铜

铜可能是人类使用的第一种金属。 据信，新石器时代的人们在公元前 8000 年就已使用石头作为替代品。 公元前 4000 年左右，埃及人在模具中铸造铜。 到公元前 3500 年，它开始与 锡 生产青铜。 在刚破碎的表面上，它呈不透明、明亮的金属鲑鱼粉色，但很快就会变成暗棕色。 晶体并不常见，但形成时呈立方体或十二面体，通常排列成分支聚集体。 大多数呈不规则、扁平或分枝状肿块。 它是少数以“天然”形式存在且不与其他元素结合的金属之一。 天然铜似乎是一种次生矿物，是含铜溶液与含铁溶液相互作用的结果 矿物质.

名字：源自拉丁语 cuprum，又源自希腊语 kyprios，即塞浦路斯，该岛是早期生产金属的岛屿。

化学：通常仅含有少量其他金属。

社区: 白银, 辉铜矿, 斑铜矿, 铜矿, 孔雀石, 石青, 长长岩, 铁 氧化物，许多其他矿物质。

化学性质

铜是一种化学元素，符号为Cu，原子序数为29。它是一种柔软、有延展性和延展性的金属，具有非常高的导热性和导电性。 以下是铜的一些关键化学性质：

1. 原子序数：29
2. 原子量：63.55
3. 密度：8.96克/立方厘米
4. 熔点：1,083 °C (1,981 °F)
5. 沸点：2,562 °C (4,644 °F)
6. 氧化态：+1、+2
7. 电负性：1.9
8. 电离能：745.5 kJ/mol
9. 导热系数：401W/(m·K)
10. 电导率：59.6×10^6S/m

铜还与某些酸和非金属（例如氧和 硫，这就是为什么当它暴露在空气和湿气中时，随着时间的推移，它经常会形成绿色的铜绿。 这种铜锈实际上是一层碳酸铜，可以保护下面的金属免受进一步腐蚀。

物理性能

颜色	Red on a fresh surface, dull brown on a tarnished surface
条纹	金属铜红
光泽	金属的
分裂	不包含
透明度	不透明
莫氏硬度	2.5到3
比重	8.9
诊断属性	Color, luster, specific gravity, malleability, ductility
水晶系统	等距
韧性	玛钢
骨折	Hackly
密度	8.94 – 8.95 g/cm3（测量值） 8.93 g/cm3（计算值）

光学性质

铜有一些有趣的 光学特性 这使得它在各种应用中都很有用。 以下是其一些光学特性：

1. 颜色：铜在纯净状态下具有独特的红橙色，但也可能呈现棕色或灰色，具体取决于其表面光洁度以及其他元素或化合物的存在。
2. 光泽：铜具有明亮的金属光泽，这意味着它能很好地反射光线并显得有光泽。
3. 透明度：铜对可见光不透明，这意味着光无法穿过它。
4. 反射率：铜具有高反射率，这意味着它可以非常有效地从其表面反射光线。 这使得它在需要反射的应用中非常有用，例如镜子。
5. 导电性：铜是一种优异的电导体，使其可用于电线和其他需要有效传导电力的应用。
6. 导热性：铜也是一种出色的热导体，使其可用于散热器和烹饪锅等应用。
7. 吸收光谱：铜在可见光和红外区具有明显的吸收光谱，可用于分析和检测目的。

总体而言，铜的光学特性使其成为一种可用于多种应用的多功能材料。

铜矿物的分类

铜矿物可以根据其化学成分和晶体结构进行分类。 一些常见的分类包括：

1. 天然铜：以纯金属形式存在的铜，通常以金块或金属丝的形式存在。
2. 硫化物：硫化铜矿物包括 黄铜矿 (CuFeS2), 斑铜矿 (Cu5FeS4)、辉铜矿 (Cu2S)、 铜蓝 (CuS) 和硫砷铜矿 (Cu3AsS4)。
3. 氧化物：氧化铜矿物包括赤铜矿（Cu2O）和长铜矿（CuO）。
4. 碳酸盐：碳酸铜矿物包括 孔雀石 (Cu2CO3(OH)2) 和 石青 (Cu3(CO3)2(OH)2)。
5. 硅酸盐：硅酸铜矿物包括 硅孔雀石 (CuSiO3·2H2O) 和 屈光度 (CuSiO2(OH)2)。
6. 天然元素：铜也可以以其纯金属形式出现，如树枝状或线状结构。

