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方铅矿和闪锌矿怎么分:掂重和解理组数定案

铅锌矿脉的露头上常并排嵌着两种矿石:一种铅灰色,断面平整发亮,敲下来是规规矩矩的小方块;另一种黑褐色,表面像涂了一层树脂,敲下去碎成棱角不规则的块。两者共生了几亿年,却常被当成同一种矿物的不同颜色。

先掂重量:一个是普通岩石的近三倍,一个只比石英重一点

方铅矿的密度是 7.4–7.6 克/立方厘米,闪锌矿是 3.9–4.2 克/立方厘米。同样体积的碎块,前者托在手上像一块铁,后者接近花岗岩。这个差别在边长 2 厘米左右的块体上就非常明确,几乎不需要经验。

密度差的根源在阳离子。铅的原子量是 207,锌是 65,方铅矿的晶胞里塞的是重原子。矿脉里常见的方铅矿标本掂过几次之后,手感会形成一个记忆,再遇到闪锌矿时会立刻觉得轻,这比记数字更管用。

再敲解理:三组立方和六组菱形,碎块形状不同

方铅矿有三组互相垂直的完全解理,沿立方体的三个面裂开,所以敲碎后的小块仍是立方体,解理面平整如镜,能映出对面的人影。这是它最容易被记住的特征,一块方铅矿从任何方向敲,落下来的都是小方块。

闪锌矿有六组完全解理,方向平行于菱形十二面体的六个面,碎块呈菱形或四面体状,解理面上能看到阶梯状的小台阶。二者的组数不同,碎块形状不同,把两块标本各敲一下摆在纸上,几何差别一眼可辨,比看颜色可靠得多。

最硬的一条在条痕和光泽:一个金属灰,一个树脂黄

方铅矿的条痕是铅灰色,与它的新鲜面几乎同色,金属光泽强,反光锐利。闪锌矿的条痕是浅黄至褐黄色,带明显的褐调,光泽偏树脂状,反光柔和。两块都在瓷板上划一道,颜色与亮度都不同,很难互换。

硬度上是连续的差别,不是断层。方铅矿硬度 2.5–2.75,指甲勉强能划出浅痕;闪锌矿硬度 3.5–4,指甲划不动,小刀能划动。用指甲和小刀做两次测试,结果组合起来,两种矿物的归属就确定了,不必再找别的判据。

混进来的是氧化带的两种碳酸盐

方铅矿风化后变成白铅矿,成分是碳酸铅,硬度 3–3.5,密度 6.4–6.6 克/立方厘米,颜色灰白至白,光泽从金属变成金刚状,敲开是贝壳状断口,没有立方解理。它的密度比方铅矿低一档,硬度反而高一点。

闪锌矿风化后变成菱锌矿,硬度 4.5–5,密度 4.3–4.4 克/立方厘米,常呈葡萄状、肾状皮壳,颜色绿、蓝、白都有。它比原生闪锌矿硬,也没有六组解理。本文判断:氧化带里认矿,先看有没有解理,没有解理的多半已经不是硫化物。

关键数据

下列数值取自矿物学手册与矿床学教材的常见区间,含铁高的闪锌矿颜色会加深、密度略降。测密度取新鲜无空洞的块体,带白铅矿外壳的样品会明显偏轻。

  • 方铅矿:硬度 2.5–2.75,密度 7.4–7.6 克/立方厘米,条痕铅灰。
  • 闪锌矿:硬度 3.5–4,密度 3.9–4.2 克/立方厘米,条痕浅褐黄。
  • 方铅矿三组立方体解理,闪锌矿六组菱形十二面体解理。
  • 白铅矿:硬度 3–3.5,密度 6.4–6.6 克/立方厘米,无解理。
  • 菱锌矿:硬度 4.5–5,密度 4.3–4.4 克/立方厘米,常呈皮壳状。
  • 铅的原子量 207,锌的原子量 65,密度差主要来自阳离子。

边界

细粒集合体会让解理判据失效。方铅矿呈致密块状、颗粒小于 1 毫米时,敲下去不按解理裂开,断口变成不平坦状,只能靠密度和条痕辨认。闪锌矿的隐晶质变种同样没有可见解理面,胶状闪锌矿更是完全没有晶面。

含铁的闪锌矿颜色从褐到黑,条痕也随之加深,容易被当成别的黑色矿物,密度却仍在 4.0 克/立方厘米附近。本文判断:颜色深而密度不到 5 的黑色金属光泽矿物,先按铁闪锌矿处理,再看解理确认,不要直接判成方铅矿。

参考文献

  • 王濮, 潘兆橹, 翁玲宝.《系统矿物学》. 地质出版社, 1982–1987. —— 硫化物各论。
  • Klein C, Dutrow B. Manual of Mineral Science (23rd ed.). Wiley, 2008. —— 解理与密度数据表。
  • Deer W A, Howie R A, Zussman J. An Introduction to the Rock-Forming Minerals (2nd ed.). Longman, 1992. —— 方铅矿、闪锌矿条目。
  • 中国大百科全书总编辑委员会.《中国大百科全书·地质学》. 中国大百科全书出版社, 1993. —— 白铅矿、菱锌矿条目。
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文章名称:方铅矿和闪锌矿怎么分:掂重和解理组数定案
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