黄铁矿 （黄铁矿，天然的硫化物矿物。）

形成及分布情况

黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物，常见于岩浆岩、沉积岩和变质岩的副矿物中，沉积物中黄铁矿的形成是全球铁、硫、大气氧和碳循环中的一个重要的过程。在内生作用、外生作用和变质作用中都可形成，黄铁矿在氧化带不稳定，可形成针铁矿、纤铁矿等为主的铁帽。

中国黄铁矿的分布

中国黄铁矿的探明资源储量居世界前列，例如新疆、广东、湖南和云南等地都有黄铁矿资源存在。黄铁矿作为地壳中分布广泛的硫化铁矿物，可形成于不同的地质作用，在矿床、泥页岩以及海湾盆地等地质中都有出现。黄铁矿矿床资源，例如彩华沟黄铁矿床和粤西大降坪黄铁矿矿床等；源于泥页岩的黄铁矿资源，例如鄂尔多斯盆地等。以及产自于海湾盆地地质的黄铁矿，其主要集中于渤海海域。

黄铁矿于矿床中会以共生矿的形式存在，例如黄铁矿与钙长石和铁白云石的共生组合。卧龙湖煤矿位于中国安徽省淮北市临涣矿区内，侵入岩内的黄铁矿多于钙长石和铁白云石共生，其集中分布于二者比邻区域。岩-煤蚀变带存在由“钙长石-铁白云石-黄铁矿”向“铁白云石+黄铁矿”转变的物质演化过程。该过程起源于侵入岩体，在蚀变带最为发育，蚀变煤中仍存影响。

黄铁矿于矿床中还会以伴生矿的形式存在。中国豫西陆院沟蚀变岩型金矿床中，黄铁矿是主要载金矿物，其主成矿期载金黄铁矿存在原生、改造、增生、新生以及多型叠加等多种形态结构类型，这种单期黄铁矿显示复杂成矿过程的现象指示黄铁矿的形态、结构和化学组成可能蕴涵着复杂成矿过程的痕迹。新桥硫铁矿床是中国长江中下游成矿带内产出的层控铜(金)多金属矿床，形成的主要矿石矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿和银金矿等。金在黄铁矿中的赋存状态为显微金，显微金大部分属细粒金，会以包体金（金矿物呈浑圆粒状、麦粒状等包裹于黄铁矿中）、裂隙金（金矿物呈针线状等充填于黄铜矿裂隙中）和晶隙金（金矿物呈粒状或不规则粒状充填于黄铜矿与黄铁矿颗粒间）的形式伴生。

全球黄铁矿分布

全球黄铁矿的自然资源丰富，中国、西班牙、丹麦、斯洛伐克、美国以及捷克等地均有黄铁矿矿床资源。例如，位于丹麦盆地中部的日德兰半岛兰讷斯（Jylland Randers）附近的的达尔比（Dalbyover）。该地区的矿床为白垩岩，受到生物扰动，多样的海底生物使白垩泥灰和软泥沉在海底留下了复杂的遗迹组构和分层模式。

黄铁矿的晶体结构

结构式

晶体结构

黄铁矿的晶体形式为立方体、八面体，五角十二面体，表面布满条纹，大部分为密块状、颗粒状和结核状聚集在一起形成的结合体，其晶形特征可在一定程度上反映外界环境物理化学条件。黄铁矿属于等轴晶系，晶体结构与岛状NaCl的结构相似，晶体结构如下图所示：

铁离子占据在角顶和面心，哑铃状对硫离子分布在相当于八分之一立方体的对角线方向。对硫S-S间距为0.210nm，相应使阳离子与对硫距离缩短。由于哑铃状对硫离子的伸长方向在结构中交错配置，使各方向键力相近，黄铁矿解理极不完全，硬度增大。Fe与S之间形成的界面通常为不稳定的极性截面，具有很强的表面活性，在天然形成过程中，黄铁矿表面与介质中的离子或分子发生反应以形成孤立的表面，最终达到稳定状态。

配位体结构

配位体间相互关系如下图所示：

在黄铁矿晶体结构中，一个阳离子与六个阴离子配位络合形成等长的Fe-S键（间距约2.26 Å），构成了配位八面体。在一个配位体中，相对的两个S离子与中心Fe离子在同一条直线上，但由于八面体边棱上的S离子与中心Fe离子的夹角偏离了理想值，因此配位体并非正八面体，这与d轨道电子云之间相互排斥有关。八面体之间由S离子共顶角相连，每个S离子连接3个以Fe离子为中心的配位八面体。黄铁矿中Fe-Fe之间不存在键的相互作用，配位体之间键的作用仅存于对硫S-S之间。

黄铁矿结构中空隙的大小主要受共角顶配位体间的开合程度影响，配位体间由S离子共角顶相互连接，其开合程度可用共角顶的S离子与配位体中心Fe离子之间的键角表示，即Fe-S-Fe键角，相关关系为Fe-S-Fe键角越大，2个配位体间开合程度大，空隙大，结构更为疏松。

理化性质

物理性质

黄铁矿的表面一般呈铜黄色、黄褐色、褐色等，在某些表面或截面上可能存在线条，称为条纹。条纹常为绿黑色，晶面上最常见的条纹为平行的{100}和{210}的聚形纹，两相邻晶面上的条纹相互垂直。黄铁矿的莫氏硬度为6-6.5，元素组成为铁（Fe）和硫（S），铁的质量百分含量为46.549 %，硫的质量百分含量为53.451 %。黄铁矿中可能含有杂质或微量元素钛（Ti）、钒（V）、镉（Cr）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）和金（Au）。黄铁矿具有半导体性质，其中的缺陷和杂质会影响其反应性、电子性质和表面化学性质，其能隙为0.95 eV。此外，黄铁矿具有较高的光吸收系数（$$a=5*10^5 cm^{-1}$$; λ＜750 nm），使其具有可能性应用于光电材料和电池材料领域。

化学性质

热分解

黄铁矿在500 ℃条件下进行煅烧，开始出现磁黄铁矿。

反应方程式：

毒性及防护

黄铁矿于常温、暴露于空气中易发生自燃，大量放热及产生大量二氧化硫有毒气体，化学反应方程式如下：

当采矿环境中含有碳时，会发生如下反应：

因此，硫铁矿在地下开采过程中必须掌握二氧化硫、一氧化碳等有害气体的浓度，对矿石自燃的危险性作出准确的评判，并及时发现可能存在的自燃危险以及发生自燃的征兆，采取有效的预防措施，以防中毒和火灾的发生。

此外，硫铁矿开采还需加强通风和防尘管理工作，硫铁矿采选过程中会产生大量粉尘，其危害主要有：

（1）污染矿床环境以及一系列环境污染问题；

（2）对采矿工作者的身体健康产生危害，长时间处理存在大量粉尘的环境下，粉尘会通过鼻部嘴部进入呼吸道甚至肺部，引发疾病。