青。它常与孔雀石一起产于铜矿床的氧化带中。蓝铜矿可作为铜矿石来提炼铜,也用作蓝颜料,质优的还可制作成工艺品。它还11/12是寻找铜矿的标志矿物。蓝铜矿为柱状、厚板状、粒状、钟乳状、土状等。深蓝色有玻璃光泽。Cu3[CO3]2(OH)2,理论组成(wB%):CuO69.24,CO225.53,H2O5.23。成分相当稳定。[物理性质]深蓝色,土状块体呈浅蓝色。浅蓝色条痕。晶体呈玻璃光泽,土状块体呈土状光泽。透明至半透明,贝壳状断口。硬度3.5~4。性脆。相对密度3.7~3.9。[产状与组合]产于铜矿床氧化带、铁帽及近矿围岩的裂隙中,常与孔雀石共生或伴生,其形成一般稍晚于孔雀石,但有时也被孔雀石所交代。铜蓝[covellite]化学成分为CuS。含铜量66.48%,因呈靛蓝色而得名。炼铜的主要矿物原料。晶体为六方晶系,呈六方片状。具平行底面完全解理。金属光泽或光泽暗淡,莫氏硬度1.5~2,比重4.67。主要产于含铜硫