黄铜矿

黄铜矿是分布最广的铜矿物，是炼铜的最主要矿物原料。中国商代或更早就已由黄铜矿等铜矿物炼铜。黄铜矿呈黄铜色，金属光泽；粉末呈绿黑色。摩斯硬度3.5～4，比重4.1～4.3。常呈致密块状或分散粒状产于多种类型铜矿床中。黄铜矿在地表易风化成孔雀石和蓝铜矿。

中国的主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部中条山地区、甘肃的河西走廊以及西藏高原等。其中以江西德兴、西藏玉龙等铜矿最著名。

世界其他主要产地有西班牙的里奥廷托，美国亚利桑那州的克拉马祖、犹他州的宾厄姆、蒙大那州的比尤特，墨西哥的卡纳内阿，智利的丘基卡马塔等。

世界铜成矿类型多样,按其地质---工业类型可分为：(1)斑岩型，(2)砂页岩型,(3)铜镍硫化物型，(4)黄铁矿型,(5)铜-铀-金型，(6)自然铜型,(7)脉型(8)碳酸岩型，(9)矽卡岩型

班岩型铜矿是一种储量大品位低可用大规模机械化露采的铜矿床矿石储量往往达几亿吨铜品位常常小于1%, 据世界上103 个斑岩型矿床统计单个矿床矿石量平均可达5.5 亿吨， 铜品位0.6%, 它是世界上重要的铜矿工业类型之一。

已知的斑岩铜矿多分布在：(1)环太平洋带， 包括南北美洲大陆边缘狭长的斑岩铜矿带, 如加拿大的洛涅克斯,伐利科帕，美国的宾厄姆,比尤特，莫伦锡,伊利，圣里塔,墨西哥的卡纳内阿，拉卡里达德拉,巴拿马的塞罗科罗拉多，秘鲁的米契基累,塞罗佛尔迪夸霍内，智利的埃尔阿布拉,丘基卡马塔，拉埃斯康迪达,埃尔萨尔瓦多和埃尔特恩特等，(2)特提斯斑岩铜矿带, 包括匈牙利的雷克斯克， 南斯拉夫的麦丹佩克, 伊朗的萨尔切什梅黑和马基斯坦的查盖地区矿床等。(3)中亚----蒙古,重要的矿床有乌兹别克东部的卡耳马克尔, 哈萨克斯坦巴尔喀什湖以北的科翁腊德， 蒙古中北部的额尔德图间鄂博南部的察干苏布尔加和东部的阿伦诺尔矿床等。

砂页岩型铜矿是泛指不同时代沉积岩中的层控铜矿,矿床产在一套沉积岩或沉积变质岩中，它是世界上铜矿主要工业类型之一,占世界铜储量30%左右，矿床以其规模大,品位高，伴生组分丰富为特点,因而其经济价值巨大。

该类矿床在世界上分布很广，除上述铜带外,还有原苏联乌多坎，杰兹卡兹甘铜矿,美国怀特潘，美国蒙大拿州西部一直延伸到加拿大西南部的贝尔特铜带,以及玻利维亚的科洛科洛铜带等，近年在阿富汗发现的巨大艾纳克铜矿和在巴西发现的萨洛博铜矿均属于此型。

黄铁矿型铜矿是指与海底火山作用有一定联系的含大量黄铁矿和一定数量铜、铅、锌的矿床,西方多称该类矿床为"块状硫化物矿床"。

目前世界上至少发现了420 个这种类型的矿床、加拿大、美国、原苏联、西班牙、葡萄牙、塞浦路斯、南非和日本等都是该类矿床的重要产地。

这种现代矿床是1978年在北纬21度附近的东太平洋脊上首次发现的，虽然铜锌品位很高( 铜6%, 锌29%),但脊上发现了一个长970 米，宽200 米,高35米，拥有2500万吨矿量的多金属块状硫化物矿床,第一次达到了具工业矿床的要求，其矿石含铜最高为11%,含锌0.8%,还含少量的银(PPM),钼(0.03%) 和锡(0.03%)。

1982美国又继续在北纬13度的海域进行调查，又发现了好几个矿床,最近在加拿大温哥华岛附近海域的埃克斯普劳勒中脊1%,但在原苏联这种类型却是头等重要的，占其铜总储量的30.6%,这种类型的重要矿床有：加拿大的萨德伯里,汤普逊，林累克,美国德卢斯杂岩，原苏联的贝辰加,诺里尔斯克,塔尔纳赫，"十月",澳大利亚的卡姆巴尔德杂岩，芬兰的哥达拉赫带,当然还有中国金川白家咀子的特大型。

