剛玉Al2O3
三方系統。晶體常呈完整的六方柱狀、桶狀或近似腰鼓狀，也常為菱面體)，很少有(0001)多孿晶，以至於在晶面上常見幾組交叉孿晶(圖4-17)。
純剛玉無色透明，壹般為灰色、藍灰色或黃灰色。含不同雜質時顏色不同，含鐵時為黑色；紅寶石含有鉻時是紅色的。藍寶石呈藍色，含有鐵和鈦元素；含鎳的是黃色的。在某些紅寶石和藍寶石的(0001)面上，可見定向密集分布的針狀金紅石包裹體，稱為星彩紅寶石或星彩藍寶石。玻璃光澤；硬度9；沒有乳溝；{0001}或{ 0 }的解理通常由聚片的孿晶或細小夾雜物引起。密度為3.95 ~ 4.10g/cm。三
剛玉多形成於富Al2O3貧SiO2的巖漿在高溫下結晶，故見於剛玉正長巖和斜長石、玄武巖或剛玉正長巖偉晶巖中。接觸交代作用形成的剛玉見於火成巖與碳酸鹽巖的接觸帶。粘土巖經區域變質作用後可形成剛玉結晶片巖或富鋁片麻巖。此外，由於剛玉性質穩定，風化破壞後原巖也可出現在砂礦中。
★其晶體形狀、雙條紋、硬度高是鑒別特征。
因為高硬度剛玉可以用作精密儀器的研磨材料和軸承；單晶可用作激光材料；鮮艷的顏色可以作為珍貴的寶石，如鴿血紅紅寶石和帝王藍寶石。帶有星彩的紅寶石和藍寶石更加珍貴。
圖4-17剛玉的晶型和解理
C {0001}平行雙面；α {}六角柱；R {}菱面體；N {}和M {14.14.3}六角雙錐
赤鐵礦Fe2O3
三方系統。單晶通常呈板狀，主要由板狀和菱形組成(圖4-18)。在(0001)面上，經常出現由()孿條紋組成的三角花樣。集合體有多種形態:結晶的呈片狀、鱗片狀或塊狀，具有金屬光澤的片狀集合體稱為鏡鐵礦；具有金屬光澤的細小鱗片狀集合體稱為雲母赤鐵礦；隱晶質集合體呈鮞狀、腎狀、粉狀和土狀，其中土狀赤鐵礦稱為赭石。
圖4-18赤鐵礦晶體和集群
C {0001}平行雙面；R {}，E {}，Z {}菱形；N {}六角雙錐
結晶赤鐵礦為鐵黑色至鐵灰色；鮞狀、腎狀和粉末狀隱晶質物質為暗紅色；條痕呈櫻桃紅，故俗稱“紅鐵礦”；金屬光澤(鏡鐵礦、雲母赤鐵礦)至半金屬光澤或泥土光澤。不透明。硬度5.5 ~ 6，土質明顯降低。密度為5.0 ~ 5.3g/cm3。鏡鐵礦常因含有磁鐵礦的微細包裹體而具有很強的磁性。
赤鐵礦是自然界廣泛分布的鐵礦物之壹。可在各種地質作用中形成，但主要是熱液、沈積和沈積變質作用，可形成工業礦床。中國的河北宣化、湖南寧鄉等地都是著名的赤鐵礦產地。遼寧鞍山等地是著名的沈積變質赤鐵礦產地。
★櫻桃紅條紋和壹些形態特征是鑒別赤鐵礦最重要的特征。
提煉鐵最重要的礦物原料之壹，其粉末可用作紅色顏料。
(二)金紅石家族
在自然界中，TiO2有三種同晶變體，即金紅石、銳鈦礦和板鈦礦。金紅石分布最廣，銳鈦礦和板鈦礦很少。
金紅石二氧化鈦
四方晶系。單晶為柱狀、棒狀或針狀。孿晶通常是以(101)為關節面的肘孿晶或輪孿晶(圖4-19)。骨料為不規則粒狀或致密塊狀。
通常為褐色至紅褐色；條紋淺黃棕色至淺棕色；鉆石光澤；半透明到不透明。硬度6；易碎；卵裂平行{110}培養基。密度為4.2 ~ 4.3g/cm3。
