自然砷是化學元素砷以自然狀態出現的一種礦物。在空氣中易變為黑色。六方晶系。常呈細粒狀、塊和腎狀體。用於提煉砷和製造三氧化二砷等砷化合物。自然砷典型的形態是塊狀或是由錫白—灰色的同心層狀。經常是出現在熱液脈中，和銀、鈷和鎳礦共生。天然和人工的砷化合物都是劇毒的。
基本介紹
- 中文名：自然砷
- 外文名：Arsenic
- 別稱：Naturalis arsenicum
- 顏色：錫白色
- 光澤：金屬光澤
- 硬度：3~4
- 礦物密度：5.64~5.78。
簡介,理化特性,鑑定特徵,成因和產地,主要用途,找礦意義,紅外光譜特徵,X 射線分析,自然砷-重要發現,
簡介
自然砷名字來自希臘語Arsenikon，最初指的是雌黃，是化學元素砷以自然狀態出現的一種礦物，晶體相當罕見，在自然界中多以塊狀、腎狀、鐘乳狀之集合體出現，且常呈同心圓構造。新鮮者呈錫白色，若暴露大氣中，顏色會逐漸轉為暗灰色。錫白色的條痕、比重大（5.6~5.8）為其重要特徵。自然砷除了主要成分砷（As）外，常含有少量的銻、銀、鉍、金和鐵等元素，因含有大量的砷，所以是一種劇毒的物質。此種礦物在自然界並不多見，主要產在火成環境的熱液礦脈中。
理化特性
化學性質：（1）經常含有少量的銻、銀、鉍、金和鐵等元素（2）容易和多種金屬和非金屬元素化合（3）為一種劇毒物質
類別：自然元素-半金屬元素-自然砷族；
晶系和空間群：三方晶系，R3m-；
自然砷
自然砷晶胞參數:a0 = 0.3768nm，c0 = 1.0574nm；
形態：大多數呈鐘乳石狀，塊狀或放射狀；
顏色：錫白色，氧化後呈深灰色至黑色，灰或白色；
條痕：錫白色；
透明度：不透明；
光澤：亞金屬光澤；
硬度：3-4；
解理和斷口：（0001）解理：完全，{10ī4}解理：尚佳；參差狀斷口
比重：5.6～5.7 g/cm3；g/cm3
其他性質：脆性，有毒，加熱或敲打有大蒜味
鑑定特徵
（1）新鮮顏色及條痕均呈錫白色
自然砷
自然砷（2）比重達5.6~5.8；摩氏硬度為3.5
（3）金屬光澤
（4）加熱或敲打有大蒜味
成因和產地
自然砷是屬於一種罕見的礦物，主要產在火成環境的熱液礦脈中，共生礦物有方鉛礦、輝銻礦、雄黃、雌黃、辰砂、重晶石和一些含銀、鈷、鎳的礦物。幾乎所有收集樣品均來自歐洲各地。除此之外，還有美國，日本和哥倫比亞不列顛省的奧德爾。重要產地有：
自然砷
自然砷（1）德國Saxony的Annaberg、Harz的Andreasberg
自然砷
（2）日本Fukui Pref.的Akatani mine
（3）美國New Jersey的Sterling Hill、Arizona的Washington Camp
（4）加拿大British Columbia的Vancouver Is.和Watson Creek
（5）法國Haut-Rhin的Ste.-Marie-aux-Mines
（6）捷克的Jachmov和Pribram
（7）羅馬尼亞的Sacaramb、Hunyad和Cavnic
（8）沙勞越的Bidi
（9）澳洲New South Wales的Forbes
（10）秘魯Pasta Bueno的Huallapon mine
（11）智利的Copiapo
主要用途
可作為砷的原料，但並非砷的主要來源。砷常用於玻璃製造，因為它可消除由於鐵雜質造成的玻璃綠色；還曾用作毒藥和殺蟲劑；在電子行業，製作砷化鎵，用它製成的計算機晶片在很多方面比矽片更優越；還可作為繪圖和焰火中的顏料。
找礦意義
在卡林型金礦床中，礦石礦物共生組合以富含各種含砷礦物為特徵。如金礦石中存在大量毒砂、含砷黃鐵礦、雄黃、雌黃以及自然砷等。儘管這些不同產狀、不同形態的含砷礦物形成於金成礦的不同階段；但一般說來，金礦石中砷含量較高、含砷礦物豐富，金含量也越高。這說明砷與金具有密切的正相關關係。在金礦體中，有自然砷產出的部位，均出現較強的毒砂化、黃鐵礦化或和雄黃化等蝕變作用，顯示出自然砷與Au 礦化也具有密切的成因、空間聯繫。
卡林型金礦床中的自然砷
卡林型金礦床中的自然砷在金礦石中，自然砷呈緻密塊狀、緻密凝膠體狀或腎狀、脈狀或微細脈狀產出。從成礦早階段到成礦晚階段，礦物的共生組合出現毒砂——黃鐵礦、毒砂——黃鐵礦——自然砷、黃鐵礦——自然砷——輝銻礦——雄黃和雄黃——雌黃的演化。卡林型金礦中，自然砷雖屬低溫條件下熱液作用形成的產物，其形成時間可能比毒砂的形成時間略晚，但比雌黃的形成時間略早。由於自然砷是自然界的罕見礦物，故可將其作為卡林型金礦床的標型礦物之一。
利用自然砷及其他含砷礦物的共生組合特點，可以示蹤金成礦的物理化學條件。
紅外光譜特徵
自然砷樣品(卡林型金礦床中自然砷)的紅外光譜分析是在紅外分光光度計上完成
的。制樣採用KBr 壓片法；分析儀器型號為PE983G，解析度3 cm- 1 ， 掃描範圍4 000 ～ 180cm- 1 ，工作電壓220～240 V ，頻率50～60 Hz ，功率250 VA 。從圖中可以看出，自然砷的吸收譜帶波數為2 359 ，2 328 ，800 ，623 ，538 ，475 ， 398 ， 361 和345 cm- 1 。此外在波數3 406 、1 633 、1 438 cm- 1出現寬緩的吸收譜帶。
紅外吸收光譜圖
紅外吸收光譜圖X 射線分析
對自然砷樣品的X 射線粉晶衍射分析，是在中國科學院地球化學研究所X 射線粉
晶衍射實驗室進行的。使用儀器型號為日本理學公司的D/MAX22200 型。實驗條件為Cu Kα1 靶，石墨單色器，掃描速度8°/ min ， 管電壓35kV，管電流為10 mA ，狹縫:DS = SS = 1°， RS = 0115 mm。分析結果見表3 。可以看出，強衍射峰的d值分別為:01350 37 ( 003) ， 01275 76 ( 012 ) ， 01204 5 ( 104 ) ，01187 33 (110) ，01175 71 (105) 等。數據經最小二乘法計算，得到礦物的晶胞參數為: a = 0.3759nm ，c = 1.0527nm。與人工合成自然砷的理論值（a = 013760nm ， c = 110548nm） 比較，其晶胞參數略小，這可能與卡林型金礦床的自然砷含有微量的Sb 、S 等元素有關。
x射線分析圖
x射線分析圖自然砷的X 射線粉晶衍射能譜特徵（見圖）：
自然砷的X射線粉晶衍射能譜特徵
自然砷的X射線粉晶衍射能譜特徵