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【收藏】矿物&元素鉴赏————镓矿物

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关于镓的化学性质大家都不陌生,想必本吧人人手中都有镓的单质了,不过你真的了解这种元素吗?这里我来给稍微拓展一些关于含镓矿物的皮毛常识——
1L空出


IP属地:广东1楼2020-07-19 10:25回复
    镓在地壳中的丰度和第四周期的钴差不多,我们都知道价格和稀有程度基本是钴矿>镍矿>铜矿,这三种元素矿床的开采最低含量则是相反排列,这在另一方面也是粗略反映了这三种化学元素在地壳中含量的排行,你可以在铜矿场找到纯度很高的铜矿石,在镍矿场的精选矿区找到纯度很高的镍矿也不是非常困难,但在钴矿区找到纯度很高的钴矿,则是非常困难,甚至稍微大一点的晶体都会被作为矿物标本高价出售,而这也仅限于钴产量接近世界前几的刚果,澳大利亚,加拿大等几个国家的特定矿场。事实上市面上可见的钴矿标本很多都来自刚果,而中国则明显是贫钴的国家,钴的开采基本依靠伴生铜矿镍矿,甚至每年需要从国外进口。谈论了那么多钴的故事,那么下面我回到正题,详细介绍镓和它的矿物的一些常识。
    镍黄铁矿,本人采集于甘肃金昌


    IP属地:广东2楼2020-07-19 10:41
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      dd


      IP属地:广东来自Android客户端3楼2020-07-19 11:00
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        镓和钴不一样,在地壳中的分布十分分散,多以铝土矿,三水铝石,闪锌矿等矿物中的杂质元素出现,关于它的工业提炼也是基于这几种矿物,不过再分散的存在也总是会有例外,镓也可以形成独立的矿物,到目前为止国际矿物协会认证命名的镓矿物有9种,它们分别是:
        Gallite(硫镓铜矿/灰镓矿/镓石)化学式:CuGaS2
        Gallobeudantite(砷铅镓矾?)化学式:PbGa3(AsO4)(SO4)(OH)6
        Galloplumbogummite(磷铅镓铝锗矿?)化学式:Pb(Ga,Al,Ge)3(PO4)2(OH)6或Pb(Ga,Al)3-xGexH1-x(PO4)2(OH)6 for 0 <= x <= 1
        Ishiharaite(石原舜三石?)化学式:(Cu,Ga,Fe,In,Zn)S
        Krieselite(羟锗铝镓矿?)化学式:(Al,Ga)2(GeO4)(OH)2
        Richardsite (硫镓铜锌矿?)化学式:Zn2CuGaS4
        Söhngeite(羟镓石)化学式:Ga(OH)3
        Tsumgallite(羟氧镓石)GaO(OH)
        Zincobriartite(硫镓锗锌铁铜矿?)化学式:Cu2(Zn,Fe)(Ge,Ga)S4
        注意:?后缀代表无官方中文命名,只是楼主为了方便称呼而临时使用
        除此之外,还有未命名的4种镓矿物,在这就不列举了,大家有空可以上网搜一搜


        IP属地:广东4楼2020-07-19 11:03
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          前排插


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          IP属地:北京来自iPhone客户端5楼2020-07-19 11:03
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            关于上述的9种含镓矿物,除了第一种和第三种,其他都极其稀有,图片数据非常缺乏,不过正是这些矿物的特殊性,所以有关它们的性质,晶体结构都有很详细的研究,这里就不再一一列举了,从后面开始,我会详细介绍下最主要的镓矿物,也就是第一种——硫镓铜矿


            IP属地:广东6楼2020-07-19 11:07
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              ga作为稀散元素。这些矿怕是得贵死吧


              IP属地:上海7楼2020-07-19 11:27
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                Gallite——也就是硫镓铜矿(为啥中文官方不翻译为镓石?),是这9位中发现最早的含镓矿物,也是人类第一次在自然界发现的镓的单独矿物,关于镓石最初的描述早在1959年,文献(Strunz, H., Geier, B.H., Seeliger, E. (1958) Gallite, CuGaS2, das erste selbständige Galliummineral, und seine Verbreitung in den Erzen der Tsumeb- und Kipushi-Mine. Neues Jahrbuch für Mineralogie, Monatshefte: 241-264.),从这里可以看出,这种矿物在刚果的Kipushi-Mine和纳米比亚的楚梅布同时发现,所以这是一个双模式产地矿物,到后人们发现,这种矿物虽然在世界的其他地区是极其稀有的存在,但就在这两个矿区则是经常和铜矿锗矿伴生的存在,在这小小提一句,这两个产地不仅发现了大量的镓矿物,还有很多的锗矿物,从刚才我列出的那个表格可以看到镓和锗经常一起形成矿物,有趣的是,相隔将近1000公里,这两个矿不仅同时发现了镓石,甚至很多含锗矿物这两个矿山同样都有出产,是不是有点大陆漂移论的感觉?(目前有论证大陆漂移观点的矿山就有俄罗斯摩尔曼斯克州的某些矿山和加拿大的MSH矿山的矿物类型高度相似),当然本人非地质专业,所以仅做猜想,切勿当真。
                到现在为止,这种“最常见”的镓矿物的产地也仅仅有大西洋两个小岛,上文提到的非洲两个产地,还有保加利亚三个产地(PS:以后随着技术发展可能会发现更多),中国在国内有没有这种矿物的发现呢?很遗憾我不清楚,不过不排除中国在国内早已发现过这种矿物的可能。(70年代法国在南太平洋发现了自然镍,然后中国学者就跟进研究潮流在燕山花岗岩体也发现了自然镍,所以什么都是有可能的对于中国)。