这些矿物可以在各种地质环境中找到，包括斑岩铜 存款、火山蕴藏的块状硫化物矿床、沉积物蕴藏的铜矿床，以及 矽卡岩 存款。

常见的铜矿物及其性质

以下是一些常见的铜矿物及其特性：

1. 黄铜矿：这是最常见的铜矿物，其化学式为 CuFeS2。 黄铜矿呈黄铜黄色，具有金属光泽，莫氏硬度为 3.5-4。 它经常与其他硫化物矿物一起发现。
2. 硼铁矿：斑铜矿因其虹彩紫蓝色而被称为孔雀矿石，其化学式为 Cu5FeS4。 它的莫氏硬度为 3，经常与其他铜矿物一起存在于热液矿脉中。
3. 孔雀石：这种绿色矿物质的化学式为 Cu2CO3(OH)2，由 风化 of 铜矿 存款。 它的莫氏硬度为 3.5-4，通常用作装饰石材。
4. 石青：这种蓝色矿物的化学式为 Cu3(CO3)2(OH)2，也是由铜风化形成的 矿床。 它的莫氏硬度为 3.5-4，经常与孔雀石混合存在。
5. 赤铜矿：这种红色矿物的化学式为 Cu2O，由硫化铜氧化形成。 它的莫氏硬度为 3.5-4，经常与其他铜矿物伴生。
6. 蓝黑色矿物：这种蓝黑色矿物的化学式为 CuS，通常与其他硫化物矿物一起存在于热液矿脉中。 它的莫氏硬度为 1.5-2.5。
7. 四面体：这种灰黑色矿物的化学式为 Cu12Sb4S13，经常与其他硫化物矿物一起存在于热液矿脉中。 它的莫氏硬度为 3-4。

这些只是存在的许多铜矿物的几个例子，它们的特性可能会根据其特定的化学成分和地质背景而变化。

影响铜矿化的因素

有几个因素会影响铜矿化的形成和富集，包括：

1. 地质：合适宿主的存在 岩石 以及有利的地质构造，例如 故障 或裂缝，可以为矿化流体流动和沉积铜矿物提供通道。
2. 构造环境：铜矿化通常与构造活动区域有关，例如俯冲带，岩浆和 热液 可以产生并输送到地球表面。
3. 温度和压力：铜矿化一般与热液活动有关，受温度和压力条件的影响。 高温高压条件有利于铜矿物的沉积。
4. 流体化学：矿化流体的化学成分，包括其 pH 值、氧化态以及金属和配体的浓度，可以影响铜矿物的溶解度和沉积。
5. 时间：矿化系统活跃的时间越长，铜矿物积累并形成经济上可行的矿床的机会就越大。

