【石頭】盤點單一元素組成的單質礦物
單質礦物指由
單一元素結晶
形成的礦物。
可以說這些是世界上最純粹的礦物了。
1 金剛石
金剛石
金剛石(C)俗稱鑽石,比重3。52,硬度10,是自然界已知的最硬的物質,因此有鑽石恆久遠,一顆永流傳的說法;但鑽石具有脆性,並且由四組完全解理使得鑽石容易沿111面裂開,古代鑽石切割師就是利用這個特性將鑽石劈開。
折射率2。417,是自然界已知的無色透明寶石中最高的,呈金剛光澤,色散0。044,呈現出漂亮的五光十色的火彩,也是天然無色透明寶石中最高的。
純淨的金剛石無色透明,含N時呈黃色,含B時呈藍色,塑性變形時呈粉色,受輻照後呈綠色,一般多呈不同程度的黃、褐、灰色調。
金剛石為等軸晶系礦物,最常見八面體、菱形十二面體和立方體,其次是立方體、八面體、菱形十二面體的聚形;晶面有倒三角形凹蝕坑,晶體形成後受到溶蝕,使晶面凸起形成凸晶,晶體趨近於球體;常見三角薄片雙晶。
2
石墨
石墨
石墨(C)是鑽石的同素異形體,碳原子呈蜂巢式六邊形排列成層,每層間以微弱的範德華引力連線,因此具有極完全解理,容易裂開成為片狀。
石墨不透明且觸感油膩,從鐵黑到鋼鐵灰色均有,形狀呈薄片狀、鱗狀、條紋狀、層狀體,散佈在變質岩中。
比重2。09-2。33,硬度1。
石墨的化學性質不活潑,具有耐腐蝕性;由於層間範德華力的存在而成為電的良導體。
3
自然金
自然金
自然金
自然金(Au)呈金黃色,比重19。32,非常大,化學性質穩定,不易氧化,不溶於一般酸鹼,只溶於王水;熔點1064。43攝氏度。硬度2。5(牙齒硬度6),延展性異常強,1盎司金可以拉成25公里長,易於鑄造,是製造首飾的首選。
自然金屬於等軸晶系,六八面體組。晶體常為八面體,少數為菱形十二面體。
中國並不是盛產黃金的國家。
4 自然銀
自然銀
自然銀(Ag)新鮮斷口銀白色,表面氧化呈灰黑色錆色;鋸齒狀斷口,比重10。49,硬度2。5,富延展性,有極高的電導率和熱導率。
自然銀屬於等軸晶系,但完整晶形少見,因延展性強而呈現各種樹枝狀的造型。
銀的穩定性比金差,溶於硝酸,形成硝酸銀,也會與氧氣、硫等發生反應。
古代常以銀針試毒,其原理是古代生產砒霜技術有限,會混入大量硫,硫與銀反應生成黑色的硫化銀。
銀製品在中國的應用遠大於黃金。
5 自然鉑
自然金、自然鉑
自然鉑(Pt)呈銀白至鋼灰色,俗稱白金。比重21。45,硬度4-4。5高於金銀,化學性質極其穩定,不易氧化,僅可溶於王水,鉑金首飾號稱永不變色。
屬於等軸晶系,六八面體晶類,但以粒狀或葡萄狀為多,偶見立方體晶形。
自然鉑和自然銀外觀非常相似,可透過高比重和大的硬度與自然銀區別。
6
自然銅
自然銅、水晶
自然銅(Cu)比重8。92,硬度3,一般呈銅紅,有棕黑氧化膜,富延展性,斷口呈鋸齒狀,延展性很好,也是電和熱的良導體。硝酸液加氫氧化銨滴在自然銅表面,可使自然銅變為深藍色。
自然銅的單晶少,可見立方體、四六面體、菱形十二面體晶形的單晶,常以樹枝狀呈現。多充填於玄武岩氣孔和富含有機質的沉積岩中;有時在含銅硫化物礦床氧化帶中也有少量賦存。
世界上最大的自然銅重達26噸,於1977年被人在美國密歇根州霍頓昆西礦發現。
7
自然銻
自然銻、方解石
自然銻(Sb)呈錫白色,略帶藍色;氧化後為灰色至深灰色,而且微藍色會消失。比重6-6。7,硬度3-3。5。
三方晶系,晶體極少見,為假立方體,常呈鍾乳狀,塊狀或放射狀。
自然銻有脆性,易碎,有遇冷膨脹的特性。
自然銻屬於熱液成因,常與自然砷和銻硫化物共生。
8 自然砷
自然砷,方解石
自然砷(As),俗稱砒,呈錫白色,質硬而脆,氧化後呈深灰色至黑色,灰或白色;比重5。73,硬度在3-4之間。
自然砷常與銀、鈷或鎳礦石共生於熱液礦脈,也是熱液成因礦物。在自然界中多以塊狀、腎狀、鍾乳狀之集合體出現,且常呈同心圓構造。
自然砷有脆性,加熱或敲打時會散發像臭蔥石一樣的大蒜味。單質砷無毒,砷化合物均有毒性,被廣泛運用到殺蟲劑、除草劑、農藥中,三氧化二砷即是砒霜。
9 自然硫
自然硫
自然硫(S)是指斜方晶系的α硫,比重2。36,硬度1-2,極軟,有脆性。以黃色為主,俗稱硫黃,常帶有綠、灰、橙色調;晶面呈金剛光澤,斷口呈油脂光澤。