金紅石分布廣泛，高溫形成，主要產於變質巖系中含金紅石的應時脈和偉晶巖脈中。此外，它在巖漿巖中作為副礦物出現，常以顆粒狀存在於片麻巖和其他變質巖中。金紅石通常存在於砂礦中，因為它具有良好的化學穩定性。
★以其顏色、方柱狀、膝狀或輪式孿晶為特征。錫石和鋯石的區別在於，錫石的密度更高(6.8 ~ 7.0g/cm3)，而鋯石的硬度更高(7.5)。
我國金紅石產區主要分布在湖北棗陽、山西代縣和河南。
提煉鈦的重要礦物原料。主要用於顏料、玻璃等行業，以及光學材料和特種陶瓷。
圖4-金紅石19的孿晶
圖4-20錫石孿晶和晶體簇
(www.fortunecity.com)
錫石二氧化錫
四方晶系。單晶通常是由方形雙錐和方形柱體組成的多角形。以(101)為孿生關節面的肘關節孿生是常見的(圖4-20)。骨料為不規則粒狀或致密塊狀。
純錫石很少見，幾乎無色，壹般為黃褐色至深褐色；條紋為白色至黃褐色；鉆石光澤，斷裂油脂光澤。透明度隨顏色深淺而變化，多為半透明至不透明。硬度為6-7；易碎；解理平行{110}不完整；貝殼狀骨折。密度為6.8 ~ 7.0g/cm3。
錫石的形成與酸性巖石特別是花崗巖關系密切，其中以鎢錫應時脈和氣化-高溫熱液形成的熱液錫石硫化物礦床最有價值。在偉晶巖、矽卡巖和砂礦中也很常見。
雲南個舊、廣西大廠、中國南嶺是最著名的錫石產地。
錫石的晶體形狀和顏色與金紅石和鋯石非常相似，但其密度遠大於後兩者。
提煉錫最重要的礦物原料。
(3)應時民族
這組礦物包括壹系列二氧化矽的同質多晶型物:α-應時、β-應時、α-鱗石英、β1-鱗石英、β2-鱗石英、β-四方應時、柯石英、應時等。其主要特征列於表4-1。此外，含水的二氧化矽蛋白石礦物也被描述在這個家族。
表4-4-1二氧化矽同質多態變體的主要特征
在SiO2 _ 2的各種天然均質多像變體中，不同變體結構的粒子密度是不同的，這體現在形貌和壹些物理性質(如密度)的差異上。
在應時、鱗石英和方應時的高(中)低溫變體中，同質多象轉變過程是快速可逆的。然而，隨著溫度的降低，應時與鱗石英之間、鱗石英與方石英之間的轉化過程相當緩慢，直至最終轉化為自己的低溫變體。
α-應時α-石英二氧化矽
三方系統。單晶通常以單形聚集體的形式存在，如六角形柱體和菱形體(圖4-21)。圓筒上經常有橫條紋。聚集體呈顆粒狀、梳狀、成簇狀或致密狀。
α-應時因為雜質多，顏色多樣，所以品種也不壹樣。常見的有無色、白色和灰色。純凈無色透明的應時晶體，稱為水晶；煤煙和黃煙稱為煙晶；深棕色的叫茶晶；黑人被稱為莫箐；紫色叫紫水晶；黃色被稱為黃玉；淺紅色和粉紅色的應時被稱為應時玫瑰；壹杯乳白色的牛奶應時。含有針狀金紅石、電氣石等包裹體的稱為毛發結晶；內含液體和氣體的包裹體，搖動時，水滴分離結合，稱為水膽晶。之所以叫石英貓眼，是因為它含有密集取向的纖維狀和針狀包裹體，呈現貓眼效應。應時交待，有絲滑光澤的纖維狀石棉呈黃褐色，稱為虎眼石；淺藍色的叫做鷹眼石。玻璃光澤，斷口呈油狀光澤。硬度7；沒有乳溝；貝殼狀骨折。密度為2.65克/立方厘米。壓電的。
