氧化物矿物是指金属阳离子与O2-结合而成的化合物。氢氧化物矿物则是金属阳离子与OH-相结合的化合物。本大类矿物目前已发现有300种以上，其中氧化物200种以上，氢氧化物80种左右。它们占地壳总质量的17%左右，其中石英族矿物就占了12.6%，而铁的氧化物和氢氧化物占3.9%。
化学组成
阴离子为O2-和OH-。阳离子主要是情性气体型离子(如Si4+、A13+等)和过渡型离子(如Fe3+、Mn2+、Ti4+、Cr3+等等)，铜型离子则少见。此外，少数氧化物还含有F-、Cl-等附加阴离子和水分子。
晶体化学特征
氧化物类矿物晶体结构中的化学键以离子键为主，其结构一般可用最紧密堆积原理来阐述，并服从鲍林法则。当阳离子的配位数为4和6时，可看成是O2-作紧密堆积，阳离子充填在其八面体和四面体空隙中而构成。并且，随着阳离子电价的增加，共价键的成分趋于增多，如刚玉Al2O3，已具有较多的共价键成分，石英SiO2则共价键占优势，氧难以实现最紧密堆积，而呈空隙很大的架状结构。另一方面，阳离子类型不同，键性亦发生改变，即从惰性气体型、过渡型离子向铜型离子转变时，共价键趋于增强，同时阳离子配位数趋于减少，如赤铜矿Cu2O，如果按阴、阳离子半径比值()计算，Cu+的配位数为4，但实际上Cu+的配位数为2。这种阳离子配位数(即成键数)的减少是由于共价键增强的结果。部分过渡型离子的氧化物，如磁铁矿([Fe3+]IV[Fe2+Fe3+]VIO4)，还具有金属键的特征。
在氢氧化物类矿物的结构中，由OH-或OH-和O2-共同形成紧密堆积，在后一种情况下OH-和O2-通常呈互层分布。氢氧化物的晶体结构主要是层状或链状，与相应的氧化物比较，其对称程度降低。例如方镁石MgO结晶成等轴晶系，而水镁石Mg(OH)2结晶成三方晶系。在氢氧化物中除离子键外，还往往存在氢键。由于氢键的存在，以及OH-的电价较O2-为低，导致阳离子与阴离子间键力的减弱，因此与相应的氧化物比较，其相对密度和硬度都趋于减小。
形态及物理性质
在形态上，氧化物常可形成完好的晶形，亦常见呈粒状、致密块状及其他集合体形态；氢氧化物则常见为细分散胶态混合物，结晶好时，晶体呈板状、细小鳞片状或针状。氧化物类矿物的显著特征是具有高的硬度，一般均在5.5以上，其中石英、尖晶石、刚玉依次为7、8、9。氢氧化物的硬度与相应的氧化物比较，则显著降低。例如方镁石的硬度为6，而水镁石仅为2.5。氧化物类矿物中仅少数可发育解理，且一般解理级别为中等至不完全。而氢氧化物类因键力较弱，往往发育一组完全至极完全解理。.
氧化物的相对密度变化较大，如W、Sn、U等的氧化物的相对密度很大，一般大于6.5，这主要受其阳离子种类和结构紧密程度影响。如重金属元素的氧化物相对密度很大；而a-石英的相对密度小，则主要受其键性和空隙架状结构影响。而氢氧化物的相对密度与其相应的氧化物比较，则趋于减小，例如方镁石的相对密度为3.6，而水镁石仅为2.35，这是由于氢氧化物结构要松散得多的缘故。
本大类矿物的光学性质随阳离子类型的不同而变化，惰性气体型离子Mg、Al、Si等的氧化物和氢氧化物通常呈浅色或无色，半透明至透明，以玻璃光泽为主。而阳离子为过渡型离子(如Fe、Mn、Cr等元素)时，则呈深色或暗色，不透明至微透明，表现出半金属光泽，且磁性增强。
成因
绝大部分的氧化物矿物可形成于包括内生、外生和变质作用的过程中。但有少数矿物是单成因的，例如铬铁矿是典型岩浆成因的矿物，只产于超基性、基性岩中；而Cu、Sb、Bi等的氧化物(赤铜矿Cu2O、锑华Sb2O、铋华Bi2O3等)，则是硫化物矿床氧化带的次生矿物，它们是这些元素的硫化物在表生条件下氧化后的产物。氧化物矿物由于物理化学性质较稳定，常能保存于砂矿中。
氢氧化物往往是外生成因的，其中尤以Fe、Mn、Al的氢氧化物最为典型，它们是由风化作用过程和沉积作用过程中的胶体溶液凝聚而成的。在区域变质作用中，氢氧化物和含水分子的氧化物往往转变为无水氧化物。
