简单氧化物矿物类

简单氧化物矿物类_结晶矿物学

二、简单氧化物矿物类

简单氧化物，由一种金属阳离子与氧形成的化合物，其组分类型可分为X₂O、X₂O₃、XO₂等组，其分子式中X为金属离子。它包括的矿物特征如下：

（一）X₂O组

这一组分包括的矿物有赤铜矿、冰等，它们的主要特征见表15－2。赤铜矿的其他特征如下：

表15－2　赤铜矿、冰主要特征

1.化学成分

赤铜矿：常含有自然铜及含量不定的以机械混入物形式存在的Fe₂O₃、CaO、ZnO、PbO、Al₂O₃、SiO₂等化合物包体。

2.晶体结构

赤铜矿：晶体结构如图15－1所示，为立方原始格子，O位于立方体的角顶与中心，Cu位于互相错开的1/8晶胞的中心，Cu的配位数为2，O的配位数为4。即可视为［OCu₄］四面体组成彼此不相联结的四面体体系。

图15－1　赤铜矿晶体结构（左为立体图，右为俯视图）

3.成因产状与矿物共生组合

赤铜矿一般形成在硫化物铜矿床氧化带，为含铜的黄铜矿等硫化物的次生产物，常与自然铜、蓝铜矿、辉铜矿、黑铜矿、孔雀石、褐铁矿等矿物共生。

4.鉴定特征

赤铜矿：暗红色、棕红色条痕，金刚光泽，以硬度大区别于辰砂；硬度小区别于赤铁矿。

5.用途

赤铜矿可与其他铜矿物作为铜矿石原料。

（二）X₂O₃组

X₂O₃组主要包括有刚玉族矿物的刚玉、赤铁矿及铋华、锑华和砷华。它们主要特征见表15－3及表15－4。其他特征如下：

表15－3　刚玉、赤铁矿主要特征

续表

表15－4　铋华、锑华、砷华主要特征

1.化学成分

刚玉：成分中常含有Cr、Fe、Ti、Mn、V等元素以类质同象形式替换Al，也含有金红石、赤铁矿、钛铁矿及石榴石、尖晶石等呈机械混入的矿物包体，这些杂质矿物会影响刚玉的透明度和颜色等性质。

赤铁矿：成分中常含有Ti、Al、Mn、Ca、Mg及Co、Ga呈类质同象置换Fe的元素；也含有呈机械混入物形式进入的金红石、钛铁矿、铝土矿、玉髓等矿物杂质。根据成分可分出许多变种，如钛赤铁矿、铝赤铁矿、水赤铁矿等。

铋华：成分中含有Fe、As杂质元素，矿物中常有含Bi的碳酸盐、氧化物的混入物。

锑华：成分中常含水和其他机械混入物。

砷华：常含有砷的硫化物包体。

2.晶体结构

刚玉：晶体结构中O作六方最紧密堆积，堆积层垂直3次轴，Al充填2/3的八面体空隙中，八面体以棱联结成层。充填Al离子的八面体沿c轴呈3次螺旋对称分布，如图15－2所示。其Al－O化学键有离子键向共价键过渡的性质，使得刚玉的硬度增大。

