銅礦石

銅元素存在的礦物形態

銅礦石是銅元素主要以化合物形式,少數以單質形式存在的礦物形態。自然界中的含銅礦石有200多種,常見的銅礦可分為自然銅、硫化礦和氧化礦三種類型。銅礦石的脈石主要是石英,其次為方解石長石、雲母、綠泥石重晶石等。

概述


銅在地殼中主要以化合物形態存在,自然界中的含銅礦物有200多種,常見的銅礦物可分為自然銅、硫化礦和氧化礦三種類型。自然銅在自然界中很少,主要是硫化礦和氧化礦。硫化礦分佈最廣,是主要的煉銅原料。銅的硫化礦中分佈依次為黃銅礦斑銅礦輝銅礦
銅的氧化礦,以孔雀石分佈最廣。硫化銅礦石中,除了銅的硫化礦物外,還有黃鐵礦閃鋅礦方鉛礦、鎳黃鐵礦等。氧化銅礦石中,常見的其他金屬礦物有褐鐵礦赤鐵礦菱鐵礦等。銅礦石中的脈石,主要為石英,其次為方解石、長石、雲母、綠泥石、重晶石等。脈石主要成分為SiO2CaOMgO、Al2O3等。銅礦石中還含有少量的砷、銻、鉍、鈷、硒、碲、金、銀等。

自然銅


自然銅的主要成分是Cu,原生自然銅成分中有時含銀和金等。銅的晶體結構屬等軸晶系,晶體呈立方體,但少見;一般呈樹枝狀、片狀或緻密塊狀集合體。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,具強延展性,斷口呈鋸齒狀,為電和熱的良導體,比重8.5~8.9。自然銅常見於含銅硫化物礦床氧化帶內,一般是銅的硫化物轉變為氧化物時的產物。
熱液成因的原生自然銅常成浸染狀見於一些熱液礦床中,含銅砂岩中亦常有自然銅產出。自然銅在自然界存在產量十分稀少,主要分佈於美國密執安州的蘇必利爾湖南岸(1857年這裡發現重達420噸的自然銅塊)、俄羅斯的圖林斯克和義大利的蒙特卡蒂尼等。在中國的湖北、雲南、甘肅、長江中下游等地銅礦床氧化帶等地區,也有自然銅的存在。

硫化礦


硫化礦主要包括黃銅礦、斑銅礦和輝銅礦等。

黃銅礦

黃銅礦的成分CuFeS2,含Cu34.56%。最常見的為四方晶系變體。晶體呈四方雙錐或四方四面體,但很少見;經常呈粒狀或緻密塊狀集合體。黃銅色,表面常因氧化而呈金黃或紅紫等錆色;條痕綠黑色。硬度3~4;比重4.1~4.3。主要產於銅鎳硫化物礦床、斑岩銅礦、接觸交代銅礦床以及某些沉積成因(包括火山沉積成因)的層狀銅礦中。在風化作用下,黃銅礦轉變為易溶於水的硫酸銅,後者當與含碳酸的溶液作用時便形成孔雀石、藍銅礦;與原生的硫化銅礦物作用,可形成次生斑銅礦、輝銅礦和銅藍,形成銅的次生富集。黃銅礦是煉銅的主要礦物原料之一。
黃銅礦主要存在於西班牙的里奧廷托,美國亞利桑那州的克拉馬祖、猶他州賓厄姆、蒙大那州的比尤特墨西哥的卡納內阿,智利丘基卡馬塔等。在中國,長江中下游地區、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也有黃銅礦的存在。其中以江西德興、西藏玉龍等銅礦最為著名。

斑銅礦

化學組成Cu5FeS4,為硫化物礦物。由於斑銅礦中常含有黃銅礦、輝銅礦的顯微包裹體,其成分變化很大。斑銅礦為等軸晶系。單晶極為少見,通常呈緻密塊狀或粒狀不規則狀集合體。新鮮斷面呈古銅紅色,表面常呈藍紫斑狀錆色而得名;條痕灰黑色。具有金屬光澤,不透明,無解理;硬度3,比重4.9~5。
斑銅礦可形成於Cu-Ni硫化物礦床、矽卡岩礦床及銅硫化物礦床的次生硫化物富集帶中。斑銅礦在氧化環境中易遭受分解而形成孔雀石、藍銅礦、赤銅礦、褐鐵礦等礦物。斑銅礦主要存在於美國蒙大那州的比尤特,墨西哥卡納內阿和智利丘基卡馬塔等。在中國雲南東川等銅礦床以斑銅礦的形式存在。

