化學組成
Cu34.56%,Fe30.52%,S34.92%。通常含有混入物(大多為機械混入物)Ag、Au、Tl、Se、Te,;有時還有Ge、Ga、In、Sn、Ni、Ti、Pt等。黃銅礦中伴生有益元素的含量随成因類型、成礦溫度及成礦階段的不同而有所不同。
晶體結構
黃銅礦(CuFeS2)有三種同質多像變體:高溫等軸晶系變體,在550℃以上穩定,Cu、Fe離子在結構中無序排列,呈閃鋅礦型結構。當溫度在550~213℃時,Cu、Fe離子在結構中有序分布,為四方晶系變體。當溫度低于213℃時為斜方晶系變體。最常見的為四方晶系變體。
四方晶系,D122dI42d;a0=0.524nm,c0=1.032nm;Z=4。晶體結構與閃鋅礦、黝錫礦相似。在閃鋅礦結構中,以S為中心,四面體的四個角頂為Zn離子占據;在黃銅礦結構中,這四個位置上有兩個為Cu占據,Fe和Sn各占據一個角頂(如圖1)。由于它們結構的相似性,所以在高溫時可以互溶;而當溫度降低時,由于它們的離子半徑相差較大,固溶體發生離溶。故常可在閃鋅礦中發現黃銅礦和黝錫礦的小包裹體。
形态:四方偏三角面體晶類,D2d-42m(Li42L22p)晶體較少見。常見單形:四方四面體p{112}、-p{112}、r{332}、d{118},及四方雙錐x{201};少見單形:四方偏三角面體ω{756}。雙晶以(112)為雙晶面或以(112)為雙晶軸成簡單雙晶(如圖2)。由于晶體結構的相似性,可見黃銅礦與黝錫礦或閃鋅礦晶體的規則連生。黃銅礦主要呈緻密塊狀或分散粒狀集合體,有時呈脈狀。
物理性質
黃銅黃色,表面常有藍、紫褐色的斑狀锖色。綠黑色條痕。金屬光澤,不透明、具導電性,硬度3~4,性脆。相對密度4.1~4.3。
成因及産狀
黃銅礦分布較廣,可在各種條件下形成。主要通過岩漿作用、接觸交代作用、成礦熱液作用而結晶形成。共生礦物有黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、斑銅礦、輝钼礦、磁黃鐵礦、毒砂、輝钴礦、輝銅礦、銅藍、硫砷銅礦等。非金屬礦物有方解石、石英、長石。
不同的成礦作用産生不同的黃銅礦礦物組合。黃銅礦是難于細菌氧化的礦物。在銅硫化物中黃銅礦屬于比較惰性。細菌氧化黃銅礦時,銅離子進入溶液。本課題以這類礦石為研究對象,針對這兩個關鍵點,進行銅鋅硫化礦和鋅鐵硫化礦的有效分離和高效捕收的基礎研究。由于銅是一些酶的組成成分,因此微量銅元素對細菌生長是有利的。但是當進入溶液銅離子量大時,會造成毒害。
産地分布
黃銅礦是分布最廣的銅礦物,中國的主要産地集中在長江中下遊地區、川滇地區、山西南部中條山地區、甘肅的河西走廊以及西藏高原等。其中以江西德興、西藏玉龍等銅礦最著名。世界其他主要産地有西班牙的裡奧廷托,美國亞利桑那州的克拉馬祖、猶他州的賓厄姆、蒙大那州的比尤特,墨西哥的卡納内阿,智利的丘基卡馬塔等。
鑒定特征
黃銅礦,可以從它的顔色和條痕當中鑒别出來;它和黃鐵礦相像,但是硬度不如黃鐵礦,黃鐵礦的硬度是6-6.5;它和金類似,但是硬度比金高,也比金脆,金的硬度是2.5-3;它和黃鐵礦一樣,在野外很容易被誤會為黃金,因此被稱為愚人(Fool'sGold)。