图15－2　刚玉晶体结构（左为前视图，右为俯视图）

赤铁矿：晶体结构为刚玉型，结构中Fe代替了Al的位置。

铋华：晶体结构较复杂，Bi被6个O包围，O被4个Bi包围。

锑华：晶体结构为沿c轴无限延伸的［Sb₂O₃］的链，这样结构引起平行c轴会发育解理。

砷华：分子型结构。在晶体结构中，O位于八面体角顶，As具有三角锥配位形成As₄O₆分子，分子在晶格中的分布与C原子在金刚石中的分布相同，一个分子被4个分子包围。

3.成因产状与矿物共生组合

刚玉主要形成于高温富铝贫硅的环境下，可形成于岩浆作用、伟晶作用、接触变质作用和区域变质作用中。在岩浆作用下，刚玉常产于橄榄苏长岩中，与橄榄石、尖晶石、基性斜长石、磁铁矿、矽线石等矿物共生；在伟晶作用中，刚玉产于正长岩、霞石正长岩中，与正长石、霞石等矿物共生；在接触变质地质作用中，刚玉既可产于岩浆与石灰岩的接触带上，常与方解石、磁铁矿、绿帘石等矿物共生，也可产于岩浆与含铝特高的粘土岩或铝土矿的接触带中，常与红柱石、夕线石、金红石、一水硬铝石等矿物共生；在区域变质条件下，刚玉产于片麻岩、云母片岩中，常与夕线石、磁铁矿、白云母等矿物共生。

刚玉由于硬度大，抗风化能力强，在外生环境下常形成砂矿。

赤铁矿主要为氧化环境下形成的矿物，可形成于多种地质作用下。在热液型矿床中，赤铁矿常与磁铁矿、石英、重晶石、绿泥石、菱铁矿等碳酸盐矿物及方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、毒砂等硫化物矿物共生；在沉积型矿床中，赤铁矿呈鲕粒状、豆状、肾状等胶体状态，矿物成分复杂，主要有水赤铁矿、菱铁矿、磁铁矿、胶磷矿等；在沉积变质型的铁矿中，赤铁矿与磁铁矿、石英、绿泥石等矿物共生。如产于我国河北宣化、龙化“宣龙”式的，我国南方“宁乡”式的铁矿就是这种成因的典型代表；在接触变质型矿床中，赤铁矿与磁铁矿、黄铜矿、斑铜矿、磁黄铁矿等硫化物及石榴石、透辉石、金云母、阳起石等矿物共生。此外，在火山口周围形成熔岩表面或裂隙中，可有赤铁矿晶体或薄膜状赤铁矿出现。

在氧化带，赤铁矿与褐铁矿、纤铁矿、针铁矿可以相互转换形成。在还原条件下，赤铁矿可以转变为磁铁矿，当保留其晶形时则被称为穆磁铁矿；当磁铁矿转变为赤铁矿，并保留其晶形时则被称为假象赤铁矿，当部分保留其晶形时则被称为假赤铁矿。赤铁矿呈鳞片状集合体，被称为镜铁矿。

铋华、锑华、砷华三种矿物均产于硫化物矿床氧化带中，为含铋、含锑及含砷的硫化物矿物风化的产物。铋华常呈辉铋矿等假象，与泡铋矿、氯铋矿等矿物共生；锑华常呈辉锑矿等假象，与方锑矿、黄锑华等矿物共生；砷华由于不稳定和易溶解，常难发育。

4.鉴定特征

刚玉：常呈桶状晶形，交错晶面花纹，硬度大，裂理发育。

赤铁矿：呈特有的胶体形态，赤红色，樱红色条痕，硬度较大等。

铋华：具有辉铋矿等的假象。

锑华：呈辉锑矿等的假象。

5.用途

刚玉主要作为高级研磨材料和精密仪器的轴承材料，晶形结晶完好、粒大、颜色美丽、透明无暇者可作为高档的宝石原料。其中含铬离子呈红色者被称为红宝石；含铁、钛离子者呈蓝色被称为蓝宝石。当含纤维状金红石矿物呈定向排列时则会出现星光现象被称为星光宝石。现已能人工大量合成刚玉晶体来满足工业需求。人工合成的红宝石可作为激光材料。白色刚玉可作为太阳电池、导弹的窗口材料。

