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方鉛礦

方鉛礦（英語：Galena）是硫化鉛（PbS）的天然礦物形式。它是最重要的鉛礦石和銀的重要來源。[5]

方鉛礦
含少量黃鐵礦的方鉛礦
基本資料
類別硫化物礦物
化學式PbS
IMA記號Gn[1]
施特龍茨分類2.CD.10
戴納礦物分類2.8.1.1
晶體分類六面體 (m3m)
H–M記號:(4/m 3 2/m)
晶體空間群Fm3m
晶胞a = 5.936 Å; Z = 4
性質
顏色鉛灰色和銀色
晶體慣態立方體，塊狀，塊狀，板狀，有時骸晶
晶系立方
雙晶接觸、穿透和層狀
解理{001}立方面完全解理，{111}部分解理
斷口亞貝殼狀
韌性/脆性脆
莫氏硬度2.5–2.75
光澤解理面上金屬光澤
條痕鉛灰色
透明性不透明
比重7.2–7.6
光學性質各向同性，或不透明
熔性2
其他特徵自然半導體
參考文獻[2][3][4]

方鉛礦是最豐富、分布最廣的硫化物礦物之一。它以立方晶系結晶，通常呈八面體形式。它常與礦物閃鋅礦、方解石和螢石伴生。

產生

 
來自秘魯塞羅德帕斯科的帶重晶石和黃鐵礦的方鉛礦，5.8 cm × 4.8 cm × 4.4 cm（2.3英寸 × 1.9英寸 × 1.7英寸）

方鉛礦是鉛的主要礦石，自古以來就在使用，[6]因為鉛可以從方鉛礦中用普通的柴火冶煉。[7]方鉛礦通常與閃鋅礦、白鐵礦、黃銅礦、白鉛礦、鉛礬、白雲石、方解石、石英、重晶石和螢石一起存在於熱液脈中。在石灰岩內的低溫鉛鋅礦床中也它與閃鋅礦有一起發現。少量發現於接觸變質帶、偉晶岩中和沉積岩中散布。[8]

在一些礦床中，方鉛礦含有高達0.5%的銀，這是一種收入遠遠超過主要鉛礦石的副產品。在這些沉積物中，大量的銀以硫化銀礦物相的形式出現，或以有限的銀形式存在於方鉛礦結構內的固溶體中。這些含銀方鉛礦長期以來一直是重要的銀礦。[9][10]含銀方鉛礦幾乎完全來自熱液，鉛鋅礦床中的方鉛礦幾乎不含銀。[11]

方鉛礦礦床分布在世界各地的各種環境中。[4]在台灣產於新北市金瓜石、坪林與台東縣樟原，在金瓜石之方鉛礦通常以小結晶、黃鐵礦等礦物共生。中國出產於雲南金頂、廣東凡口與青海錫鐵山等地，此外英國康瓦爾（Cornwall）﹑德國弗萊貝格（Freiberg）與澳大利亞布羅肯希爾（Broken Hill）也是著名的產地（英語：Broken Hill ore deposit）。

晶體結構

方鉛礦屬於八面體硫化物礦物，在八面體位置有金屬離子，如磁黃鐵礦和紅砷鎳礦。方鉛礦族以其最常見的成員命名，其他等軸成員包括含錳的硫錳礦和硫鎂礦。

二價鉛（Pb2+）陽離子和硫（S2-）陰離子形成緊密堆積的立方晶胞，非常類似於鹵化物礦物族的礦物岩鹽。鋅、鎘、鐵、銅、銻、砷、鉍和硒也在方鉛礦中以不同的數量存在。硒在構成固溶體的結構中取代硫。碲化鉛礦物碲鉛礦具有與方鉛礦相同的晶體結構。[12][4]

地球科學

在風化或氧化帶中，方鉛礦會變成鉛礬或白鉛礦。[13]暴露在酸性礦井排水中的方鉛礦可以被天然存在的細菌和古細菌氧化成鉛礬，其過程類似於生物浸出。[14]

用途

方鉛礦最古老的用途之一是眼影。在古埃及時期，這種物質應用在眼睛周圍，以減少沙漠太陽的眩光並驅趕蒼蠅，因為蒼蠅是一種潛在的疾病來源。[15]

