铜矿石
铜（Cu）矿石是一种天然矿藏，含有不同浓度的铜。它是一种重要的工业金属，因其出色的导电性和导热性、高延展性和耐腐蚀性，已被人类文明使用了数千年。铜被广泛应用于各种领域，包括电线、管道、建筑、运输和电子产品，是现代社会的重要组成部分。
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。按照矿物类型划分，含铜矿物可分为四大类：自然铜；硫化物（如黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿等）；氧化物（如赤铜矿）；盐类矿物（如碳酸根类的蓝铜矿、孔雀石，以及磷酸盐类的绿松石等）。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。铜矿床的形成涉及复杂的地质过程，包括热液活动、岩浆侵入和岩石风化。铜矿床存在于各种地质环境中，包括斑岩矿床、矽卡岩矿床、沉积矿床和火山成因块状硫化物矿床等。
铜矿在全球分布广泛，主要生产国包括智利、秘鲁、中国、美国和澳大利亚等。铜矿开采和加工具有重要的经济意义，有助于全球贸易、就业和经济发展。然而，铜矿开采也会对环境和社会造成影响，包括土地退化、水和空气污染、生物多样性丧失以及对当地社区的社会和文化影响。
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、锑、铋、钴、、、金、银等。
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。铜的晶体结构属立方晶系，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。
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，主要分布于美国密歇根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、云南省、甘肃省、长江中下游平原等地铜矿床氧化带等地区，也有自然铜的存在。
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色；条痕绿黑色。硬度3~4；比重4.1~4.3。主要产于铜硫化物矿床、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。
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、山西省南部中条山地区、甘肃省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。
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4.9~5。
斑铜矿可形成于铜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。
辉铜矿
辉铜矿化学成分Cu2S，含Cu79.86%，属正交晶系。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5.5~5.8。
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、蒙大拿州、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。
氧化矿
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。
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。
赤铜矿
赤铜矿的化学式为Cu2O，含Cu88.8%。属立方晶系。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。栗色，条痕褐红，具有金刚光泽或半金属光泽。硬度3.5~4，比重6。
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、南澳大利亚州、美国等地区。在中国，云南东川铜矿和江西省、甘肃省等地区的铜矿区存在氧化铜。
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4.0~4.5。
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。
参考资料
Copper (Cu) Ore.Geology Science.2024-03-09
Ores.Britannica.2024-03-09
各种矿石进口到中国案例分析. 崇迅供应链微信公众平台.2024-03-11
走近铜矿资源.自然资源科普与文化微信公众平台.2024-03-11
矿物、岩石、矿石、矿产，傻傻分不清楚?.湖北黄石地质博物馆微信公众平台.2024-03-11