隱晶質應時集合體，其單晶呈纖維狀、無序狀或稍有取向，稱為玉髓(玉髓)，其外觀常呈腎狀、鐘乳石狀、葡萄狀、貝殼狀等。壹般淺黃、乳白色(白色玉髓)；灰藍色到藍綠色(玉髓)；橘紅色到紅棕色(紅玉髓)；深淺不同的綠色(玉髓)和帶紅點的綠色(玉髓)。帶有紅褐色、黃褐色和深綠色雜質的不透明致密塊狀玉髓稱為碧玉。帶有不同顏色的條紋、環帶或花紋的玉髓稱為瑪瑙(圖4-22)。蠟狀光澤，稍透明。硬度6.5。
圖4-21應時和紫水晶簇的晶體形態
a，B——α-α-應時理想形式:M {}六角柱；R {}，Z {}菱面體；S {}或{}三面雙錐；{}或{}三方偏心。C——β-β-應時晶體的理想形態:M {}六方柱；R {}六角雙錐。d-紫水晶晶簇
圖4-22瑪瑙
圖4-23蛋白石的電子掃描電鏡照片
(據達拉戈等人，1976)
二氧化矽球的直徑約為300納米。
α-應時在自然界中分布廣泛。它是許多火成巖、沈積巖和變質巖的主要造巖礦物，也是各種金屬和非金屬礦脈的主要脈石礦物。隱晶質應時多為外生產物，瑪瑙為低溫熱液的膠體成因產物，主要充填在噴出巖石的孔洞中。
★α-應時的特點是其晶型、無解理、貝殼狀斷口和硬度。如果是由高溫β-應時轉化而來，仍然可以保持六角雙錐的假象。
α-應時應用廣泛。晶體中沒有任何夾雜物、孿晶或裂紋的部分純晶體，是制作石英諧振器和濾波器的壓電材料，用於手表和半導體無線電行業。此外，晶體對紅外和紫外光譜具有良好的透明性，是制作光譜棱鏡、透鏡等光學器件的重要光學材料。瑪瑙、紫水晶、黃玉、玫瑰應時、玉髓和碧玉可用作珠寶和工藝雕刻的材料。純石英砂用作纖維玻璃、光伏太陽能材料、照明燈具燈泡、耐酸堿和耐高溫的化工用具、玻璃原料、研磨料、耐火材料和瓷器配料。
蛋白石蛋白石二氧化矽·氧化亞氮
壹般來說，蛋白石是壹種無定形的礦物。然而，根據掃描電鏡(圖4-23)和X射線的研究，發現其中存在四方應時微晶和SiO2 _ 2球體的亞顯微晶體結構，並有壹定量的水分子存在。通常以肉凍塊或葡萄、鐘乳石、貝殼等形式存在。
顏色不確定，壹般是蛋白色，因為各種雜質而呈現不同的顏色。通常略透明；玻璃光澤或蛋白質光澤。無色透明的叫玻璃蛋白石；半透明和強烈的橙色、紅色等反射色稱為火蛋白石；具有蛋白石光澤或變色效果的半透明蛋白石稱為珍貴蛋白石(歐泊)。硬度5 ~ 5.5。密度在1.9 ~ 2.3g/cm3之間，取決於含水量和吸附物質的多少。
形成低溫熱液，其中二氧化矽從火山熱泉中析出。在外源條件下，可由矽酸鹽礦物風化分解產生的矽酸溶液凝結而成。帶入海水中的矽酸溶液被矽藻、放射蟲等生物吸收形成矽質骨骼，死亡後積累成為矽藻土。
★以其蛋白光澤和顏色變化為特征。與玉髓不同的是，蛋白石的硬度較低。
寶石級的珍貴歐泊和火歐泊可作為珍貴首飾和工藝雕刻材料，如黑歐泊、白歐泊和火歐泊。矽藻土質輕多孔，用於制作過濾器，也是重要的建築保溫隔音材料。
(四)尖晶石族
根據尖晶石礦物中三價陽離子的不同，分為尖晶石系列，如尖晶石(MgAl2O4)。磁鐵礦系列，如磁鐵礦(fefe 2 o 4)；鉻鐵礦系列，如鉻鐵礦三系(FeCr2O4)。