在前哥倫布時期的北美，原住民使用方鉛礦作為裝飾塗料和化妝品的成分，並在美國東部廣泛交易。[16]在現今伊利諾伊州金凱德丘（英語：Kincaid Mounds State Historic Site）的密西西比城市經常發現方鉛礦的痕跡。[17]該遺址使用的方鉛礦來自密蘇里州東南部和中部以及密西西比河谷上游的礦床。[16]

方鉛礦是鉛的主要礦石，通常因其含銀量而被大量開採。[9]

方鉛礦可用作陶瓷釉料中的鉛源。[18]

 
方鉛礦貓須檢波器

方鉛礦是一種能隙約為0.4eV的半導體，可用於早期的無線通訊系統。它被用作礦石收音機接收器中的晶體，其中它被用作能夠對交流電進行整流以檢測無線電信號的點接觸二極管。方鉛礦晶體與被稱為「貓須」的鋒利金屬絲接觸。[19]

參考資料

  1. ^ Warr, L.N. IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineralogical Magazine. 2021, 85 (3): 291–320 [2022-05-03]. Bibcode:2021MinM...85..291W. S2CID 235729616. doi:10.1180/mgm.2021.43. （原始內容存檔於2021-11-19）. 
  2. ^ Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C. (編). Galena. Handbook of Mineralogy (PDF) 1. Chantilly, VA: Mineralogical Society of America. 1990 [2017-03-14]. ISBN 0962209708. （原始內容存檔 (PDF)於2009-09-17）. 
  3. ^ Galena （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. Webmineral
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Galena （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. Mindat.org
  5. ^ Young, Courtney A.; Taylor, Patrick R.; Anderson, Corby G. Hydrometallurgy 2008: Proceedings of the Sixth International Symposium. SME. 2008. ISBN 9780873352666. 
  6. ^ Lucas, A. Silver in Ancient Times. The Journal of Egyptian Archaeology. May 1928, 14 (1): 313–319. S2CID 192277012. doi:10.1177/030751332801400160. 
  7. ^ Winder, C. The history of lead — Part 3. LEAD Action News. 1993b, 2 (3) [12 February 2016]. ISSN 1324-6011. （原始內容存檔於31 August 2007）. 
  8. ^ Klein, Cornelis; Hurlbut, Cornelius S., Jr. Manual of mineralogy : (after James D. Dana) 21st. New York: Wiley. 1993: 354–356. ISBN 047157452X. 
  9. ^ 9.0 9.1 Lucas 1928.
  10. ^ Wood, J. R.; Hsu, Y-T.; Bell, C. Sending Laurion Back to the Future: Bronze Age Silver and the Source of Confusion. Internet Archaeology. 2021, 56 (9). S2CID 236973111. doi:10.11141/ia.56.9. 
  11. ^ Klein & Hurlbut 1993.
  12. ^ Klein & Hurlbut 1993，第354-355頁.
  13. ^ Klein & Hurlbut 1993，第355頁.
  14. ^ Da Silva, Gabriel. Kinetics and mechanism of the bacterial and ferric sulphate oxidation of galena. Hydrometallurgy. 2004, 75 (1–4): 99–110. doi:10.1016/j.hydromet.2004.07.001. 
  15. ^ Metropolitan Museum of Art. The Art of Medicine in Ancient Egypt. New York. 2005: 10. ISBN 1-58839-170-1. 
  16. ^ 16.0 16.1 Lead pollution from Native Americans attributed to crushing galena for glitter paint, adornments. Indiana University–Purdue University Indianapolis. 21 October 2019 [11 January 2020]. （原始內容存檔於2021-07-26）. 
  17. ^ The Glittery Legacy of Lead at a Historic Native American Site （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, Atlas Obscura, November 7, 2019
  18. ^ Glaze, http://www.thepotteries.org/types/glaze.htm （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）.
  19. ^ Lee, Thomas H. The (Pre-)History of the Integrated Circuit: A Random Walk (PDF). IEEE Solid-State Circuits Newsletter. 2007, 12 (2): 16–22. ISSN 1098-4232. S2CID 17583856. doi:10.1109/N-SSC.2007.4785573. [永久失效連結]

擴展閱讀

外部連結

 
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