钒酸盐矿物

一、钒酸盐矿物

（一）化学组成

组成钒酸盐矿物的元素多达20种，形成的矿物种有近60种，元素在元素周期表中的分布规律如表17－5－1所示。

表17－5－1　形成钒酸盐矿物的元素分布特征

从上表中可看出：组成钒酸盐矿物的络阴离子团主要为［VO₄］^3－、［VO₅］^5－及［VO₆］^7－及以附加阴离子出现的［PO₄］^3－、（OH）^－、Cl^－、O^2－及结晶水H₂O；阳离子元素主要为惰性气体型离子元素中的K、Na、Ca、Mg、Sr、Ba、Al；铜型离子元素中的Cu、Pb、Bi等；过渡型离子元素中的Y、Fe、Mn、U等。

离子间的类质同象替换与形成环境有十分密切的关系，外生环境下形成的钒酸盐矿物中离子之间发生的类质同象替换十分有限；而内生作用中形成的钒酸盐矿物中离子之间发生的类质同象替换比较普遍，呈完全类质同象替换的离子元素主要有Mg－Mn、Mg－Fe。

（二）晶体化学

在钒酸盐矿物中，V是以V⁵⁺的形式出现，可与O^2－结合形成［VO₄］^3－四面体、［VO₅］^5－四方锥、［VO₅］^5－三方双锥及［VO₆］^7－八面体络阴离子团出现于晶体结构中。这些络阴离子团既可独立存在于晶体结构中；也可相互间以共角顶、共棱相联结形成更复杂的络阴离子团族。络离子团中可以有［VO₄］^3－被［AsO₄］^3－进行有限替换。

钒酸盐矿物中，络阴离子团多呈层状或架状出现，也可与［UO₂］²⁺结合形成层状结构。

（三）形态与物理性质

钒酸盐矿物的形态受其晶体结构中络阴离子团的制约，常呈长柱状、针状和纤维状。当主要形成于地表氧化带中时，形态常呈胶体状。

钒酸盐矿物由于含V，一般均呈艳色；含U时，呈鲜艳的金黄色或柠檬黄色、绿色。矿物光泽大多数呈金刚光泽。多数矿物呈半透明到透明。矿物硬度低。矿物的密度与其成分中所含阳离子元素的种类及元素的原子量有关，一般含Mg、Na、K者，矿物的密度低；含Fe、Cu者，矿物密度增大；含U、Pb者，密度最大。

（四）成因产状

钒酸盐矿物主要为表生成因，常出现于矿床氧化带上，也可在沉积环境下形成，内生成因者为极少数。

（五）主要矿物

钒酸盐矿物在自然界常见的矿物种有钒铅矿、钒钙铀矿、钒钾铀矿，这些矿物的主要特征见表17－5－2。其他特征如下：

1.化学成分

钒铅矿：成分中Pb可被Ca代替，V可被As、P替换。

钒钙铀矿：分中Ca可被K替代。水含量与空气湿度有关。

钒钾铀矿：成分中K可被Ca、Mg等替换。

2.晶体结构

钒铅矿：晶体结构为磷灰石型。即在磷灰石结构中Pb替代了Ca，V代替P位置。

钒钙铀矿：晶体结构为似钙铀云母型，即在钙铀云母结构中V替代P的位置。

钒钾铀矿：晶体结构为似钙铀云母型，即在钙铀云母结构中V替代P，K替代了Ca的位置。

3.成因产状与矿物共生组合

钒铅矿主要形成于铅矿床的氧化带中，为其他铅矿物的次生矿物，常与钼铅矿、铬铅矿、白铅矿、针铁矿等矿物共生。我国西北某地黄铁矿型多金属矿床氧化带的铁帽裂隙中产有完好的钒铅矿晶体。

钒钙铀矿为典型氧化带形成的矿物，为碳酸盐溶液交代钒钾铀矿形成的产物，多产于砂岩和灰岩中，与方解石、重晶石、孔雀石等矿物共生。

钒钾铀矿常产于三叠纪或侏罗纪的砂岩中，与钒钙铀矿、变钒钙铀矿等矿物共生；也可产于富含V的有机质的灰岩中，与钒钙铀矿、铀黑、黄铁矿、石膏、方解石等矿物共生。

4.鉴别特征

钒铅矿：为鲜红、鲜褐黄色，金刚光泽，密度很大。

钒钙铀矿：颜色为柠檬黄色，片状形态，硬度低。

钒钾铀矿：颜色为鲜黄色，片状形态，一组完全解理。

表17－5－2　钒铅矿、钒钙铀矿、钒钾铀矿的主要特征

5.用途

钒铅矿主要作为寻找原生铅矿床的标志矿物。完好晶体可作为稀少宝石。

钒钙铀矿既可作为寻找铀矿床的标志矿物，本身堆积多时可作为提取铀的矿物原料。

钒钾铀矿主要作为寻找铀矿床的标志矿物，本身堆积多时可作为提取铀的矿物原料。