赤铁矿为重要的铁矿石原料之一，成分中含Ti、Ga、Co等时可综合利用。赤铁矿的粉末也是一种从古到今的矿物颜料。

铋华、锑华、砷华均可作为寻找原生硫化物矿床的标志。

（三）XO₂组

XO₂组主要包括有金红石族、石英族、晶质铀矿族矿物。

1.金红石族

这一族包括的主要矿物种为金红石、锡石、软锰矿，它们主要特征见表15－5，其他特征如下：

（1）化学成分。

金红石：成分中钛含量达60％，常含有Fe²⁺、Fe³⁺、Nb⁵⁺、Ta⁵⁺、Sn⁴⁺、Cr³⁺、V⁵⁺等呈异价或等价类质同象关系进入晶体的离子。含铁则被称为铁金红石；含Nb⁵⁺、Ta⁵⁺时，Nb⁵⁺＞Ta⁵⁺，则被称为铌钽金红石；碱性岩中的金红石富含Nb；基性岩中的金红石富含V；热液矿床中的金红石富含Sn。

金红石在自然界中可有三种同质多象变体：金红石、锐钛矿、板钛矿。

表15－5　金红石、锡石、软锰矿主要特征

图15－3　金红石晶体结构（左为立体图，中为前视图，右为俯视图）

锡石：成分中锡含量达79％，常含有Fe、Nb、Ta、Mn、Sc、Ti、Zr、W、In、Ga等元素，这些元素既可呈类质同象关系进入晶体，也可呈独立矿物显微包体形式进入晶体中。不同环境下形成的锡石其微量元素的种类有所不同，伟晶岩、云英岩、花岗岩中的锡石富含Nb、Ta；热液矿床中的锡石Nb、Ta含量低；矽卡岩矿床中的锡石富含Fe、Mn。

软锰矿：成分中锰含量达63％，常含有吸附水及呈机械混入物存在的碱金属、碱土金属、Fe₂O₃、SiO₂的物质。

（2）晶体结构。

金红石：晶体结构为典型结构，结构如图15－3所示。O呈六方最紧密堆积，Ti充填在1/2畸变八面体空隙中形成［TiO₆］八面体，八面体之间彼此以棱联结形成了沿c轴延伸比较稳定的链，链间以八面体角顶联结。这种结构决定了金红石具有呈c轴延伸的柱状形态和沿柱面产生的｛110｝完全解理及沿（011）发育的双晶。

锡石：晶体结构为金红石型，结构中只是Sn代替了Ti的位置。

软锰矿：晶体结构为金红石型，结构中只是Mn代替了Ti的位置。

（3）成因产状和矿物共生组合。

金红石在自然界形成环境比较广泛，趋向形成于高温高压的条件。产于岩浆岩中的金红石作为副矿物出现，常与长石、石英等矿物共生；在伟晶岩中，金红石呈巨晶与钛铁矿、锆石、独居石、榍石、黑云母、角闪石、辉石等矿物共生；在热液型的长石－石英脉中，金红石与白云母、钛铁矿、磁铁矿等矿物共生。在区域变质条件下，金红石常产于角闪岩、榴辉岩、片麻岩、片岩中，为钛铁矿等含钛矿物转变而成。在外生环境下可形成砂矿；在热液作用下，金红石表面可形成白钛石。

锡石主要形成于内生地质作用下，外生环境下也可形成。锡石的形态与形成环境关系十分密切。伟晶岩作用形成的锡石呈锥状，单形锥面｛111｝｛101｝发育，柱面｛110｝不发育，晶体的长宽比（L/b）值为1.05；石英－锡石矿床中，锡石呈短柱状，单形｛111｝｛101｝与｛110｝｛100｝发育，晶体的长宽比（L/b）值为1.60；锡石－硫化物矿床中，锡石呈长柱状，晶体细小，单形｛110｝｛100｝特发育，晶体的长宽比（L/b）值为2.18。一般的，矿床形成温度高，锡石晶体短粗；矿床形成温度低，锡石晶体细长。