                IP属地:广东8楼2020-07-19 11:28
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                  这个非洲两个产地,分别在刚果民主共和国和纳米比亚


                  IP属地:广东9楼2020-07-19 11:34
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                    这是本人收藏的一块镓石标本,镓石为标本的银白色部分,然后铜红色部分则是一种锗矿物硫铜锗矿((Cu1+,Zn)11Fe4(Ge4+,As5+)2S16)


                    IP属地:广东10楼2020-07-19 11:37
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                      标本的背面有少量白色晶体,看晶形推测是羟镓石,不过也不排除会有羟氧镓石的存在(视野:10mm)。
                      说到羟镓石,这是当地出产的一种“常见”次生镓矿,发现时间稍晚比镓石晚一点(1965),也是第二种人类发现的单独镓矿物,这种矿物经常可以在镓石表面被发现。


                      IP属地:广东11楼2020-07-19 11:45
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                        帖子更到这里了就再谈谈刚才提到的纳米比亚楚梅布这个神奇产地吧(真的神奇),首先,它是世界著名的铜铅锌银锗镉矿,以丰富的稀有和稀有矿物而闻名,最早于1907年开始开采运营,1996年因为经济问题而关闭,在将近一个世纪的开采中,这个矿发现了72种新矿物(大部分都是镓或锗矿物),1种双模式产地矿物(镓石),光这一个矿区的矿物种类就达到了321种,这是个什么概念,就列举矿圈国内外闻名的湖南瑶岗仙钨锡矿田,这个矿区所有的有效矿物种类也就只有72种(没有发现新矿物),而且就楚梅布出产的矿物标本来说,也基本都是世界顶级的,列举菱锌矿(碳酸锌),在世界上其他产地出产的菱锌矿多以小晶体或微晶体聚合体出现,而在这个产地的菱锌矿可以形成几厘米大小的巨大单晶,如图


                        IP属地:广东13楼2020-07-19 12:01
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                          最后再稍微谈下含镓矿物以及和镓石的近亲,在矿物中,镓主要存在于水铝石和闪锌矿中,而在硫化物矿床中,70%以上的镓都富集在闪锌矿中,在富硫的还原性条件中镓以六配位形式进入闪锌矿晶格,同样的,硫镓铜矿中的镓也可以被锌类质同象。
                          硫镓铜矿所属于黄铜矿群,基本化学式可以简化为ADX2(X=S,Se),AD则可以是各种金属元素,晶体结构上和黄铜矿相似,在结构上和闪锌矿结构类型密切相关。如果把镓石的镓元素换成铟,就可以得到(硫铟铜矿)Roquesite(CuInS2)——一种”常见“的铟矿物,就像镓矿物地域分布特点一样,现有的资料表示在日本铟矿物大量产出,由此我们可以得知,基本大部分稀散元素都有很强的特定地域分布的特点,如铪的唯一独立矿物铪石(HfSiO4),它只在莫桑比克有比较宏观的产出,Tl元素为数不多的矿物大多出产于美国犹他州某个矿区,北马其顿某个矿区和中国贵州某个矿区,钪的几种矿物在奥地利某个采石场和挪威有大量产出(这里的宏观产出主要指矿物以非显微状态或光学显微镜可观察的大小出产)
                          虽然上述稀散元素在特定产地能很罕见的以单独矿物产出,但我们要知道在正常的情况下,人们用最精密的仪器也很难在一般的矿物如闪锌矿,黄铁矿表面或着附近找到这些稀散元素的独立矿物,这也是这些稀散元素单独矿物难以被发现的原因,稍微能令国人自豪的是16种铟矿物中有2种是中国人发现的,它们都产自河北,不过这也是当年年研究人员耗费十几年的心血才达到的成果,发现这些矿物真是可遇而不可求。


                          IP属地:广东14楼2020-07-19 12:59
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                            我还莫得Ga


                            IP属地:广东来自Android客户端15楼2020-07-19 13:04
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                              最后来张某个镓矿物的结构,各位猜猜是我上面列举的9个中的哪一个


                              IP属地:广东16楼2020-07-19 13:09
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