铜矿勘查方法

铜矿物勘探通常涉及多种技术的结合，包括地质测绘、地球化学采样、地球物理调查和钻探。

地质测绘涉及对地表岩石和露头进行详细检查和测绘，以确定与铜矿化相关的地质特征，例如 改造 区域、矿脉和角砾岩。

地球化学采样涉及岩石、土壤和水样的收集和分析，以检测铜和其他与矿化有关的元素的异常浓度。

地球物理勘测使用各种方法，包括磁力、重力和电磁勘测，来检测岩石物理性质的变化，这些变化可能表明铜矿化的存在。

钻探用于测试和确认深度铜矿化的存在和程度。 钻石 钻井是最常见的方法，但也可以使用其他方法，例如反循环钻井。

现代勘探技术还使用卫星图像和航空摄影等遥感技术来帮助确定进一步勘探的潜在区域。

发生

铜是地壳中相对丰富的元素，估计浓度约为百万分之五十 (ppm)。 它存在于多种矿物中，包括黄铜矿 (CuFeS50)、斑铜矿 (Cu2FeS5)、辉铜矿 (Cu4S)、赤铜矿 (Cu2O)、孔雀石 (Cu2CO2(OH)3) 和蓝铜矿 (Cu2(CO3)3(OH)2)等。

铜矿床通常是由与火成岩活动相关的热液过程形成的。 这些过程涉及富含矿物质的热流体通过裂缝和周围岩石的其他开口的循环。 当流体冷却时，它们携带的矿物质沉积在矿脉、裂缝和其他结构特征中。

铜还存在于 沉积岩 以及一些与火山活动有关的矿床。 此外，海水中也含有微量的铜，但其浓度太低，开采在经济上不可行。

铜矿化的地质背景

铜矿化可以发生在各种地质环境中，但最常见的包括：

1. 斑岩铜矿床：这些是世界上最重要的铜来源，与大型侵入性矿产有关。 火成岩。 当热的、富含金属的流体从冷却的岩浆室上升并遇到较冷的岩石时，斑岩铜矿床在浅地壳（1-6公里深度内）形成，导致铜和其他金属沉淀在周围的岩石中。
2. 沉积物赋存的铜矿床：这些沉积物发生在海洋或湖泊环境中沉积的沉积岩内。 铜通常与 页岩, 砂岩和碳酸盐岩，沉积物可以是层状的（平行于层理）或结构控制的。
3. 火山成因块状硫化物 (VMS) 存款：这些通常是中​​小型矿床，形成于海底或海底附近的火山岩或沉积岩中。 它们的特点是含有高品位的铜， 锌, 铅和其他金属，通常与海底热液喷口有关。
4. 铜矽卡岩： 这些是 热液矿床 发生在碳酸盐岩中，通常靠近花岗岩或闪长岩的侵入体。 矽卡岩矿床 通常的特点是含有高品位的铜以及大量的其他金属，例如 金, 银和钼。
5. 氧化铜沉积物：这些沉积物通常在地表附近发现，是由硫化铜矿物的风化和氧化形成的。 它们通常发生在干旱或半干旱地区，其中铜矿物被酸性地下水从岩石中浸出，并以氧化铜矿物的形式积累。

这些只是铜矿化最常见的地质环境中的一些，还有许多其他地质环境。

铜矿物的重要性

铜矿物很重要，因为它们是铜金属的主要来源，铜金属是一种用途广泛的有价值的工业金属。 铜是一种优良的电导体，广泛应用于电气和电子行业的布线、电机、发电机和其他设备。 由于其高导热性和耐腐蚀性，铜还用于建筑、管道和供暖系统。 此外，铜还用于生产黄铜和青铜，这两种重要的合金用于制造各种产品。 铜也是人类健康的必需营养素，在体内具有一系列生物学作用，包括形成红细胞和维持健康的结缔组织。

使用面积

铜由于其优异的导电性、延展性、延展性和耐腐蚀性，在各个行业和应用中有着广泛的用途。 使用铜的一些主要领域包括：

1. 电气工业：铜是一种高导电金属，广泛用于电气布线、发电和传输。 它还用于生产电机、变压器、开关和其他电气设备。
2. 建筑行业：铜因其耐腐蚀性和耐用性而用于管道、屋顶和包层。 它还用于供暖、通风和空调系统。
3. 汽车工业：铜用于生产散热器、热交换器和电线。
4. 电子工业：铜用于生产印刷电路板、计算机芯片和其他电子元件。
5. 医疗行业：铜因其优异的导电性和射线不透性而用于医疗设备，例如X射线机。
6. 造币：铜因其耐用性和耐腐蚀性而用于制造硬币。
7. 装饰应用：铜因其迷人的红棕色和延展性而被用于珠宝、雕塑和其他装饰应用。
8. 抗菌特性：铜具有天然抗菌特性，用于生产医院设备、门把手和其他高接触表面，以减少感染传播。

