[科普中国]-铜矿石

铜矿石是铜元素主要以化合物形式，少数以单质形式存在的矿物形态。自然界中的含铜矿石有200多种，常见的铜矿可分为自然铜、硫化矿和氧化矿三种类型。铜矿石的脉石主要是石英，其次为方解石、长石、云母、绿泥石、重晶石等1。

概述铜在地壳中主要以化合物形态存在，自然界中的含铜矿物有200多种，常见的铜矿物可分为自然铜、硫化矿和氧化矿三种类型。自然铜在自然界中很少，主要是硫化矿和氧化矿。硫化矿分布最广，是主要的炼铜原料。铜的硫化矿中分布依次为黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿。

铜的氧化矿，以孔雀石分布最广。硫化铜矿石中，除了铜的硫化矿物外，还有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、镍黄铁矿等。氧化铜矿石中，常见的其他金属矿物有褐铁矿、赤铁矿和菱铁矿等。铜矿石中的脉石，主要为石英，其次为方解石、长石、云母、绿泥石、重晶石等。脉石主要成分为SiO2、CaO、MgO、Al2O3等。铜矿石中还含有少量的砷、锑、铋、钴、硒、碲、金、银等1。

自然铜自然铜的主要成分是Cu，原生自然铜成分中有时含银和金等。铜的晶体结构属等轴晶系，晶体呈立方体，但少见；一般呈树枝状、片状或致密块状集合体。铜红色，表面易氧化成褐黑色。条痕呈光亮的铜红色。金属光泽。硬度2.5~3，具强延展性，断口呈锯齿状，为电和热的良导体，比重8.5~8.9。自然铜常见于含铜硫化物矿床氧化带内，一般是铜的硫化物转变为氧化物时的产物2。

热液成因的原生自然铜常成浸染状见于一些热液矿床中，含铜砂岩中亦常有自然铜产出。自然铜在自然界存在产量十分稀少，主要分布于美国密执安州的苏必利尔湖南岸（1857年这里发现重达420吨的自然铜块）、俄罗斯的图林斯克和意大利的蒙特卡蒂尼等。在中国的湖北、云南、甘肃、长江中下游等地铜矿床氧化带等地区，也有自然铜的存在3。

硫化矿硫化矿主要包括黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿等。

黄铜矿黄铜矿的成分 CuFeS2，含Cu34.56%。最常见的为四方晶系变体。晶体呈四方双锥或四方四面体，但很少见；经常呈粒状或致密块状集合体。黄铜色，表面常因氧化而呈金黄或红紫等锖色；条痕绿黑色。硬度3~4；比重4.1~4.3。主要产于铜镍硫化物矿床、斑岩铜矿、接触交代铜矿床以及某些沉积成因(包括火山沉积成因)的层状铜矿中。在风化作用下，黄铜矿转变为易溶于水的硫酸铜，后者当与含碳酸的溶液作用时便形成孔雀石、蓝铜矿；与原生的硫化铜矿物作用，可形成次生斑铜矿、辉铜矿和铜蓝，形成铜的次生富集。黄铜矿是炼铜的主要矿物原料之一2。

黄铜矿主要存在于西班牙的里奥廷托，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。在中国，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也有黄铜矿的存在。其中以江西德兴、西藏玉龙等铜矿最为著名3。

斑铜矿化学组成Cu5FeS4，为硫化物矿物。由于斑铜矿中常含有黄铜矿、辉铜矿的显微包裹体，其成分变化很大。斑铜矿为等轴晶系。单晶极为少见，通常呈致密块状或粒状不规则状集合体。新鲜断面呈古铜红色，表面常呈蓝紫斑状锖色而得名；条痕灰黑色。具有金属光泽，不透明，无解理；硬度3，比重4.9~52。

斑铜矿可形成于Cu-Ni硫化物矿床、矽卡岩矿床及铜硫化物矿床的次生硫化物富集带中。斑铜矿在氧化环境中易遭受分解而形成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、褐铁矿等矿物。斑铜矿主要存在于美国蒙大那州的比尤特,墨西哥卡纳内阿和智利丘基卡马塔等。 在中国云南东川等铜矿床以斑铜矿的形式存在3。