在花岗伟晶岩脉中，锡石常与石英、钾微斜长石、钠长石、白云母、黄玉、锂辉石、电气石等矿物共生；在高温热液型锡石－石英脉矿床中，锡石与白云母、绿柱石、黄玉、辉钼矿、黑钨矿、紫色萤石、石英等矿物共生；在云英岩型锡石矿床中，锡石与白云母、锂黑云母、石英、黑钨矿、黄玉等矿物共生；在矽卡岩型的接触交代型的锡石矿床中，锡石与钙铝榴石、钙铁辉石、透辉石、萤石、石英、方解石、云母、符山石、磁铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、毒砂等矿物共生；在锡石硫化物热液矿床中，锡石与方解石、毒砂、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等矿物共生。在外生硫化物矿床氧化带上，可见由锡硫化物矿物蚀变形成的锡石，常呈土状产出。

锡石在外生条件下比较稳定，常形成砂矿。

软锰矿主要形成于强氧化环境中，常产于海相沉积的锰矿床和风化的锰矿床中。在海相沉积近海岸带常形成软锰矿，与硬锰矿共生；远海岸带，软锰矿与水锰矿共生；深海环境下常形成菱锰矿、锰方解石等矿物。在锰矿床氧化带和含锰岩石风化壳上，可形成“锰帽”，主要组成矿物为硬锰矿、软锰矿、褐铁矿等。

（4）鉴定特征。

金红石：具有四方柱形状，膝状双晶，特有的颜色及柱面解理。

锡石：密度特大，解理较差，具有四方柱形状，膝状双晶及颜色。

软锰矿：颜色和条痕为黑色，硬度低易污手；性脆，晶体具有柱面解理。

（5）用途。

金红石为获取钛金属的主要矿物原料。钛金属具有密度小、强度高、耐腐蚀、抗高温等性能，用来制作海绵钛、钛合金、人造金红石、钛白等材料，常用在空间技术工业领域中，作飞机发动机、火箭、导弹等材料。也用于合成纤维工业、石油化工、肥料工业、制碱工业等的反应塔、阀门等设备上。钛白粉可制作油漆、涂料、人造丝的减光剂、白色橡胶、高级纸张等。

锡石为提取锡的重要矿物原料。锡的化学性质稳定，耐腐蚀，常镀于其他金属表面来防腐蚀；与其他金属可制成多种合金材料。

软锰矿为重要的锰矿石原料。锰在钢铁工业中意义重大，其一方面可作还原剂去氧去硫；另一方面在钢中加锰可提高钢铁的机械性能。在有色工业中，锰与其他金属合成合金材料，广泛用在船舶工业、航空工业、玻璃工业、陶瓷工业、化肥工业等行业中，用途广泛。

2.石英族

这一族矿物为由SiO₂组成各种同质多象变体，主要矿物种有石英、鳞石英、方石英、柯石英、斯石英及蛋白石等。它们的主要特征见表15－6、15－7，其他特征如下：

表15－6　α－石英、β－石英、α－鳞石英、β－鳞石英主要特征

（1）化学成分。

石英：为α－石英（又称低温石英）、β－石英（又称高温石英）的总称，二者的存在与温度有关：当温度低于573℃时，为α－石英；温度为573～870℃之间时，为β－石英。

石英中，Si含量为46.7％，在自然界中化学成分比较纯净。只有α－石英含有固态、液态和气态包体。呈固态包体存在的矿物微粒有黄铁矿、白铁矿、石盐、金红石、方解石等；成分中也可含微量的Fe、Al、Mg、Ca、Mn、Li、Na、K、B等杂质元素，其中Al、Fe可代替Si。这些杂质组分常影响石英的物理性质，也构成其许多的亚种矿物，如晶体无色透明者被称为水晶；含锰铁者颜色呈紫色被称为紫晶；含铁者呈金黄色或柠檬色者被称为黄水晶；含锰钛者呈浅玫瑰色者被称为蔷薇石英，又称为芙蓉石；含烟色者被称为烟水晶，其中褐色透明者被称为茶晶，黑色透明者被称为墨晶；含鳞片状赤铁矿或云母颜色呈红色或黄色者被称为砂金石；含针状矿物包体者被称为发晶；当石英交代纤维石棉呈丝绢光泽被称为猫眼石（或鹰晶石或虎晶石或斑马石）。