某些变价元素如Fe，在不同的氧化-还原条件下，易于相互转变为不同价态的氧化物。如在自然条件下，当氧的浓度增大时，成分中有Fe2+和Fe3+的磁铁矿可转变为成分中完全是Fe3+的赤铁矿，但有时它仍然保持磁铁矿的晶形，则称假象赤铁矿。如情况相反，当氧的浓度减小时，赤铁矿可以还原为磁铁矿，如果仍然保持赤铁矿晶形，则这种磁铁矿特称为穆磁铁矿，从而可作为判断氧化或还原条件的依据。
分类
本大类的矿物划分为氧化物和氢氧化物两类。前者主要矿物有：赤铜矿、刚玉、赤铁矿、金红石、板钛矿、锐钛矿、锡石、软锰矿、石英.鳞石英、方石英、蛋白石、钛铁矿、钙钛矿、尖晶石、磁铁矿、铬铁矿、黑钨矿、褐钇铌矿。后者主要矿物有：水镁石、三水铝石、一水硬铝石、一水软铝石、针铁矿、纤铁矿、水锰矿、硬锰矿。
主要矿物描述
赤铜矿 （cuprite）Cu2O
[化学组成] 常含Fe2O3、SiO2、Al2O3等机械混合物。
[晶体结构]等轴晶系；；a0=0.426 nm；Z=2。赤铜矿的晶体结构为一典型结构。在其晶体结构中，O2-位于单位晶胞的角顶和中心，Cu+则位于单位晶胞分成的8个小立方体相间分布的相互错开的4个小立方体中心(图20-1)。Cu+和O2-的配位数分别为2和4。虽然氧离子分布于晶胞的角顶和中心，但不是体心格子，而是原始格子。
[形态] 通常为致密粒状或土状集合体，有时呈针状或毛发状。单晶体为等轴粒状，主要单形有八面体{111}或立方体{100}与菱形十二面体{110}的聚形，但后者少见。
[物理性质]暗红至近于黑色；条痕褐红；金刚光泽至半金属光泽；薄片微透明。解理不完全。硬度3.5~4.0。相对密度5.85~6.15。性脆。
[成因及产状] 主要见于铜矿床的氧化带，为含铜硫化物氧化的产物。常与自然铜、孔雀石等伴生。
[鉴定特征]金刚光泽，暗红色和褐红条痕色。有铜的焰色反应，易溶于硝酸，溶液呈绿色，加氨水变蓝色。条痕上加1滴HCl产生白色CuCl2沉淀。
[主要用途]产出量大时可作为炼铜的矿物原料。
刚玉 （corundum）Al2O3
[化学组成]有时含微量的Fe、Ti、Cr、Mn、V、Si等，以类质同像置换或机械混人物形式存在于刚玉中。
[晶体结构]三方晶系；；a0=0.477 nm，c0=1.304 nm；Z=6。晶体结构见图20-2。沿垂直三次轴方向上O2-呈六方最紧密堆积，而Al3+则在两O2-层之间，充填2/3的八面体空隙。八面体在平行{0001}方向上共棱成层(图20-2(a))，在平行c轴方向上，共面连结构成两个实心的[AlO6]八面体和一空心由O2-围成的八面体相间排列的柱体，[AlO6]八面体成对沿e轴呈三次螺旋对称(图20-2(b))。由于A1—O键具离子键向共价键过渡的性质(共价键约占40%)，从而使刚玉具共价键化合物的特征。两个较为靠近的Al3+产生了斥力，因而两组O2-层之间的Al3+并不处于同一水平面内。
[形态]晶体通常呈腰鼓状、柱状，少数呈板状或片状。常依菱面体、较少依{0001}成聚片双晶，以致在晶面上常常出现相交的几组条纹。刚玉的晶体形态与其形成时的介质成分有关：产于SiO2含量低的岩石(如正长岩、斜长岩等)中的刚玉，呈长柱状和近三向等长的晶形；而产于SiO2含量有所增高的岩石中的刚玉，其晶体形态则以板状为特征。集合体呈粒状或致密块状。
[物理性质]一般为灰、黄灰色，含Fe者呈黑色；含Cr者呈红色者，称红宝石(ruby)；含Fe和Ti而呈蓝色者称蓝宝石(sapphire)；在有些红宝石和蓝宝石的{0001}面上可以看到成定向分布的六射针状金红石包体而呈星彩状，称星彩红宝石( star-ruby)或星彩蓝宝石(star- sapphire)；玻璃光泽。无解理；常因聚片双晶或细微包体产生(0001}或的裂开。硬度9。相对密度3.95 ~4.10。熔点2000~2030℃，化学性质稳定，不易腐蚀。
[成因及产状]刚玉可以形成于岩浆作用、接触变质作用和区域变质作用过程中。岩浆作用中刚玉形成双晶面(101)于富Al2O3、贫SiO2的条件下， 因而多见于刚玉正长岩和斜长岩中或刚玉正长岩质伟晶岩中。接触交代作用形成的刚玉，见于火成岩与灰岩的接触带。区域变质作用中黏土质岩石经变质作用可形成刚玉结晶片岩。各种成因的含刚玉矿床或岩石，遭受风化破坏时，刚玉往往转人砂矿之中。
