閃鋅礦（sphalerite）是一種含鋅的硫化物，是提煉鋅的主要礦物原料，含鋅達(dá)67.1%。通常也含鐵，當(dāng)含鐵量大于10%時(shí)則被稱為鐵閃鋅礦，此外它還時(shí)常含有錳（Mn）、（In）、鎘（Cd）等元素。閃鋅礦顏色含鐵量的影響，不含雜質(zhì)時(shí)為無色，隨著鐵含量的增加，由無色至淺黃色、褐色至黑色。硬度3.5～4，相對密度3.5～4.2，無電磁性，無導(dǎo)電性。部分閃鋅礦有摩擦發(fā)光性。
閃鋅礦主要形成于中、低溫?zé)嵋撼梢蚝徒佑|矽卡巖型礦床中，且分布較廣，常與方鉛礦共生。主要產(chǎn)出于澳大利亞、西班牙、墨西哥、巴西、美國、加拿大和中國。閃鋅礦的晶體結(jié)構(gòu)為立方晶系，晶體形態(tài)常呈四面體或四面體正負(fù)形組成的聚形，其標(biāo)型特征主要有成分標(biāo)型、物理性質(zhì)標(biāo)型和晶體形態(tài)標(biāo)型三種，而成分標(biāo)型中又包括了單元素標(biāo)型和比值標(biāo)型。
閃鋅礦的用途廣泛。在工業(yè)領(lǐng)域，閃鋅礦是提煉鋅的重要礦物原料，提煉的鋅主要用途是以鍍鋅鋼和鍍鋅鐵的形式，來保護(hù)鐵和其它金屬免受空氣和水的侵蝕，還可作電池、顏料、藥品原料、制造黃銅原料，同時(shí)閃鋅礦也是鎘、銦、鎵、鍺等元素最重要的來源；在珠寶領(lǐng)域，閃鋅礦晶體還可用作寶石加工原料；在地質(zhì)勘探領(lǐng)域，閃鋅礦地質(zhì)溫度計(jì)可用來解決礦床的成因、用來確定礦床形成時(shí)礦液的運(yùn)移方向和通道，還可用于研究礦床的分帶性、礦物的世代及成礦構(gòu)造等，還可以作為一種地壓計(jì)，確定閃鋅礦形成時(shí)的壓力；此外，結(jié)晶良好的閃鋅礦單晶體，是最佳的紅外窗口材料與發(fā)光材料。
主要特性
礦物組成
主要成分硫化鋅（ZnS），含鋅達(dá)67.1%，常含有鐵（Fe）、錳（Mn）、銦（In）、鎘（Cd）、鉈（Tl）、鎵（Ga）、鍺（Ge）、（Se）、銀（Ag）等類質(zhì)同象混入物。其中，鐵代替鋅最為普遍，最多可達(dá)26%。當(dāng)含鐵量大于10%時(shí)則被稱為鐵閃鋅礦。
物理特性
手標(biāo)本中閃鋅礦常為黃色、棕褐色、黑色等顏色（含鐵致色），條痕淺黃色至褐黃色；純閃鋅礦近于無色，隨含鐵量增加由無色至淺黃色、褐色至黑色。金剛光澤、沒藥樹光澤至半金屬光澤。礦物薄片中為灰色、黃色、褐色，顏色不均勻，見多組解理，呈環(huán)帶分布，正極高突起，正交偏光鏡下全暗，均質(zhì)性，折射率為2.37；無雙折射率。有時(shí)可見微弱的異常雙折射現(xiàn)象（應(yīng)力作用所致）(如下圖所示)。色散強(qiáng)，色散值為0.156，透明，解理平行{10}完全；性脆，斷口貝殼狀，硬度3.5～4，相對密度3.5～4.2，無電磁性，無導(dǎo)電性，部分閃鋅礦有摩擦發(fā)光性。
結(jié)構(gòu)特征
