引言：铜矿勘查，涉及到铜矿物(wù)，将各类铜矿物(wù)的基本特征进行总结，供工作参考。
铜简介
铜是一种过渡元素，化學(xué)符号Cu，原子序数29。铜是一种紫红色金属，纯铜是柔软的金属，硬度2.5～3，比重8.5～9，延性和导热性强，导電(diàn)性高。由于这些性质以及能(néng)与锌、铅、镍、铝和钛组合成合金的性能(néng)，铜被广泛地应用(yòng)于電(diàn)器、机械、車(chē)辆、船舶工业和民(mín)用(yòng)器具等方面。
铜矿物(wù)分(fēn)类
在自然界中出现的含铜矿物(wù)约有(yǒu)280多(duō)种，其中16种具有(yǒu)工业意义。
自然铜；铜的硫化物(wù)：黄铜矿（含铜34.6%）、斑铜矿（63.3%）、辉铜矿（79.9%）、铜蓝（66.5%）、方黄铜矿（23.4%）、黝铜矿（46.7%）、砷黝铜矿（52.7%）、硫砷铜矿（48.4%）；
铜的氧化物(wù)：赤铜矿（88.8%）、黑铜矿（79.9%）；
铜的硫酸盐、碳酸盐和硅酸盐矿物(wù)：孔雀石（57.5%）、蓝铜矿（55.3%）、硅孔雀石（36.2%）、水胆矾（56.2%）、氯铜矿（59.5%）。
表 铜矿物(wù)化學(xué)成分(fēn)及其比重
铜矿物(wù)基本特征
（一）自然铜(Copper)
成分(fēn)Cu，原生自然铜成分(fēn)中有(yǒu)时含银和金等。等轴晶系。晶體(tǐ)呈立方體(tǐ)，但少见；一般呈树枝状、片状或致密块状集合體(tǐ)。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。為(wèi)電(diàn)和热的良导體(tǐ)。密度8.5~8.9g/cm3。
自然铜是地质作用(yòng)中还原条件下的产物(wù)，形成于原生热液矿床；也见于含铜硫化物(wù)矿床氧化带下部，常与赤铁矿、孔雀石、辉铜矿等伴生，由铜的硫化物(wù)还原而成：
CuFeS2(黄铜矿) +4O2 →CuSO4+ FeSO4
2CuSO4+2FeSO4+H2O →Cu2O(赤铜矿)+Fe2(SO4)3+H2SO4
Cu2O+H2SO4 →CuSO4+H2O+Cu(自然铜)
自然铜有(yǒu)时亦交代砂砾岩的胶结物(wù)，出现于含铜砂岩中。在氧化条件下不稳定，常转变為(wèi)铜的氧化物(wù)和碳酸盐，如赤铜矿(Cu2O)、黑铜矿(CuO)、孔雀石、蓝铜矿等。
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(yǒu)自然铜产出。大量积聚时可(kě)作铜矿石利用(yòng)。
（二）铜的硫化物(wù)
1．黄铜矿(Chalcopyrite)
成分(fēn)CuFeS2，含Cu34.56%。四方晶系。晶體(tǐ)呈四方双锥或四方四面體(tǐ)，但很(hěn)少见；经常呈粒状或致密块状集合體(tǐ)。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4.1~4.3 g/cm3。
黄铜矿产状与组合：分(fēn)布较广。①岩浆型，产于与基性、超基性岩有(yǒu)关的铜镍硫化物(wù)矿床中，与磁黄铁矿、镍黄铁矿密切共生。②接触交代型，与磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿等共生；亦可(kě)与毒砂或方铅矿、闪锌矿等共生。③热液型，常呈中温热液充填或交代脉状，与黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、斑铜矿、辉钼矿及方解石、石英等共生。④沉积型，产于砂页岩型铜矿中，是沉积岩中的层控铜矿，矿床产在一套沉积岩或沉积变质岩中，它是世界上铜矿主要工业类型之一，占世界铜储量30%左右，矿床以其规模大,品位高，伴生组分(fēn)丰富為(wèi)特点，因而其经济价值巨大。在地表风化条件下遭受氧化后形成CuSO4和FeSO4，硫酸铜当与含碳酸的溶液作用(yòng)时形成孔雀石、蓝铜矿或褐铁矿铁帽；在次生富集带则转变為(wèi)斑铜矿和辉铜矿，可(kě)作找矿标志(zhì)。黄铜矿是炼铜的主要矿石矿物(wù)之一。