磷石英：为α－鳞石英（又称低温鳞石英）、β－鳞石英（又称高温鳞石英）的总称。二者的存在与温度有关：当温度低于117℃时，为α－鳞石英；温度为163℃以上时，为β－鳞石英。β－石英在163℃以上时，为β－鳞石英；β－鳞石英在1470℃以上时，为β－方石英。

α－鳞石英成分比较纯净，仅含少量的Na、Al、Mg、Fe等杂质离子。

方石英：为α－方石英（又称低温方石英）、β－方石英（又称高温方石英）的总称，二者的存在与温度有关，当温度低于200℃时，为α－方石英；温度为200～270℃之间时，二者共存；当温度大于270℃时，为β－方石英。

α－方石英成分中常含有Al、Fe、Na、Ca等杂质离子，且Al常代替Si。

柯石英：它与α－石英、β－石英的三相点温度为1300℃，压力为3.4Ga。柯石英的形成温度区间为700～2000℃，压力范围为4Ga～14Ga。

成分中常含有Na、K离子或水充填空隙以补偿Al代替Si，高温时出现Fe代替Si。

斯石英：形成温度区间为1000～2000℃，压力范围为10Ga～14Ga。

蛋白石：SiO₂含量在90％以上，含水在4％～9％之间，最高可达20％。还含有Al、Fe、Ca、Mg等杂质成分。这些杂质组分可影响蛋白石的颜色、表面结构及集合体形态，也构成了蛋白石的许多亚种，如在乳白色的基质中含有各种颜色的变彩者被称为贵蛋白石（又称欧泊）；颜色呈红色或橙色者被称为火蛋白石（又称火欧泊）；颜色呈浅黄色或黄色且有木质构造者被称为木蛋白石；表面呈玻璃光泽者被称为玻璃蛋白石；表面呈珍珠光泽者被称为珍珠蛋白石等。

表15－7　α－方石英、柯石英、斯石英、蛋白石主要特征

（2）晶体结构。

石英：晶体结构如图15－4所示。Si与O形成［SiO₄］四面体，彼此间以角顶联结沿c轴方向呈螺旋状分布，α－石英绕三次螺旋轴转7°，Si－O－Si键角114°；沿3₁或3₂作顺时针或逆时针旋转使晶体结构出现左右形分布；β－石英绕六次螺旋轴转7°，Si－O－Si键角180°；沿6₂或6₄作顺时针或逆时针旋转使晶体结构出现左右形分布。而结构上的左右形与实际晶体形态的左右形分布刚好相反，即结构上右形与实际晶体的左形相当，结构上的左形与实际晶体的右形相当。

图15－4　石英晶体结构（左为俯视图，右为前视图）

鳞石英：晶体结构如图15－5所示。Si与O形成［SiO₄］四面体，彼此间以角顶联结沿（0001）分布呈六方网状层，其中半数的四面体角顶向上，半数向下。网状层通过上下角顶联结成架状结构。

方石英：晶体结构如图15－6所示。Si与O形成［SiO₄］四面体，Si位于立方体晶胞中类似于C在金刚石中的位置，O位于相邻的2个Si之间，β－方石英的Si－O－Si键角180°，呈等轴晶系；α－方石英的Si－O－Si键角147°，［SiO₄］四面体沿4₁或4₃作顺时针或逆时针旋转排列，晶体呈四方晶系。

图15－5　鳞石英晶体结构（左为立体图，右为俯视图）

柯石英：晶体结构中，四个［SiO₄］四面体之间形成四元环，环与环之间以角顶联结。

斯石英：晶体结构为金红石型。Si与O形成［SiO₆］八面体共棱沿c轴成链联结，链之间以角顶O联结。［SiO₆］八面体中既有离子键，也有离子键和共价键组成的复合键。