晶體形態(tài)常呈四面體或四面體正負(fù)形組成的聚形，晶面上?？梢娙切螚l紋。有時(shí)也可呈四面體與菱形十二面體、立方體、三角三四面體等單形形成的聚形（如下圖所示），常見雙晶。常以粒狀或致密塊狀集合體產(chǎn)出。閃鋅礦通常呈粒狀、鐘乳狀、反射狀集合體產(chǎn)出，在砂礦中主要呈棱角狀顆?；蚓紶町a(chǎn)出。
晶體結(jié)構(gòu)為立方晶系；空間群；a=0.5417nm；Z=4。玫瑰晶數(shù)據(jù)：3.123（100）、1.912（51）、1.633（30）。在閃鋅礦中鐵代替鋅導(dǎo)致晶胞增大。閃鋅礦型結(jié)構(gòu)（如下圖所示），Zn2+分布于單位晶胞的角頂及面心，如將晶胞分為8個(gè)小的立方體，則S2-分布在相間的4個(gè)小立方體的中心。Zn的配位數(shù)為4。面網(wǎng){110}為Zn2+和S2-的電性中和面，閃鋅礦具有//{110}的6組完全解理。
內(nèi)含物：閃鋅礦流體包體發(fā)育，可見固態(tài)包體、雙晶紋、色帶等。
形成原因
閃鋅礦主要形成于中、低溫?zé)嵋撼梢蚝徒佑|矽卡巖型礦床中，常與方鉛礦共生。氧化后易成菱鋅礦。閃鋅礦常見于各種熱液成因礦床中，是分布最廣的鋅礦物。在高溫?zé)嵋旱V床中的閃鋅礦，通常富含F(xiàn)e、In、Se和Sn，并且鐵閃鋅礦與砷黃鐵礦、磁黃鐵礦，有時(shí)與黃銅礦、方黃銅礦等共生。在中低溫?zé)嵋旱V床中的閃鋅礦則含Cd、Ga、Ge和Tl。閃鋅礦往往與方鉛礦共生，有時(shí)還出現(xiàn)各種硫鹽礦物，如硫銻鉛礦等。此外，閃鋅礦還產(chǎn)于火成巖巖脈、接觸變質(zhì)礦床，以及沉積巖中。
閃鋅礦中鐵的含量與形成溫度有關(guān)，高溫時(shí)形成的含鐵量高，顏色較深，晶胞參數(shù)增大；而低溫形成的含鐵量低，色淺。因此，鐵含量多少是閃鋅礦形成溫度的標(biāo)志。同時(shí)鐵含量也與壓力有關(guān)，鐵含量隨壓力增高而降低（在閃鋅礦中的Fe2+為4次配位，壓力的增高限制了四次配位Fe2+的穩(wěn)定范圍）。因此閃鋅礦可作為地質(zhì)溫-壓計(jì)。在氧化帶中，閃鋅礦分解形成易溶于水的ZnSO4，并隨著流水遷移，若遇到石灰?guī)r，可與之反應(yīng)形成菱鋅礦ZnCO3。因此，在鉛鋅礦床的氧化帶中，鋅的次生礦物比鉛的少。
產(chǎn)地
閃鋅礦主要產(chǎn)出于澳大利亞、西班牙、墨西哥、巴西、美國、加拿大和中國。其中澳大利亞的布羅肯希爾、美國的密西西比州河谷等地是世界著名的閃鋅礦主要產(chǎn)地。中國主要產(chǎn)地有青海錫鐵山、仁化縣凡口礦、云南金頂?shù)取?/p>
應(yīng)用領(lǐng)域
工業(yè)領(lǐng)域
閃鋅礦是重要的鋅礦石；大約95%的原生鋅是從閃鋅礦中提取的。閃鋅礦提煉的鋅主要用途是以鍍鋅鋼和鍍鋅鐵的形式，來保護(hù)鐵和其它金屬免受空氣和水的侵蝕；也可用于生產(chǎn)黃銅，中國和印度過去大量生產(chǎn)黃銅，而在歐洲貨船開始進(jìn)行橫渡太平洋的貿(mào)易活動(dòng)中，黃銅為一重要的貿(mào)易項(xiàng)目；氧化鋅大量用于橡膠制造業(yè)中，也用作白色顏料；干電池制造業(yè)中也采用大量氧化鋅；鋅也是制藥工業(yè)的重要原料，用作營養(yǎng)增補(bǔ)劑、油膏、洗發(fā)劑和其他制劑，其碳酸根已作為農(nóng)藥使用等。