尖晶石鎂鋁尖晶石
尖晶石與鐵尖晶石(FeAl 2 O 4)之間存在完全的類質同象關系。
等軸晶系。單晶往往是(111)八面體，有時八面體和菱形十二面體形成壹個聚。孿晶根據尖晶石定律(111)形成接觸孿晶(圖4-24)。無色者少見，壹般為紅色(含Cr)、綠色(含Fe3+)或棕黑色(含Fe2 ++和Fe3+)；玻璃光澤。硬度8；沒有乳溝；偶爾平行{111}卵裂。密度為3.55克/立方厘米。
圖4-24尖晶石的晶型和孿晶
O {111}八面體
形成於侵入巖與白雲石或碳酸鎂巖的接觸交代帶，尖晶石也可形成於富鋁貧矽的泥質巖的熱變質帶。作為副礦物，見於基性和超基性巖漿中。此外，在砂器中也很常見。
★其八面體晶形、尖晶石接觸孿晶、硬度高是主要鑒別特征。
顏色透明漂亮的可以做寶石材料。
磁鐵礦
等軸晶系。單晶通常是八面體(圖4-25)，但菱形十二面體較少。孿晶根據尖晶石定律(111)形成接觸孿晶。聚集體通常是致密的塊和顆粒。
圖4-25磁鐵礦的八面體晶體
鐵黑；條紋是黑色的；半金屬光澤；不透明。硬度6；沒有乳溝；有時有{111}卵裂；性脆弱。密度為5.20克/立方厘米。強磁性。
主要形成於內生和變質過程中，作為副礦物存在於幾乎所有巖石類型中。它是巖漿鐵礦床、接觸交代鐵礦床、氣化-高溫含稀土鐵礦床、沈積變質鐵礦床及壹系列與火山作用有關的鐵礦床中的主要鐵礦物。由於其穩定性好，在砂礦中也很常見。我國磁鐵礦產地眾多，其中以四川攀枝花(巖漿鐵礦)、遼寧鞍山(沈積變質鐵礦)、湖北大冶(接觸交代鐵礦)、內蒙古白雲鄂博(氣化-高溫熱液礦床)最為著名。
★以其晶體形態、黑色條紋和強磁性與赤鐵礦、鉻鐵礦等同類礦物相區別。
提煉鐵的最重要的礦物原料之壹。所含的釩、鈦、鉻等元素可以綜合利用。
(5)黑鎢礦群
黑鎢礦(鐵，錳)WO4
黑鎢礦是完全類質同象系列中的中間成員。
單斜晶系晶體常呈板狀或短柱形，在平行柱的延伸方向上常發現縱向條紋。孿晶通常根據(100)或(023)形成接觸孿晶(圖4-26)。骨料呈板狀、葉片狀或粗粒狀。
圖4-26黑鎢礦的晶體形態、孿晶和簇晶
α {100}，B {010}，C {001}，D {102}平行雙面；W {011}，K {210}，N {110}菱形柱。
深紅褐色至鐵黑色；條紋為黃褐色(隨著鐵含量的增加而加深)至棕黑色；半金屬光澤；易碎；卵裂平行{010}完成。密度為7.12 ~ 7.51g/cm3(隨Fe含量增加而增加)。具有弱磁性。
黑鎢礦在成因上與花崗巖關系密切，主要產於高溫熱液應時脈和雲英質花崗巖中。常與應時、錫石、毒砂、螢石和電氣石共生。黑鎢礦也能形成砂礦。中國是世界上最大的鎢生產國，礦床類型豐富。華南是世界著名的黑鎢礦產地，具有代表性的有廣東沙灣坑、湖南柿竹園、福建羅坑、廣西大明山等鎢產區。
★黑鎢礦的特點是板狀、刀片狀，棕黑色，{010}完美的解理和密度。
提煉鎢最重要的礦物原料。鎢的特殊合金鋼用於軍事武器制造、坦克裝甲、火箭發動機、高速切削工具等。鎢絲用作電光源的燈絲和X射線發生器的陰極材料。