蛋白石：由直径在150～300nm的SiO₂小球体呈立方或六方最紧密堆积，水与空气充填在空隙中。球粒间的空隙分布规律使其形成可以衍射可见光的空间格子，可以形成对入射可见光的衍射与折射。

图15－6　方石英晶体结构（左为俯视图，右为立体图）

（3）形态特征。α－石英常发育成完好的柱状晶体，柱面上有横纹，常形成左、右形晶体。常见发育完好的双晶，双晶律为：

①道芬双晶。由两个左形或右形晶体组成，L³为双晶轴，双晶面不规则，见图15－7（a）。

②巴西双晶。由一个左形晶体和一个右形晶体构成，双晶面为（ ），比较规则；见图15－7（b）。

③日本双晶。两个个体单晶依三方双锥｛ ｝晶面为接触面，两个单体的L³的交角为84°34'。

图15－7　（a）道芬双晶；（b）巴西双晶（引自潘兆橹，1993）

此外，α－石英常呈晶簇和粒状集合体；也有呈隐晶质的以肾状、钟乳状出现者，被称为石髓。呈结核状的石髓通常被称为燧石；由多色石髓组成同心带状结构的晶腺被称为玛瑙；由隐晶质的石英组成的红色、黄褐色、绿色的致密块体被称为碧玉。

（4）成因产状与矿物共生组合。

α－石英是地壳中分布最广泛的矿物，是许多岩浆岩、沉积岩和变质岩的主要造岩矿物。在深成岩中，一般生成最晚；在酸性火山岩中呈斑晶出现，常具有β－石英的假象；在伟晶岩中，α－石英常与钾长石形成规则连生，也常形成巨大的晶体；热液环境中，α－石英呈块状或柱状晶体出现。上两种环境中形成的α－石英晶体常构成压电水晶的主要来源。

在表生条件下，α－石英稳定，常形成砂矿，为砂质沉积岩的主要组成矿物；微粒的α－石英也可经生物或有机酸作用可形成SiO₂溶液交代生物遗体形成木变石，如硅化木。或在水环境下再次沉积形成石髓或蛋白石。

在变质作用下，α－石英构成富硅岩石的主要矿物，也可形成石英岩。

β－石英主要形成于高温条件下，常产于酸性喷出岩中，呈斑晶出现。

β－鳞石英产于酸性喷出岩中，常出现于流纹岩、黑曜岩、安山岩中，常呈浸染状分布于基质内或气孔内。β－鳞石英与方石英、透长石等矿物共生，在低温（117℃）下转为α－鳞石英。

方石英为高温环境下的产物，常与鳞石英、透长石等存在于酸性喷出岩中，如流纹岩、黑曜岩、安山岩中，为高温熔岩快速冷却的产物。在高温（270℃）以上为β－方石英；在低温（200℃）以下为α－方石英。

柯石英形成于高压环境下，在自然界产于陨石冲击坑中，也可产于榴辉岩等地幔岩石中，常与金刚石、镁铝榴石等高压矿物共生，为研究地幔地质作用的标志矿物之一。

斯石英形成于超高压环境下，在自然界产于陨石冲击坑中，也可产于高压环境的地幔岩石中，常与柯石英、石英玻璃组合，为研究地幔地质作用的标志矿物之一。

蛋白石从温泉、浅成热液或地面水的硅质溶液中沉淀形成，常与石英、鳞石英、方石英等矿物伴生。产于火山岩气孔中的蛋白石为胶体沉积硬化而成；在外生条件下，硅质溶液形成硅胶体沉积或迁移至海洋被生物吸收形成放射虫的骨骼，死亡后沉积成硅藻土层。

蛋白石可逐渐变成玉髓或结晶质的石英。

（5）鉴定特征。

石英：柱状晶形，柱面上有横纹，无解理，断口呈油脂状光泽及贝壳状，硬度较大，抗风化能力强。

β－石英：六方双锥状形态。

（6）用途。

石英呈无色、透明且没有包体与裂隙的晶体，可作为压电材料。在无线电工业中可作为震荡元件，也可作光学材料。颜色美丽的晶体可作宝石原料。玛瑙和玉髓质量高者可作为玉雕原料；质量差者可作为研磨材料。细粒质纯者可作为玻璃、陶瓷、电瓷等原料。由于天然水晶资源和质量有限，现已进行大量的人工合成水晶材料。