此外，由于閃鋅礦微量元素含量可變，它也是其他幾種金屬的重要來源，例如替代鋅的鎘、鎵、鍺、和銦。
寶石
閃鋅礦的高折射率使閃鋅礦擁有奪目的金剛光澤，近三倍于鉆石的色散值使它具有閃耀非凡的火彩。凈度高、色澤亮麗、品質(zhì)上乘的閃鋅礦晶體可用作寶石加工原料，晶形完整、自形程度高者可作礦晶觀賞石，閃鋅礦逐漸走入人們視野，成為收藏界的新寵。
地質(zhì)勘探
閃鋅礦可作為地質(zhì)溫度計(jì)使用，隨著閃鋅礦晶格中鐵含量的增加，閃鋅礦向纖鋅礦的轉(zhuǎn)化點(diǎn)要降低，如果礦物的熱力學(xué)數(shù)據(jù)為已知，那么在一定條件下，某些元素在混合晶體中的含量可以用作最可靠的地質(zhì)溫度計(jì)。如可用來解決礦床的成因，礦床生成溫度是礦床成因分類的重要因素，而FeS-ZnS系則被認(rèn)為是測定金屬礦床實(shí)際生成溫度的較為可靠的手段，它能提供熱液礦床溫度范圍的確切數(shù)據(jù)。還可以用來確定礦床形成時(shí)礦液的運(yùn)移方向和通道，因?yàn)樵S多金屬礦床中存在著明顯的溫度梯度，這種溫度遞降的方向即標(biāo)出礦液的流動(dòng)方向。此外，還可用于研究礦床的分帶性、礦物的世代及成礦構(gòu)造等。
閃鋅礦還可以作為一種地壓計(jì)用，在300～700℃范圍內(nèi)，閃鋅礦中含F(xiàn)eS量是壓力的函數(shù)，壓力越高，F(xiàn)eS含量越少。當(dāng)測出閃鋅礦中含F(xiàn)eS量和溫度后，即可確定閃鋅礦形成時(shí)的壓力。
其他
結(jié)晶良好的閃鋅礦單晶體，是最佳的紅外窗口材料與發(fā)光材料。
礦物開采
開采
絕大多數(shù)鋅礦石都采用地下開采法開采，這是由鋅礦床的性質(zhì)決定的，在開采鋅礦石的過程中，有4種傳統(tǒng)的方法，即礦房-立柱法、仰采留礦回采法、剝離-充填法以及方陣法。一般情況下，礦房-立柱法是利用開采室開采平坦或浸染礦石的一種方法，它采用廢棄的巖礦柱支撐開采室的頂部。層狀礦體大多采用這種方法，但在具體運(yùn)用中會(huì)略有變化。在仰采留礦回采過程中，礦石是在連續(xù)或傾斜的開采面上開采的，礦石的拖運(yùn)面逐漸向里延伸。在每一個(gè)開采面上，通過斜道將充分破碎的礦石運(yùn)出，以保證采礦場頂部和底部的工作面，剩余的碎礦石則作為下一個(gè)開采面的基底。剝離-充填法以及方陣法的成本較高，僅適用于高品位的銀-鉛-鋅礦山或銅-鋅礦山。
浮選
閃鋅礦的可浮性在很大程度上取決于其中所含的雜質(zhì)。一般來說，閃鋅礦是一種較難浮選的硫化礦物，特別是含鐵高的鐵閃鋅礦更是如此。但含Cd、Cu、Pb、Ag這類雜質(zhì)時(shí)，可浮性則有所提高。閃鋅礦的表面存在有各種離子與鋅類質(zhì)同象從而組成同晶形化合物，由此提供了閃鋅礦天然活化的條件。