[鉴定特征]以其晶形、双晶条纹和高硬度作为鉴定特征。
[主要用途]主要利用其高硬度作为研磨材料和精密仪器的轴承。晶形好、粗大，色泽美丽且无瑕者，为高档宝石，如红宝石、蓝宝石、星彩红宝石、星彩蓝宝石等。人工合成的红宝石可作为激光材料。
赤铁矿 （hematite） α-Fe2O3
Fe2O3有两种同质多像变体：α-Fe2O3和γ-Fe2O3。前者属三方晶系，具刚玉型结构，在自然界中稳定，称赤铁矿。后者属等轴晶系，具尖晶石型结构，在自然界中处于亚稳定状态，称磁赤铁矿。以下描述三方晶系的赤铁矿。
[化学组成]常含 Ti、Al、Mn、Fe3+、Cu及少量Ca、Co类质同像混人物。有时含TiO2、SiO2、Al2O3等混入物。
[晶体结构]三方晶系；；a0=0.503 nm，c0=1.376 nm；Z=6。晶体结构属刚玉型。
[形态]单晶常呈板状，主要由板面(平 行双面)与菱面体等所成之聚形。集合体形态多样：显晶质的有片状、鳞片状或块状；隐晶质的有鲕状、肾状、粉末状和土状等。赤铁矿根据形态等特征，又有如下的一-些名称：具金属光泽的片状集合体者，称镜铁矿( specularite) ；具金属光泽的细鳞片状集合体者，称云母赤铁矿( micahemaite) ；呈鲕状或肾状的称鲡状或肾状赤铁矿；粉末状的赤铁矿称铁赭石( red ocher)。
赤铁矿的形态特征与其形成条件的关系是：一般由热液作用形成的赤铁矿可呈板状、片状或菱面体的晶体形态；云母赤铁矿是沉积变质作用的产物；鲕状和肾状赤铁矿是沉积作用的产物。
[物理性质]显 晶质的赤铁矿呈铁黑至钢灰色，隐晶质的鲕状、肾状和粉末状者呈暗红色；条痕樱桃红色；金属光泽(镜铁矿、云母赤铁矿)至半金属光泽，或土状光泽；不透明。无解理。硬度5.5 ~6，土状者显著降低。相对密度5.0-5.3。性脆。镜铁矿常因含磁铁矿细微包裹体而具较强的磁性。
[成因及产状] 赤铁矿是自然界分布很广的铁矿物之一。它可以形成于各种地质作用之中，但以热液作用、沉积作用和沉积变质作用为主。
[鉴定特征]樱桃红色条痕是鉴定赤铁矿的最主要特征。此外，形态和无磁性(镜铁矿例外)可与磁铁矿相区别。
[主要用途]为提炼铁的最重要矿石矿物，当成分中Ti、Co等含量较高时，可综合利用。
钛铁矿 （ilmenite） FeTiO3
[化学组成] 成分中常含Mg、Nb、Ta.Mn等类质同像混人物。在960℃以上，钛铁矿与赤铁矿形成完全类质同像，当温度降低时即发生离溶，故钛铁矿中常含有细鳞片状赤铁矿包体。
[晶体结构] 三方晶系；；a0=0.509 nm，c0=1.407 nm；Z=6。晶体结构为刚玉型的衍生结构。与刚玉不同之处在于Al3+的位置相间地被Fe3+和Ti4+所代替，导致c滑移面消失而使钛铁矿晶格的对称程度降低。在高温条件下钛铁矿中的Fe、Ti呈无序状态而具刚玉型结构。
[形态] 单晶少见，偶见厚板状；通常呈不规则细粒状、鳞片状。可见依(0001)和(1011)成双晶，但很少见；与棚石、磁铁矿、刚玉连生的现象较为常见。
[物理性质]钢灰至铁黑色；条痕黑色，含赤铁矿者带褐色；金属至半金属光泽；不透明。无解理。硬度5~6。相对密度4.72。具弱磁性。
[成因及产状] 主要形成于岩浆作用和伟晶作用过程中。常作为各类岩浆岩的副矿物出现。与基性岩有关的钒钛磁铁矿矿床中，钛铁矿呈显微粒状或片状分布于磁铁矿颗粒之间，或沿磁铁矿{111}面网方向呈定向分布，造成磁铁矿的111|裂开，这是由于在550℃以上所形成的磁铁矿-钛铁矿固溶体在温度降低时发生离溶，分离出的钛铁矿从{0001}面浮生(或交生)于磁铁矿的{111}面上而导致磁铁矿产生{111}裂开。我国四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床，是世界上钛铁矿著名产地之一。在变质作用过程中，钛铁矿可分解成赤铁矿(或磁铁矿)和金红石。.