辉铜矿辉铜矿化学成分Cu2S，含Cu79.86%，属斜方晶系。晶体少见，通常呈烟灰状、粒状或致密块状。铅灰色；条痕暗灰色。具有金属光泽。硬度2~3，比重5.5~5.82。

辉铜矿可以是内生热液成因的，也可以是外生成因，是炼铜的主要矿物原料之一。主要分布在美国的布里斯托、康涅狄格州、比由特、蒙大拿、亚利桑那州、宾厄姆峡谷、犹他州、鸭城，田纳西州；英国的康瓦尔，纳米比亚楚梅布、意大利托斯卡纳和西班牙的力拓矿区、美国的内达华州的Ely矿区、Arizone州的Morenci，Miami和Clifton矿区以及蒙大拿州的比由特矿区等地。在中国，云南东川铜矿主要以辉铜矿形式存在3。

氧化矿氧化矿主要可以分为蓝铜矿，赤铜矿和孔雀石等。

蓝铜矿蓝铜矿的化学式为Cu(OH)2(CO3)2，成分相当稳定。属单斜晶系。晶体常呈短柱状、柱状或厚板状，集合体为致密块状、晶簇状、放射状、土状或皮壳状、薄膜状等。深蓝色，土状块体呈浅蓝色；浅蓝色条痕；晶体呈玻璃光泽，土状块体呈土状光泽；透明至半透明。解理完全或中等；贝壳状断口；硬度3.5~4，比重3.7~3.9，性脆4。

产于铜矿床氧化带、铁帽及近矿围岩的裂隙中，是一种次生矿物，常与孔雀石共生或伴生，其形成一般稍晚于孔雀石，但有时也被孔雀石所交代。主要分布于赞比亚、澳大利亚、纳米比亚、俄罗斯、扎伊尔、美国等地区。在中国，广东阳春、湖北大冶和赣西北均有蓝铜矿的存在3。

赤铜矿赤铜矿的化学式为Cu2O，含Cu88.8%。属等轴晶系。晶体呈细小八面体形，有时呈针状或毛发状称为针赤铜矿；集合体呈粒状、致密块状或土状。暗红色，条痕褐红，具有金刚光泽或半金属光泽。硬度3.5~4，比重62。

形成于外生条件下，赤铜矿主要见于铜矿床氧化带，是含铜硫化物氧化后的产物。大量聚积时可作为铜矿石利用。主要分布于法国、智利、玻利维亚、南澳大利亚、美国等地区。在中国，云南东川铜矿和江西、甘肃等地区的铜矿区存在氧化铜3。

孔雀石孔雀石的化学组成Cu2(OH)2CO3。属单斜晶系。晶体常呈柱状。集合体呈晶簇状、肾状、葡萄状、皮壳状、充填脉状、粉末状、土状等。在肾状集合体内部具有同心层状，由深浅不同的绿色至白色组成环带，形似孔雀羽毛上的花纹，所以得名。土状孔雀石称为铜绿(或称石绿)，一般为绿色，但色调变化较大，从暗绿、鲜绿到白色；浅绿色条痕；玻璃至金刚光泽，纤维状者呈丝绢光泽。解理完全；硬度3.5~4，比重4.0~4.54。

孔雀石大量产出时可炼铜，质纯形美的孔雀石可作装饰品及艺术品，粉末可作绿色颜料。孔雀石可作为铜矿的找矿标志。孔雀石产于铜矿床氧化带，常与蓝铜矿共生或伴生。主要分布于赞比亚、澳大利亚、纳米比亚、俄罗斯、扎伊尔、美国等地区。在中国，广东阳春、湖北大冶和赣西北均有蓝铜矿的存在3。

本词条内容贡献者为:

杨平恒 - 副教授 - 西南大学地理科学学院