除上述几类外， 还有脉型、自然铜型,碳酸岩型矽卡岩型等，它们总共才占世界铜总储量的3.6%, 但是对不同的国家来说，这些类型也许是重要的,如矽卡岩型对我国来说就是一个非常重要的工业类型， 占中国铜总储量的28%,所以，各国均应根据本国的具体地质环境, 寻找最具经济价值的优质矿床，也就是品位高,规模大，形状合适, 矿带边界明显。矿石易处理和含有价值的副产品的矿床，以保证获得高利润和可以长期生产, 这些因素中最重要的是要有高品位，这种高品位铜矿床最可能来源将是火山成因的黄铁矿型铜矿,层状矿床，以及某些矽卡岩矿床等。

全球性和区域性的一些铜成矿区带

(1) 环太平洋中新生代铜金带,尤其是东太平洋智利----秘鲁安第斯山,美国西南部，加拿大西南部斑岩铜矿集中区以及西南太平洋地区菲律宾,印度尼西亚,巴布亚新几内亚等斑岩铜金矿集中区

(2) 阿尔卑斯--喜马拉雅中生代斑岩铜矿带，包括前南斯拉夫,伊朗，巴基斯坦和中国西藏等巨大的斑岩铜矿集中区

(3) 中亚----蒙古带的古生代斑岩铜矿带,包括乌兹别克，哈萨克斯坦,蒙古和中国华北,东北等巨大铜矿集中区

(4) 中非赞比亚,扎伊尔砂页岩型铜矿带

(5) 美国----加拿大五湖地区

(6) 加拿大黄铁矿型铜矿集中区

(7) 中欧波兰----德国页岩铜矿区

(8) 西班牙--- 葡萄牙黄铁矿型铜矿带

(9) 俄罗斯西伯利亚铜镍硫化物矿区

(10)俄罗斯西伯利亚乌多坎砂页岩铜矿区

(11)俄罗斯乌拉尔和哈萨克斯坦阿尔泰黄铁矿铜多金属矿带

(12)印度马兰杰坎德铜矿区

(13)阿富汗艾纳克砂页岩型铜矿区；

(14)南澳奥林区克坝铜--铀--金矿区

(15)巴西卡腊贾斯萨洛博砂页岩型铜矿区等

黄铜矿（chalcopyrite)是 一种铜铁硫化物矿物。化学式：CuFeS2，常含微量的金、银等。正方晶系，晶体相对少见，为四面体状；多呈不规则粒状及致密块状集合体，也有肾状、葡萄状集合体。黄铜黄色，时有斑状锖色。条痕为微带绿的黑色。

黄铜矿是一种较常见的铜矿物，几乎可形成于不同的环境下。但主要是热液作用和接触交代作用的产物，常可形成具一定规模的矿床。产地遍布世界各地。在工业上，它是炼铜的主要原料。

在宝石学领域，它很少被单独利用，偶而用作黄铁矿的代用品。另它常参与一些彩石、砚石和玉石的组成。

晶体化学：理论组成(wB%)：Cu 34.56，Fe 30.52，S 34.92。通常含有Ag、Au、Tl、Se、Te，大多为机械混入物；有时含Ge、Ga、In、Se、Ni、Ti、铂族元素等。

结构与形态：四方晶系，a0=0.524nm，c0=1.032nm；Z=4。晶体 结构与闪锌矿、黝锡矿（Cu2FeSnS4）相似。黄铜矿、黝锡矿晶胞相当于闪锌矿单位晶胞的两倍，构成四方体心格子。在三种矿物的配位四面体中心都分布着阴离子S，在角顶则分布着不同的阳离子。由于三者的结构相似，因而在高温下可以互溶；而当温度降低时，由于离子半径相差较大，固溶体发生离溶。故常在闪锌矿中发现黄铜矿和黝锡矿小包裹体。

四方偏三角面体晶类，D2d-42m (Li42L22P)。晶体较少见。常见单形：四方四面体p{112}、-p 、r{332}、d{118}，四方双锥z{201}。双晶以(112)为双晶面或以[112]为双晶轴成简单双晶。可与黝锡矿或闪锌矿规则连生。主要呈致密块状或粒状集合体。

