一、概述

天然元素矿物是指某些元素在自然界中以单质形式存在的矿物。已知的天然元素矿物有近百种，约占地壳总重量的0.1%。包括铂族元素(钌、铑、钯、锇、铱、铂)，部分铜族元素(铜、银、金)，半金属元素(砷、锑、铋)，非金属元素(碳、硫)。

根据元素的化学性质，这类矿物可分为:

金属矿物:自然铂、自然金、自然银、自然铜等。

天然半金属矿物:天然铋等。

天然非金属矿物:天然硫磺、金刚石、石墨。

(1)构成

自然元素包括元素周期表中的惰性气体元素、铂族元素、铜族元素和一些非金属元素。这些元素中的一些可以形成简单的矿物，因为它们的化学惰性，如金和铂，而其他具有活性化学性质的元素，如铜和银，是因为它们在特定条件下容易从化合物中还原。

㈡晶体结构和物理性质

这类矿物的晶体结构属于三种晶格:金属晶格、原子晶格和分子晶格。由于晶体结构的不同，矿物的形貌和物理性质也不同。

1.金属晶格的矿物(如自然金、自然铜、自然铂等。)具有相同的内部颗粒尺寸，并且在最接近的排列中大多数是立方或六方的。因此，矿物具有高度的对称性，并且是等轴晶体。晶格中的粒子通过金属键连接，自由移动的电子填充在金属阳离子之间。因此，天然金属元素矿物具有金属特征:强烈的金属光泽，不透明的金属色(如金黄色、铜红色、银白色等。)、低硬度、延展性以及强导电性和导热性。因为颗粒的合力是无方向的，所以矿物的解理并不发展。因为元素原子量大，颗粒排列紧密，所以矿物比例显著。化学稳定性(铜银除外)，所以常见于砂矿。

2.矿物(如金刚石)在原子晶格中的晶格粒子是通过共价键连接的，所以是金属的，无色透明(无杂质)，硬度高，熔点高，不导电。

3.分子晶格中的矿物(如天然硫)，晶格中的原子通过共价键连接形成分子，分子之间通过分子键连接。它们的光学和电学性质取决于分子间的键合力，而它们的力学性质取决于分子间的键合力。因此，天然硫磺导电性弱，硬度低，熔点低。

(3)原因和发生

天然元素矿物在成因上有很大不同。铂族天然元素矿物常见于与基性和超基性岩浆有关的岩浆矿床中。金在热液矿床中很常见。银和铜通常存在于热液矿床或硫化物矿床氧化带的下部。它存在于金刚石超基性金伯利岩中，而石墨和硫的成因较多。

二。主要矿物描述

天然铂(白金)铂

【化学成分】成分中常含有铁，当铁的含量达到9-11%时，就成为粗铂矿(Pt，Fe)。其实一般称为天然铂，多为粗铂矿。此外，还常含有Pd、Rh、Ir、Ru、Os等类质同象化合物。

【形态】等轴晶系，晶体少。通常以不规则细颗粒的形式存在。有时是大块的。

【物理性质】颜色从银白色到钢灰色，(随着铁含量的增加颜色变深)。条纹呈亮钢灰色，有金属光泽，硬度4-4.5。比重15-19(纯铂21.5)。不透明。富有延展性。微磁性(含铁量高，磁性显著)。好的指挥。高熔点。

【成因与赋存状态】产于与铂矿床有关的基性和超基性岩的原生矿石和砂矿中。它也存在于矽卡岩型含金铁矿床和含铂应时矿脉中。与其他铂族矿物、铜镍硫化物矿物和铬铁矿共生。

【鉴别特征】银白色-钢灰色，富有延展性，熔点高(1755 & ordmc)和普通酸不熔化。

【化学成分】纯金在自然界很少见。该组合物通常含有银、铜、铑、铋、铁和其他元素。当银含量达到15-50%时，称为银金矿床。

【形态】晶体为八面体，但很少见到，通常为分散的颗粒状和树枝状集合体。

【物理性质】金黄色，含银、铜时颜色较浅，金黄色条纹明亮，金属光泽强，硬度2.5-3，无解理和锯齿状断口。比重15.6-18.3(纯金19.3)。它有延展性，可以锤成金箔。具有高导热性和导电性。化学性质稳定，不溶于酸，仅溶于王水。

【成因及赋存状态】可分为原生矿和砂矿。原生矿常产于与中酸性火成岩有关的高、中、低温热液应时脉和热液蚀变带中，常与黄铁矿、毒砂、黄铜矿共生。金矿床是由二次搬运和沉积作用形成的。