其他石英类矿物主要作为研究岩石成因、地球演化历史的物质证据或标志。

贵蛋白石（又称欧泊）主要作为宝石原料。硅藻土可作为研磨、陶瓷、建筑等行业的原料。

（四）其他XO₂组

其他XO₂组包括的主要矿物种有晶质铀矿、方钍石、方铈石、斜锆石，它们的主要特征见表15－8，晶质铀矿、方钍石的其他特征如下：

表15－8　晶质铀矿、方钍石、方铈石、斜锆石主要特征

1.化学成分

晶质铀矿：成分中以U⁴⁺为主，但常出现有不定量的U⁶⁺，造成矿物成分不稳定，形成非计量化合物。此外，成分中可含Th、Pb、La、He、Ce、Y等杂质元素，并构成亚种，如富含钇者被称为钇铀矿；富含钍者被称为钍铀矿。

方钍石：成分中常含有与Th呈类质同象替代的元素U、Pb、Ce、La等元素，也含有微量的Fe、Si、Ca及水等混入物。

2.晶体结构

晶质铀矿：晶体结构为CaF₂型和CO₂型之间的过渡型结构，U⁴⁺位于晶胞的角顶与面心，O位于晶胞所有1/8小立方体处中心。但由于U⁴⁺位置被U⁶⁺部分所代替，使得O方向移动，形成线状（UO₂）²⁺结构者被称为铀酰结构。

方钍石：晶体结构属于萤石型，结构中Th代替Ca，O代替了F。

3.成因产状与矿物共生组合

晶质铀矿主要产于花岗伟晶岩和正长伟晶岩中，常与铌钽铁矿、褐钇铌矿、磷铈镧矿、电气石、锆石、长石、云母等矿物共生。外形呈肾状、钟乳状、葡萄状或致密块状者被称为沥青铀矿，常形成于中低温热液的砷化物或硫化物金属矿床中，常形成Co－Ni－Bi－Ag－U矿床，与红镍矿、砷钴矿、斜方砷镍矿、自然铋、辉银矿、自然银、自然砷等伴生。形成于碳酸盐脉中的沥青铀矿常与硫化物、黑色萤石等伴生。外表呈松散状的非晶质粉末或无光泽或土状光泽的块体被称为铀黑，常形成于表生条件下，出现于原生铀矿床氧化带中或含铀矿围岩中。

在外生条件下，这些原生铀矿物容易分解，形成铀的各种次生的矿物，包括有铀的氢氧化物、硫酸盐、碳酸盐、铀钒酸盐、铀磷酸盐、铀硅酸盐，这些矿物具有鲜艳的黄色、绿色或橘红色。

我国西北地区铀矿床赋存于硅质岩、砂岩、白云岩中，沥青铀矿与黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、蓝铜矿、孔雀石、自然铜等伴生。

方钍石常产于碱性岩或碱性伟晶岩及热液脉中。在花岗伟晶岩中，方钍石与锆石、晶质铀矿、易解石、褐钇铌矿、磷铈镧矿、磷钇矿、烧绿石等矿物共生；在斜长花岗岩中，方钍石与锆石、褐帘石、磷铈镧矿等矿物共生；也出现于矽卡岩中。

外生环境下，方钍石比较稳定，常形成砂矿。

4.鉴定特征

晶质铀矿：黑色，沥青光泽，密度大，具有强放射性。

方钍石：呈立方体晶形，黑色，密度大，具强放射性。

5.用途

晶质铀矿为主要提取铀等放射性元素的矿石原料，铀在现代国防、医学事业、电力工业中具有广泛的用途。

方钍石为提取钍的主要矿物原料。