輝銅礦

輝銅礦化學成分Cu2S,含Cu79.86%,屬斜方晶系。晶體少見,通常呈煙灰狀、粒狀或緻密塊狀。鉛灰色;條痕暗灰色。具有金屬光澤。硬度2~3,比重5.5~5.8。
輝銅礦可以是內生熱液成因的,也可以是外生成因,是煉銅的主要礦物原料之一。主要分佈在美國的布里斯托、康涅狄格州、比由特、蒙大拿、亞利桑那州、賓厄姆峽谷、猶他州、鴨城,田納西州英國的康瓦爾,納米比亞楚梅布、義大利托斯卡納和西班牙的力拓礦區、美國的內達華州的Ely礦區、Arizone州的Morenci,Miami和Clifton礦區以及蒙大拿州的比由特礦區等地。在中國,雲南東川銅礦主要以輝銅礦形式存在。

氧化礦


氧化礦主要可以分為藍銅礦,赤銅礦和孔雀石等。

藍銅礦

藍銅礦的化學式為Cu(OH)2(CO3)2,成分相當穩定。屬單斜晶系。晶體常呈短柱狀、柱狀或厚板狀,集合體為緻密塊狀、晶簇狀、放射狀、土狀或皮殼狀、薄膜狀等。深藍色,土狀塊體呈淺藍色;淺藍色條痕;晶體呈玻璃光澤,土狀塊體呈土狀光澤;透明至半透明。解理完全或中等;貝殼狀斷口;硬度3.5~4,比重3.7~3.9,性脆。
產於銅礦床氧化帶、鐵帽及近礦圍岩的裂隙中,是一種次生礦物,常與孔雀石共生或伴生,其形成一般稍晚於孔雀石,但有時也被孔雀石所交代。主要分佈於尚比亞、澳大利亞、納米比亞、俄羅斯、扎伊爾、美國等地區。在中國,廣東陽春、湖北大冶和贛西北均有藍銅礦的存在。

赤銅礦

赤銅礦的化學式為Cu2O,含Cu88.8%。屬等軸晶系。晶體呈細小八面體形,有時呈針狀或毛髮狀稱為針赤銅礦;集合體呈粒狀、緻密塊狀或土狀。暗紅色,條痕褐紅,具有金剛光澤或半金屬光澤。硬度3.5~4,比重6。
形成於外生條件下,赤銅礦主要見於銅礦床氧化帶,是含銅硫化物氧化后的產物。大量聚積時可作為銅礦石利用。主要分佈於法國、智利、玻利維亞南澳大利亞、美國等地區。在中國,雲南東川銅礦和江西、甘肅等地區的銅礦區存在氧化銅

孔雀石

銅礦石
銅礦石
孔雀石的化學組成Cu2(OH)2CO3。屬單斜晶系。晶體常呈柱狀。集合體呈晶簇狀、腎狀、葡萄狀、皮殼狀、充填脈狀、粉末狀、土狀等。在腎狀集合體內部具有同心層狀,由深淺不同的綠色至白色組成環帶,形似孔雀羽毛上的花紋,所以得名。土狀孔雀石稱為銅綠(或稱石綠),一般為綠色,但色調變化較大,從暗綠、鮮綠到白色;淺綠色條痕;玻璃至金剛光澤,纖維狀者呈絲絹光澤。解理完全;硬度3.5~4,比重4.0~4.5。
孔雀石大量產出時可煉銅,質純形美的孔雀石可作裝飾品及藝術品,粉末可作綠色顏料。孔雀石可作為銅礦的找礦標誌。孔雀石產於銅礦床氧化帶,常與藍銅礦共生或伴生。