【鉴别特征】其特点是色泽金黄，金属光泽强，硬度低，延展性丰富，比重大。

【化学成分】常含少量金、铜、锑等杂质。

【形态】晶体少见，多呈树枝状和不规则颗粒状。也有大块的。

【物理性状】银白色，表面常呈灰黑色。条纹是明亮的银白色。金属光泽。硬度2.5-3。没有意义，参差不齐的骨折。比重为10.1-11.1。是电和热的良导体。

【成因与赋存状态】(1)热液成因的自然银产于中低温的应时、方解石和重晶石矿脉中。

(2)外源自然银存在于含银硫化物矿床氧化带的下部。

【鉴别特征】以银白色、富有延展性、比重高为特征。

【化学成分】次自然铜比较纯，但原生自然铜往往含有铁、银、金等杂质。当含金量达到2-3%时，称为金铜。

【形态】晶体少见，偶有立方体或四六面体。常为不规则、树枝状、片状、颗粒状等。

【物理性状】铜红色，有明亮的铜红色条纹，有金属光泽。硬度2.5-3，无解理，断口呈锯齿状。比重8.5-8.9。富有延展性。它是电和热的良导体，化学性质适中。在氧化条件下，表面经常被氧化成黑色的氧化铜(CuO)膜。

【成因与赋存状态】自然铜主要赋存于含铜硫化物矿床的氧化带中，是硫化铜向氧化物的过渡产物；

硫化铜→铜→Cu2→碳酸铜

此外，热液蚀变也出现在基性火成岩和火山岩中。有时自然铜以交代砂砾岩胶结物的形式出现在含铜砂岩中。

【鉴别特征】其特征为铜红色，表面有黑色氧化膜，或带孔雀石的绿色膜，有金属光泽，富有延展性，比重大，易溶于稀硝酸，常与蓝铜矿、孔雀石共生。

天然硫磺

【化学成分】常混泥或有机质，有Se、Te等物质的类质同象混合物。

【形态】晶体形态少见，偶有双锥形或厚板状。集合体常呈致密、土状、囊状、瘤状、钟乳石状等。

【物理性质】纯硫呈黄色，有机质呈黄灰色、棕黑色等。条痕为白色至微黄色，晶面为钻石光泽，断口略呈油腻光泽。水晶透明到半透明。硬度1-2。极其脆，没有乳沟。比重2.05-2.08。低熔点(119 & ordmc)、燃点低(270 & ordmc)燃烧时会产生SO2气味。它是热和电的绝缘体。摩擦产生负电。拿在手里，可以听到耳朵里轻微的爆裂声。

【成因及产状】(1)火山喷发型:由硫蒸气直接结晶或H2S氧化形成。

(2)沉积型:由生物化学作用(硫细菌作用)形成。与石膏、方解石、天青石等共生。这种类型一般比较大，有很大的工业价值。

(3)风化型:由金属硫化物或硫酸盐氧化分解形成。

【鉴别特征】其特点是颜色为黄色，油状光泽，硬度低，易碎，易燃(燃烧时产生淡蓝色火焰，散发硫磺气味)，易熔化。

【化学成分】常含有石墨夹杂物和硅、铝、镁、铁、钛等夹杂物。

【形态】常为八面体，晶面常呈花纹状，有时为菱形十二面体、立方体、六角四面体，晶边常呈弧形、圆形。自然界中的钻石大多是圆形或碎形的。

【物理性质】无色透明，或带有蓝、棕、黄、绿、黑等颜色。强烈的钻石光泽。硬度10，是最硬的矿物。(绝对硬度是应时的1000倍，刚玉的150倍)。在紫外线照射下，发出紫、蓝、绿荧光。高熔点和极其稳定的化学性质。

【成因及产状】产于超基性岩的金伯利岩(角砾云母橄榄岩)中，高温高压下岩浆分异作用形成。含矿母岩风化后，可富集完整的金刚石砂矿。

【鉴别特征】其特点是硬度极高，钻石光泽灿烂，晶面和棱边圆润，发光。

【化学成分】很少纯净，往往含有10-20%的杂质，如钙、镁、铜、磷、硅等氧化物，沥青，气体等。

【形态】晶体很少是完整的，有时呈六角板或片状，通常呈鳞片状或片状集合体。

【物理性质】铁黑色-钢灰色。条纹是亮黑色的。金属光泽。1硬度。比重2.09-2.23，片状有弹性。感觉很油腻。脏手。电的良导体。耐高温。化学稳定性强，不溶于酸。

【原因及发生】石墨在高温下还原形成。

(1)含沥青质和碳的煤层或沉积岩是由区域变质或接触变质作用形成的。

(2)石灰岩与岩浆侵入接触，石灰岩分解CO2，还原成石墨。

【鉴别特征】以颜色、条痕、比重低、硬度低、手感滑为特征。