2．斑铜矿(Bornite)
成分(fēn)為(wèi)Cu5FeS4，含Cu63.33%。等轴晶系。通常呈粒状或致密块状集合體(tǐ)。新(xīn)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。
产于基性岩及有(yǒu)关的Cu-Ni等矿床中，与黄铜矿、钛铁矿等共生。产于热液型矿床中的斑铜矿，常含有(yǒu)显微片状黄铜矿包裹體(tǐ)，与黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、黝铜矿、硫砷铜矿、辉铜矿等共生；有(yǒu)时与辉钼矿、自然金等共生。还见于某些夕卡岩矿床中，与其它铜的硫化物(wù)共生。在氧化带易转变成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、褐铁矿等。次生斑铜矿形成于铜矿床的次生富集带。特有(yǒu)的暗铜红色及锖色，硬度低。溶于硝酸，有(yǒu)铜的焰色反应。是炼铜的主要矿石矿物(wù)之一。
3．辉铜矿(chalcocite)
成分(fēn)Cu2S，含Cu79.86%。斜方晶系。晶體(tǐ)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(xiǎo)刀(dāo)刻划留下光亮的沟痕。密度5.5~5.8 g/cm3。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(fēn)，常与斑铜矿共生；外生辉铜矿见于含铜硫化物(wù)矿床氧化带下部。是炼铜的主要矿石矿物(wù)之一。
4．铜蓝(Covellite)
成分(fēn)CuS。含Cu66.5％。六方晶系。通常薄片状、被膜状或烟灰状集合體(tǐ)。靛蓝色。条痕灰色至黑色。金属光泽。硬度1.5~2。解理(lǐ)平行底面{0001}完全。密度4.59~1.67 g/cm3。薄片稍具弹性。铜蓝主要是外生成因，是含铜硫化物(wù)矿床次生富集带中最為(wèi)常见的矿物(wù)。由热液形成的铜蓝极其少见。是炼铜的矿石矿物(wù)之一。
5．方黄铜矿
成分(fēn)CuFe2S3，斜方晶系，晶體(tǐ)常為(wèi)拉長(cháng)的扁平棱柱體(tǐ)，有(yǒu)时形成V型双晶或放射状六连晶或片状集合體(tǐ)，块状少见。方黄铜矿是一种铜和铁的硫化物(wù)矿物(wù)，它们通常黄铜矿或磁黄铁矿产在一起，具有(yǒu)金属光泽，黄色或古铜黄色，条痕黑色，不透明。摩氏硬度3.5~4，金属光泽，比重4.1g/cm3，解理(lǐ)不完全，断口贝壳状。具纵向条纹。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(tā)铜硫化物(wù)共生。次要的少见铜矿物(wù)。
6．黝铜矿(Tetrahedrite)
成分(fēn)Cu12Sb4S13，含Cu45.77%，是一种铜、锑的硫化物(wù)矿物(wù)，与砷黝铜矿（tennanitite）Cu12As4S13构成类质同象系列。一般所见的黝铜矿均含有(yǒu)一定数量的砷黝铜矿分(fēn)子。等轴晶系。晶體(tǐ)呈四面體(tǐ)，但通常呈粒状或致密块状集合體(tǐ)。钢灰至铁黑色，新(xīn)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。