晶形常呈雙錐狀或厚板狀,由菱方雙錐、菱方柱、板面等組成,通常呈緻密塊狀、粉末狀。
10
自然鉍
自然鉍
自然鉍(Bi)在自然界中相當罕見,通常產在硫濃度不大的高溫熱液礦床中,常與銀、砷等共生。
自然鉍新鮮面呈閃亮的銀白色,帶特有淺紅錆色,氧化後呈深灰色;硬度2-2。5,比重9。8,具有一組完全解理,性脆,易燃,導電性和導熱性都較差。
市面上賣的大多數錆色豔麗的號稱“自然鉍”,其實是人工合成的。
以前鉍被認為是相對原子質量最大的穩定元素,但在2003年,發現了鉍有極其微弱的放射性,同時測定了它的半衰期長達1。9×1019年。這意味著或許在人類滅亡之前,鉍也不會發生可見的衰變。
11
自然碲
自然碲
自然碲(Te)為銀白色結晶,比重6。25,溶於硫酸、硝酸、王水、氰化鉀、氫氧化鉀。
屬於斜方晶系,晶體呈針狀或柱狀,一般晶體細小,常見六方柱、菱面體和平行雙面,晶體較少見,常發育為扁平形狀。
晶體易彎曲,具撓性,無磁性,性脆;硬度低,可用小刀划動。
12 自然鐵
鐵鎳合金
人類對鐵的運用雖然很早,鐵元素在地殼中含量也很高,但自然鐵(Fe)最早是1970年在格陵蘭西海岸玄武岩中由諾登斯科德首次發現的。
比重7。86,銀白色,有金屬光澤,能溶於強酸。
自然鐵往往代表了特殊的成巖環境—還原缺氧的環境。但對於自然鐵的具體成因仍有很多爭議,有人認為是富鹼的碳酸鹽淺海盆地中,碳酸鹽巖因受地慢深處高溫狀態的鐵矽質熔漿同熔分解出的碳,加上硫等還原性氣體的作用與FeO反應並使Fe還原, 形成自然鐵;還有人認為是富鐵質的橄欖玄武岩 (或含鐵橄欖石斑晶細碧角斑岩)岩漿沿海底裂谷噴溢沉積變的結果……總之眾說紛紜,各有道理。
13 自然硒
自然硒
自然硒(Se)呈灰色,比重4。81,硬度2。25-3,溶於硫酸、硝酸、鹼,屬於三方晶系,三組完全解理,晶體易彎曲,具撓性。
自然硒為硒化物的風化產物,常由硒鉛礦變來,與褐鐵礦共生並被其膠結。無論自然硒以板狀、柱狀還是他形粒狀的形態出現,都經常有S混雜其中。
14 自然鉻
自然鉻,自然鉑,黃銅礦
自然鉻(Cr)比重7。19,硬度8。5,鋼灰色,金屬光澤。屬於等軸晶系,但一般呈薄片狀、厚板狀和粒狀,略帶磁性。
用於製作不鏽鋼,磁帶等。
寶石中含有鉻時,寶石通常都能呈現出豔麗的紅色或綠色,比如紅寶石、祖母綠等。
15
自然銦
自然銦
自然銦(In)比重7。3,銀白色並略帶淡藍色,質地非常軟,可以用指甲刻痕;可塑性強,延展性好,可被壓成片;常溫下金屬銦不被空氣氧化。此外,自然銦具有輕微放射性,因此應避免與面板接觸和食入。
16 自然銥
自然銥
自然銥(Ir)比重22。56,硬度6。5,屬於等軸晶系礦物,晶形為八面體,但常在自然鉑中呈固溶體分離的蠕蟲狀體。顏色為強金屬光澤的銀白色;在超基性岩鉻鐵礦型鉑礦床中產出。
17 自然鋨
自然鋨
自然鋨(Os)比重22。59,yi孤獨6。25-6。5,屬於六方晶系礦物,形態以六方薄片為主;呈金屬光澤的暗灰色;主要產於超基性岩鉻鐵礦型鉑礦床及基性巖、超基性岩鈦磁鐵礦中。
18
鉑鈀礦
鉑鈀礦呈銀白至鋼灰,比重大(14-19,純Pt可至21。5),不氧化,只溶於王水。晶形以六八面體為主;但實際晶形以粒狀或葡萄狀居多,偶見立方體;微具磁性;產自超基性岩中。
19
鋨銥礦
銥鋨礦是銥和含量少的鋨的合金構成的礦物,如果含鋨量超過銥,則是另一種礦物,即灰銥鋨礦。銥鋨礦像錫或鋼鐵一樣的顏色,具有金屬光澤。屬於六方晶系,多見六方板狀或不規則碎屑狀;銥鋨礦多產在超基性岩和砂礦中。
20
銀金礦
銀金礦
銀金礦根據含金和銀的不同而呈淺黃-銀灰色,強金屬光澤,不透明,無解理,硬度2~3,相對密度 12。5~15。6;強延展性;不氧化;主要成分為(Au,Ag),通常含銀30%~40%。屬於等軸晶系,晶體呈板狀、薄片狀,集合體呈樹枝狀、粒狀。導電性良好。
我就是我,不一樣的單質。
本文部分節選自中科院地質地球所
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我是囈人,賣夢為生。