用途：在冶炼铜矿过程中存在重要反应

2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2

2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2

2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2 ↑

物理性质：主要成分名称：二硫化亚铁铜。化学式：CuFeS2.。铜铁都为正二价硫为负二价。

黄铜黄色，表面常有蓝、紫褐色的斑状锖色。绿黑色条痕。金属光泽，不透明。解理∥{112}、{101}不完全。硬度3~4。性脆。相对密度4.1~4.3。

产状与组合：分布较广。岩浆型，产于与基性、超基性岩有关的铜镍硫化物矿床中，与磁黄铁矿、镍黄铁矿密切共生。接触交代型，与磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿等共 生；亦可与毒砂或方铅矿、闪锌矿等共生。热液型，常呈中温热液充填或交代脉状，与黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、斑铜矿、辉钼矿及方解石、石英等共生。在地表风化条件下遭受氧化后形成CuSO4和FeSO4，遇石灰岩形成孔雀石、蓝铜矿或褐铁矿铁帽；在次生富集带则转变为斑铜矿和辉铜矿，可作找矿标志。

鉴定特征：其致密块体有时与黄铁矿相似，可以其较深的黄铜黄色及较低的硬度相区别。以其脆性与自然金（强延展性）区别。

工业应用：最重要的铜矿石矿物。

反射色黄。反射率：41.5（绿光），40.5（橙光），40（红光）。双反射不明显。弱非均质性。可见聚片双晶。

中国最早用黄铜铸钱开始于明嘉靖年间。“黄铜”一词最早见于西汉东方朔所撰的《申异经·中荒经》：“西北有宫，黄铜为墙，题日地皇之宫。”这种“黄铜”指的是何种铜合金，待考。《新唐书·食货志》又有‘青铜”、“黄铜”的称谓，分别指矿石颜色和冶炼产品，并非现在的铜锡合金与铜锌合金。宋人洪咨夔撰《大冶赋》中又有“其为黄铜也，坑有殊名，山多众朴”，指的是火法炼制的纯铜。黄铜一词专指铜锌合金，则始于明代，其记载见于《明会典》：“嘉靖中则例，通宝钱六百万文，合用二火黄铜四万七千二百七十二斤。”

通过对明代铜钱成分的分析，发现《明会典》中所说的铸钱种真正意义上的黄铜的出现较其它几种铜合金晚很多，这是因为黄铜中金属锌的获得比较困难。氧化锌在950℃一1000℃的高温下才能较快地被还原成金属锌，而液态锌在906℃时已经沸腾，所以还原得到的金属锌以蒸气状存在。在冷却时反应逆转，蒸气锌为炉中的二氧化碳再氧化成氧化锌，因此要得到金属锌必须有特殊的冷凝装置。这是金属锌的使用比铜、铅、锡、铁的使用晚得多的原因，也是黄铜铸币出现较晚的原因之一。但是，在姜寨仰韶文化遗址中曾出土有含锌量超过20%的黄铜片和黄铜管，山东胶县三里河龙山文化的地层中也曾出土两种黄铜锥。

显而易见，这些黄铜器物的出现并不是说人们在史前就掌握了黄铜的冶炼技术，而是人们在利用铜锌共生矿时无意中获得的。商周时期铜器的含锌量都很低，一般在10-z数量级。西汉、新莽的钱中有板个别的铜锌甘金钱，其中有的钱币中锌的含量达到7%，但是这并不能说明黄铜铸钱产生于西汉新莽之际。因为这些铜锌合金是极个别现象，其含锌量又普遍较真正意义上的黄铜含锌量15%一40%要小得多。所以我们认为这些含锌的铜钱是汉代在“即山铸钱”中使用铜锌共生矿时产生的。据对有关矿山进行调查后发现，山东的昌潍、烟台、临沂及湖北等地都有资源丰富的铜锌共生矿，这就使冶炼后的铜含有一小部分锌。到了唐代，由于铸钱材料的规范化，使所铸行的钱币中锌的含量均为恒量。

晶形完好，晶面有条纹，致密块状者与黄铜矿相似，但据其浅黄铜黄色，硬度大，及其具有导电性可与黄铜矿进行区别。 性脆，受敲打时很容易破碎，破碎面是参差不齐的。