通常呈致密块状或粒状见于铜、铅、锌、银等金属硫化物(wù)的热液矿床中。黝铜矿虽然是分(fēn)布最广的一种硫盐矿物(wù)，但数量一般不大，通常与伴生的其他(tā)铜矿物(wù)一起作為(wèi)铜矿石利用(yòng)。银黝铜矿是提炼银的来源之一。
7．硫砷铜矿(enargite)
成分(fēn)Cu3AsS4，含Cu48.3%。斜方晶系。晶體(tǐ)常呈柱體(tǐ)，但通常呈密块状或致粒状集合體(tǐ)。钢灰至铁黑色。条痕灰黑色。金属光泽。硬度3.5。解理(lǐ)平行斜方柱{110}完全。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(kě)作炼铜的矿石。
（三）铜的氧化物(wù)
1．赤铜矿(cuprite)
成分(fēn)為(wèi)Cu2O，含C88.82％。等轴晶系。晶體(tǐ)呈细小(xiǎo)八面體(tǐ)，有(yǒu)时呈针状或毛发状称為(wèi)针赤铜矿。集合體(tǐ)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。形成于外生条件下，主要见于铜矿床的氧化带，常与自然铜、孔雀石、蓝铜矿、硅孔雀石、褐铁矿相伴共生，是含铜硫化物(wù)氧化后的产物(wù)。可(kě)作為(wèi)铜矿石利用(yòng)。
2．黑铜矿(Tenorite)
成分(fēn)CuO，含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。黑铜矿产于铜矿床氧化带和熔岩里，是辉铜矿风化产物(wù)，与黄铜矿、斑铜矿、赤铜矿、赤铜铁矿、自然铜、铜蓝、孔雀石等矿物(wù)共生或伴生；熔岩里产出的黑铜矿是升华作用(yòng)的产物(wù)主，是含铜硫化物(wù)氧化后的产物(wù)。
（四）铜的硫酸盐、碳酸盐和硅酸盐矿物(wù)
1．孔雀石(Malachite)
成分(fēn)為(wèi)Cu2[CO3](OH)2，Cu57.4%。单斜晶系。晶體(tǐ)呈针状，通常呈放射状或钟乳状集合體(tǐ)。绿色。玻璃光泽。硬度3.5－4。密度3.9－4..0g/cm3。遇盐酸起泡。
孔雀石是原生含铜硫化物(wù)氧化后所形成的次生矿物(wù)，产于含铜硫化物(wù)矿床氧化带中，经常与蓝铜矿共生。它们的出现可(kě)作為(wèi)寻找原生铜矿床的标志(zhì)。块大色美的孔雀石是工艺雕刻品的材料，粉末用(yòng)制颜料，称石绿。亦可(kě)作中药药用(yòng)，称绿青。大量聚积时可(kě)作為(wèi)铜矿石利用(yòng)。
2．蓝铜矿(Azurite)
成分(fēn)Cu3[CO3]2(OH)2，含Cu55.2%。单斜晶系。晶體(tǐ)呈短柱状或厚板状，通常呈粒状、块状或放射状，以及土状或皮壳状集合體(tǐ)。深蓝色，土状或皮壳状者淡蓝色。玻璃光泽。硬度3.5~4。密度3.7~3.9g/cm3。遇盐酸起泡。
蓝铜矿是原生含铜硫化物(wù)氧化后所形成的次生矿物(wù)，产于含铜硫化物(wù)矿床氧化带中，经常与孔雀石共生。它们的出现可(kě)作為(wèi)寻找原生铜矿床的标志(zhì)。粉末用(yòng)制蓝色颜料，称石青。药用(yòng)，称扁青。大量聚积时可(kě)作為(wèi)铜矿石利用(yòng)。
3．硅孔雀石(Chrysocolla)