[鉴定特征] 据其晶形、条痕和弱磁性与其相似的赤铁矿磁铁矿相区别。但颗粒细小时不易识别，需要用化学方法或在显微镜下鉴定。
[主要用途]为钛的重要矿石矿物。
钙钛矿 （perovskite） CaTiO3
钙钛矿型结构在地幔矿物学和材料学领域有着极其广泛的应用。尤其对于氧化物功能材料(A2+B4+O3)应用领域，钙钛矿及钙钛矿型衍生结构是特别重要的晶体结构。新发现的超导体、铁电体、离子导体和磁阻等功能材料大多属于典型的钙钛矿型，如压电材料Pb(Zr，Ti)O3电致伸缩材料Pb(Mg，Nb)O3和磁阻材料(La，Ca)MnO3。因此，人们对揭示钙钛矿结构和它的家族秘密有着浓厚的兴趣。下面简单介绍钙钛矿的特征。
[化学组成]可有Na、K、Ce、Fe、Nb、Ta、Nd、La元素作为类质同像混人物。
[晶体结构] 900℃以上为等轴晶系；；a0=0.385 nm；Z=1。在600℃以下转变为斜方晶系；；a0=0.537 nm，b0=0.764nm，c0=0.544nm；Z=4。
在高温变体结构中，Ca2+位于立方晶胞的中心，为12个O2-包围成配位立方体-八面体，配位数为12；Ti4+位于立方晶胞的角顶，为6个O2-包围成配位八面体，配位数为6。[TiO6]八面体以共角顶的方式相连。整个结构也可以视为O2-和Ca2+共同组成六方最紧密堆积，Ti4+则充填于其八面体空隙中。
[形态]呈立方体晶形。在立方体晶面上常具平行晶棱的条纹，系高温变体转变为低温变体时产生聚片双晶的结果。
[物理性质] 褐至灰黑色；条痕白至灰黄色；金刚光泽。解理不完全；参差状断口。硬度5.5-6。相对密度3.97-4.04(含Ce和Nb者较大)。
[成因及产状]常成副矿物见于碱性岩中，有时在蚀变的辉石岩中可以富集，主要与钛磁铁矿共生。
[鉴定特征]立方晶形及其晶面上的聚片双晶纹。
[主要用途]富集时可作为提炼钛、稀土和铌的矿物原料。
金红石 （rutile） TiO2
[化学组成]常含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等类质同像混入物。当其中富含Fe时称为铁金红石，Fe2+和Nb5+(Ta5+)可与Ti4+成异价类质同像置换。当Nb含量大于Ta时，称铌铁金红石；当Ta含量大于Nb时，称钽铁金红石。金红石的成分可以作为标型特征：碱性岩中金红石富含Nb；基性岩和岩浆碳酸盐中金红石含V；伟晶岩中金红石含Sn；而月岩中的金红石则富含Nb和Cr。
[晶体结构]四方晶系；a0=0.459nm，c0=0.296 nm；Z=2。金红石的晶体结构表现为O2-近似呈六方紧密堆积，而Ti4+位于变形八面体空隙中，构成Ti一O6八面体配位。Ti配位数为6，O2-配位数为3。在金红石的晶体结构中Ti—O6配位八面体沿c轴共棱呈链状排列。链间由配位八面体共角顶相连。金红石沿c轴延伸的柱状晶形和平行延伸方向的解理，反映链状结构的特征。
[形态]常见完好的四方短柱状、长柱状或针状，这与其形成条件有关。当有Nb、Ta、Fe、Sn等混入物存在时，常呈双锥状、短柱状晶形，如伟晶岩中所见；而当结晶速度较快，则出现长柱状、针状晶形，如含金红石石英脉中所见。双晶依(011)成膝状双晶和三连晶以及环状六连晶；依(301)成心状双晶者少见。集合体呈致密块状。