對不同礦區(qū)的天然閃鋅礦，用乳缽濕磨，在缺氧不加捕收劑和起泡劑的條件下，用單泡管浮選，pH值為6.8時(shí)，回收率在50%左右；若有氧存在，則礦物失去其天然可浮性。在相同的礦樣試驗(yàn)中，若用Cu2+離子活化，則浮選回收率均能達(dá)到100%。礦物表面的處理方法對閃鋅礦的天然可浮性影響亦很大，瓷磨的閃鋅礦顯出了一定程度的天然可浮性，而鋼磨則無可浮性；這是由于磨礦過程中產(chǎn)生了還原狀態(tài)的鐵，它對閃鋅礦的抑制作用很強(qiáng)。
標(biāo)型特征
礦物的標(biāo)型特征是指不同成因的同種礦物，由于其形成時(shí)的物理化學(xué)條件有所不同，而在其成分、微觀結(jié)構(gòu)、晶形、物理性質(zhì)上反映出一定的差異，如此種差異現(xiàn)象具有明顯的特征而可作為成因上的標(biāo)志者，此種特征稱為標(biāo)型特征。閃鋅礦的標(biāo)型特征主要有成分標(biāo)型、物理性質(zhì)標(biāo)型和晶體形態(tài)標(biāo)型三種，而成分標(biāo)型中又包括了單元素標(biāo)型和比值標(biāo)型。其中礦物在成分上的標(biāo)型特征是一切標(biāo)型特征的研究基礎(chǔ)，物理性質(zhì)的標(biāo)型是根據(jù)礦物硬度、反射率、晶胞參數(shù)等物理性質(zhì)進(jìn)行的劃分，晶體形態(tài)標(biāo)型與礦床的成因密切相關(guān)。
成分標(biāo)型
閃鋅礦的主要化學(xué)成分為Zn和S，但實(shí)際上閃鋅礦往往富集有Fe、Mn、Cd、Ga、In、Cu、Sn（錫）、Ti、Ge、Hg等元素，其次為Ag、Co（鈷）、Ni（），不同成因類型的閃鋅礦，其富集元素的種類不同。熱液型礦床中閃鋅礦以富集Fe、Cu、Bi（鉍）、Te（）、Ag、Sn為特點(diǎn)，斷裂型礦床中除上述元素含量中等外，以相對富集Ga、Ge、Ti為特點(diǎn)；層控型礦床中相對富集Cd、Hg、Ni為特點(diǎn)。
單元素標(biāo)型
Fe、Mn標(biāo)型：由于Zn2+、Fe2+、Mn2+均具有四位配位，三者離子半徑相似，易產(chǎn)生類質(zhì)同象。故閃鋅礦中往往含有Fe、Mn，層控型Pb-Zn礦中Fe大于6%，巖漿熱液型、斑巖型鉛鋅礦中閃鋅礦含F(xiàn)e變化范圍大；對Mn來講，熱液型閃鋅礦中相對富Mn，多在千分之幾以上，而層控型則極低，多為萬分之幾到十萬分之幾。
Cd標(biāo)型：Cd的晶體化學(xué)性質(zhì)與Fe、Mn、Zn極為相似，CdS與MnS、FeS一樣以四次配位進(jìn)入閃鋅礦的晶格，從理論上講，高溫時(shí)Fe2+（Mn2+）置換Zn2+，隨著溫度降低，F(xiàn)eS從閃鋅礦中游離出來，形成細(xì)分散的磁黃鐵礦于閃鋅礦中，Cd則呈四次配位的CdS進(jìn)入閃鋅礦中，因此通常認(rèn)為淺色閃鋅礦為低溫形成，含Cd高；深色閃鋅礦為高溫形成，含Cd低。當(dāng)Fe＜6%時(shí)，二者呈反消長關(guān)系，當(dāng)Fe在6%～11%時(shí)，二者呈正消長關(guān)系，當(dāng)Fe>11%時(shí)，又呈反消長關(guān)系，因此閃鋅礦中Cd不但與溫度、Fe、Mn有關(guān)，而且與成礦物質(zhì)來源有關(guān)。