成分(fēn)(Ca,Al)2H2Si2O5(OH)4·nH2O。隐晶质或胶状集合體(tǐ)，呈钟乳状、皮壳状、土状。绿色、浅蓝绿色，含杂质时可(kě)变成褐色、黑色。蜡状光泽，具陶瓷状外观，玻璃光泽，土状者呈土状光泽。硬度2~4。密度2.0~2.4g/cm3。
硅孔雀石又(yòu)名凤凰石，是水合铜硅酸盐矿物(wù)，為(wèi)一种次生的含铜矿物(wù)。在很(hěn)多(duō)铜矿地區(qū)都会存在这种由铜矿分(fēn)解而成的矿物(wù)，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。这是因為(wèi)铜矿遇到含二氧化硅的水而发生化學(xué)变化而产生的。此外，也常和玉髓相伴一起出现，為(wèi)部分(fēn)蓝色或绿色玉髓的重要内含物(wù)。
4．水胆矾(Blanchardite)
成分(fēn)Cu4SO4(OH)6。晶體(tǐ)属单斜晶系。单晶為(wèi)短柱至针状之透明至半透明晶體(tǐ)，有(yǒu)时亦呈板状、肾状或纤维状集合體(tǐ)。颜色為(wèi)翠绿色、黑绿色甚至為(wèi)全黑。淡绿色条痕。具有(yǒu)玻璃至珍珠光泽。硬度3.5～4。比重3.5～4克/厘米3。断口是参差状，有(yǒu)一个方向的良好解理(lǐ)。属于易脆矿物(wù)。水胆矾是一种次生矿物(wù)，常生于铜矿床上部的氧化带中。
5．氯铜矿(Atacamite)
成分(fēn)Cu2Cl(OH)3。含CuO50.4%。三方晶系。晶體(tǐ)呈短柱状。绿至蓝绿色。条痕绿色。玻璃光泽。解理(lǐ)平行鞭面體(tǐ)完全。硬度5。密度3.28－3.35克/厘米3 。
氯铜矿在铜矿床的氧化带中呈次生矿物(wù)产出，尤其是在干燥气候条件下，通常与孔雀石、蓝铜矿和石英伴生。氯铜矿也形成于火山(shān)口周围；
四、铜、铁、硫矿物(wù)转化与分(fēn)异
黄铜矿、磁黄铁矿（和黄铁矿）是早期高温低硫时最普遍的组合，硫化铁通常在黄铜矿前结晶。温度降低而硫的浓度增高，在含量Fe大于Cu时，黄铜矿、黄铁矿共生，而含量Cu大于Fe时黄铜矿、斑铜矿共生。低硫铜铁化合物(wù)高温时形成的固溶體(tǐ)，在温度降低后，易于分(fēn)解為(wèi)辉铜矿斑铜矿、黄铜矿斑铜矿、黄铜矿方黄铜矿等。进一步降温氧化，硫的浓度又(yòu)增高，不但硫化铁中已全部為(wèi)对硫[S2]2-，而硫化铜中也有(yǒu)了部分(fēn)对硫（铜兰CuS、CuS2），除斑铜矿、辉铜矿外，黄铁矿开始与铜兰共生。磁铁矿与磁黄铁矿、黄铁矿和黄铜矿在高温时共生，氧的浓度增加后，Fe2+逐渐氧化成Fe3+，磁黄铁矿变得不稳定而為(wèi)磁铁矿所交代。但硫和铁的结合虽不稳定，而硫和铜的结合却是稳定的（如黄铜矿），厚大的磁铁矿體(tǐ)在深处变為(wèi)磁黄铁矿和黄铜矿，其原因即在于此。
在氧增高时，铁与氧化合成磁铁矿，而铜与硫化合可(kě)以形成少铁多(duō)铜的斑铜矿以代替黄铜矿。氧化更强时，铁全部从铜铁硫化物(wù)中分(fēn)离出来，贫铁的斑铜矿為(wèi)无铁的辉铜矿所代替，此时全部铁氧化為(wèi)赤铁矿，形成赤铁矿与辉铜矿的组合。总之，铁与氧的亲和力比铜与氧的亲和力强。因此当Fe2+愈多(duō)地氧化成Fe3+，铁从铜铁硫化物(wù)中分(fēn)离出来，形成铁的氧化物(wù)也愈多(duō)；而铜则留下来在硫化物(wù)中形成含铁愈贫、直至无铁的硫化物(wù)。故还原条件下高Fe3+（含铜）硫化物(wù)与磁铁矿共生，而氧化条件下高铜硫化物(wù)则与赤铁矿共生。由此可(kě)见，随着氧化加强，铜、铁因与硫、氧结合倾向不同而逐步分(fēn)异。
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