总体而言，铜是一种用途广泛的金属，在各个行业和应用中有着广泛的用途。

全球铜矿分布

铜矿产于世界许多地区，铜生产是许多国家的主要产业。 全球最大的铜生产国包括智利、秘鲁、中国、美国、澳大利亚、刚果民主共和国、赞比亚、俄罗斯和加拿大。

智利是全球最大的铜生产国，28年约占全球铜产量的2020%。秘鲁是第二大生产国，其次是中国和美国。 其他重要的铜生产国包括印度尼西亚、墨西哥、哈萨克斯坦和波兰。

铜矿物通常与金、银、铅和锌等其他矿物伴生，并且通常作为这些其他金属的副产品被提取。 一些最重要的铜 矿床 世界上的矿山包括智利的丘基卡马塔矿山和埃斯康迪达矿山、印度尼西亚的格拉斯伯格矿山、澳大利亚的奥林匹克坝矿山。

• 在美国，密歇根州基威诺和霍顿科斯的基威诺半岛矿床中存在着非常大的质量和优质的大晶体； 在几个 斑岩矿床 亚利桑那州，包括 New Cornelia 矿、Ajo、Pima Co.； Cochise Cochise Co 的 Bisbee 的 Copper Queen 和其他矿山； 雷吉拉公司 (Ray, Gila Co.)； 新墨西哥州格兰特公司圣丽塔的奇诺矿也有类似情况。
• 在纳米比亚，温得和克东北 60 公里处的 Onganja 矿和楚梅布。
• 来自俄罗斯乌拉尔山脉博戈斯洛夫斯克图林斯克矿的大晶体。
• 在德国，北莱茵-威斯特法伦州的莱茵布赖特巴赫 (Rheinbreitbach) 以及莱茵兰-普法尔茨州巴特埃姆斯 (Bad Ems) 附近的 Friedrichssegen 矿。
• 来自英国康沃尔郡许多矿山的精美标本。
• 在澳大利亚新南威尔士州布罗肯希尔。
• 在智利，科金博附近的安达科拉。 来自玻利维亚，科罗科罗。

铜需求和生产趋势

铜是一种广泛使用的金属，具有广泛的应用范围，包括电线、管道、建筑和电子产品。 因此，全球铜需求很大程度上受到这些行业趋势的影响。

过去几十年来，由于电子设备的使用不断增加、新兴经济体的基础设施发展以及交通电气化，铜的需求稳步增长。 根据国际铜业研究组织（ICSG）的数据，3.4年至2000年全球铜消费量年均增长2019%。

铜产量也有所增加，以满足不断增长的需求。 最大的铜生产国是智利、秘鲁、中国、美国和刚果民主共和国。 2020年，全球铜矿产量预计约为20万吨。

然而，铜生产可能受到多种因素的影响，例如自然灾害、工人罢工和大宗商品价格波动。 例如，19年的COVID-2020大流行导致矿山关闭和供应链中断导致铜产量暂时下降。

总体而言，在可再生能源、电动汽车和其他高科技应用增长的推动下，未来几年对铜的需求预计将继续增加。

参考资料

博内维茨，R.（2012）。 岩石和矿物。 第二版。 伦敦：DK 出版社。
Handbookofmineralogy.org。 （2019）。 手册 矿物学。 [在线] 网址：http://www.handbookofmineralogy.org [访问日期：4 年 2019 月 XNUMX 日]。
Mindat.org。 （2019）。 铜：矿产信息、数据和地点..
可在：https://www.mindat.org/min-727.html [4 年 2019 月 XNUMX 日访问]。