In的標(biāo)型：In3+是典型的分散元素，具有親硫性，四次配位時(shí)離子半徑為0.88?，其共價(jià)半徑（1.44?）與Zn2+（1.25A）相似，故常賦存閃鋅礦中。層控型礦床的閃鋅礦貧In且變化幅度小；巖漿熱液型、火山型、斑巖型礦床中閃鋅礦一般富集In且變化幅度大。In隨閃鋅礦的形成溫度升高而增大。
Ga、Ge、Hg的標(biāo)型：Ga3+,Ge4+屬于分散元素。四次配位時(shí)兩者離子半徑分別為0.55?和0.48?，為保持電價(jià)平衡，閃鋅礦中可能出現(xiàn)2Ge3++Hg3+替代4Zn2+，Ge4++Hg2+替代3Zn2+，故Ga、Ge、Hg在閃鋅礦中往往組合在一起，三者呈正相關(guān)。一般來說，層控型礦床閃鋅礦中富集Ga、Ge、Hg，巖漿熱液型、火山型和斑巖型閃鋅礦則貧Ga、Ge、Hg。
比值標(biāo)型
閃鋅礦中Ga、In含量隨礦物形成溫度而變化，成礦溫度越高，In含量越大,Ga略微降低，反之，Ga升高而In降低。巖漿熱液型、火山型、斑巖型閃鋅礦Ga/In<1，而層控型Ga/In往往很大。
標(biāo)型特征與礦床成因的相互關(guān)系
閃鋅礦的各種標(biāo)型特征與礦床成因的相互關(guān)系下表所示。
歷史
早在公元7世紀(jì)的伊斯蘭教，閃鋅礦就被用于生產(chǎn)黃銅，在公元12世紀(jì)至13世紀(jì)（晉朝）中國北方的黃銅膠結(jié)過程中也可能使用了閃鋅礦。鎵的發(fā)現(xiàn)也與從閃鋅礦有關(guān)，1875年，勒科克·德·布瓦博德蘭（LecoqdeBoisbaudran）在閃鋅礦礦石（ZnS）中提取鋅的原子光譜上觀察到了兩條從未見過的新譜線，其波長在417nm處。經(jīng)過細(xì)致的分析之后，他確定這是一個(gè)新的元素，從而發(fā)現(xiàn)了金屬鎵（Gallium）。
名稱來源
閃鋅礦的英文名稱sphalerite來自希臘語sphaleros，意思是背信棄義，因?yàn)樗伾嘧儯ㄨF含量增加時(shí)，它的顏色變深）。
品質(zhì)鑒定
辨顏色
真正的閃鋅礦有一個(gè)鮮明的特征，一般都是黃褐或棕黑色，很象脂松香的顏色。不具備這個(gè)特有顏色，就是假閃鋅礦。
看條痕
真正的閃鋅礦的條痕呈白色或黃褐色，否則為假礦。
看硬度
真正的閃鋅礦的硬度為4,比較硬，用小鐵釘或小刀才劃得動(dòng)。過軟或過硬，都不是真正的閃鋅礦。
看晶體情況
真正的閃鋅礦常呈粒狀集合體，晶石常有三角形花紋。否則，為假礦。
試驗(yàn)鑒定
可用HNO3將它溶解后，加入硫氰汞鉀，立即生成羽毛狀、箭頭狀及十字狀的硫汞鋅小晶體。
加入稀鹽酸后觀察是否反應(yīng)生成硫化氫，并散發(fā)出類似于臭雞蛋的氣味。
參考資料 >
閃鋅礦.geologyscience.2024-03-25
閃鋅礦.地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院.2024-03-25
Zinc Statistics and Information.USGS.2024-03-19