本族礦物是含(OH)-的復雜硫酸鹽。其化學通式可用AB3[SO4]2(OH)6來表示,其中A代表壹價的K+、Na+、(NH4)+,B代表三價的Al3+和Fe3+。其主要礦物是明礬石和黃鉀鐵礬。
明礬石Alunite—KAl3[SO4]2(OH)6
晶體參數 三方晶系;對稱型3m。空間群R3m;a0=0.696nm,c0=1.735nm;Z=3。
成分與結構 K2O 11.37%,Al2O336.92%,SO338.66%,H2O 13.05%。晶體結構與黃鉀鐵礬等型。
形態 通常呈致密塊狀、細粒狀、土狀集合體。
物理性質 白色,常帶淺灰、淺黃或淺紅色調;玻璃光澤。硬度3.5~4;解理平行{0001}中等;斷口呈貝殼狀。密度2.6~2.9g/cm3。
鑒定特征 明礬石外表不易鑒定。以加HCl不起作用可區別於碳酸鹽礦物。
成因與產狀 明礬石是中酸性火山巖低溫熱液蝕變的產物,這種作用通常稱為明礬石化。此外,黃鐵礦分解所形成的硫酸鹽溶液與含鉀巖石作用也可形成明礬石。我國明礬石的產地有浙江蒼南礬山、安徽廬江、福建福鼎等,其中尤以礬山最為著名,有我國“礬都”之稱。
主要用途 用以生產明礬和制造鉀肥。
黃鉀鐵礬Jarosite—KFe3[SO4]2(OH)6
晶體參數 三方晶系;對稱型3m。空間群R3m;a0=0.721nm,c0=1.703nm;Z=3。
成分與結構 K2O 9.41%,Fe2O347.83%,SO331.97%,H2O 10.79%。晶體結構中(圖11-22),K+分布在菱面體晶胞的8個角頂上,Fe3+位於兩個K+中間。兩個[SO4]2-四面體在平行C軸方向上位於兩個K+之間的1/3和2/3位置上。這兩個[SO4]2-四面體的角頂相對,而其底面則分別朝向上、下的K+。(OH)-平行(0001)成層分布於[SO4]2-四面體層和Fe3+層之間。K+與周圍三個[SO4]2-中的6個02-和其上、下的6個(OH)-相連接,其配位數為12。Fe3+與鄰近的兩個[SO4]2-四面體中的2個O2-和4個(OH)-相連接,其配位數為6。其結構決定了黃鉀鐵礬呈{0001}板狀和平行{0001}的解理。
圖11-22 黃鉀鐵礬的晶體結構
(據陳武等,1985)
形態 晶體罕見,呈假立方體狀的菱面體或{0001}厚板狀。集合體常呈皮殼狀、土狀、致密塊狀或結核狀。
物理性質 黃色至深褐色;條痕淡黃色;玻璃光澤。硬度2.5~3.5;解理平行{0001}中等至完全。密度2.91~3.26g/cm3。
鑒定特征 外觀與褐鐵礦難以區分。需用化學方法鑒別。將黃鉀鐵礬溶於HCl中,在溶液中加入少許Ba Cl2溶液,生成白色的Ba SO4沈澱。
主要用途 黃鉀鐵礬煆燒後,可作為研磨粉(Fe2O3)原料。