[物理性质]常见褐红、暗红色，含Fe者星黑色；条痕浅褐色；金刚光泽；微透明。解理平行{110}中等。硬度6-6.5。相对密度4.2~4.3。性脆。铁金红石和铌铁金红石均为黑色，不透明。铁金红石相对密度4.4，而铌铁金红石可达5.6。
[成因及产状]金红石形成于高温条件，主要产于变质岩系的含金红石石英脉中和伟晶岩脉中。此外，在火成岩中作为副矿物出现，亦常呈粒状见于片麻岩中。金红石由于其化学稳定性大，在岩石风化后常转人砂矿。
[鉴定特征]以四方柱形、膝状双晶、带红的褐色、柱面解理完全为特征。溶于磷酸冷却稀释后，加人Na2O可使溶液变成黄褐色(钛的反应)。与相似矿物锡石和锆石的区别是：锡石具较大相对密度(6.8 ~7.0)，而锆石具较大的硬度(7.5)。
[主要用途]为炼钛的矿物原料。钛合金广泛应用于化工、军工和空间技术，如用于喷气发动机、飞机机体和导弹火箭等；也用于碱工业等用的反应塔、蒸馏塔、热交换器、阀门等多种设备和部件上。人造金红石可制造优质电焊条；钛白粉可制高级白色油漆、涂料、人造丝的臧光剂、白色橡胶和高级纸张的填料。
锡石 （cassiterite）SnO2
[化学组成]常含Fe、Ti、Nb.Ta等元素。锡石成分中微量元素含量具标型意义：伟晶岩中的锡石，高含Nb和Ta，且在较多的情况下是Ta含量大于Nb；气化-高温热液矿床中的锡石，Nb和Ta含量减少，不超过1%，并且是Nb含量大于Ta；锡石硫化物矿床中的锡石，其成分中Nb和Ta含量很低，但富含稀有元素In。
[晶体结构]四方晶系；；a0=0.474 nm，c0=0.319nm；Z=2。晶体结构属金红石型。
[形态]常呈由四方双锥、四方柱所组成的双锥柱状聚形，柱面上有细的纵纹；以(011)为双晶面形成的膝状双晶为常见。锡石的形态随形成温度、结晶速度、所含杂质的不同而异。伟晶岩中产出的锡石呈双锥状；气化-高温热液矿床中产出的锡石呈双锥柱状；锡石硫化物矿床中产出的锡石往往呈长柱状或针状，集合体常呈不规则粒状，也有致密块状。
[物理性质]常见黄棕色至深褐色，富含Nb和Ta者为沥青黑色；条痕白色至淡黄色；金刚光泽。解理不完全；贝壳状断口，断口油脂光泽。硬度6~7。相对密度6.8-7.0。
[成因及产状]锡石矿床在成因上与酸性火成岩，尤其与花岗岩有密切的关系，其中以气化-高温热液成因的锡石石英脉和热液锡石硫化物矿床最有价值。当原生锡矿床经风化破坏后，锡石便转人砂矿中。
我国盛产锡石，主要产地在云南及南岭一带。如云南个旧锡矿，素有“锡都”之称。
[鉴定特征]锡石的晶形和颜色与金红石很相似，但可据其解理、相对密度和化学反应区别开：可将矿物细小颖粒放置于锌片上，加HCl 1滴，经数分钟后，如果是锡石，则在表面形成一层淡灰色金属锡膜，而金红石和锆石均无此反应。
[主要用途]为锡的最重要矿物原料。
软锰矿 （pyolusite） MnO2
[化学组成]细粒和隐晶块体中常含 Fe2O3、SiO2等机械混入物，并含H2O。
[晶体结构]四方晶系；；a0=0.439nm，c0=0.286nm；Z=2。晶体结构属金红石型。
[形态]完整晶体少见，有时呈针状、放射状集合体。常呈肾状、结核状、块状或粉末状集合体。结晶完好的长柱状晶体称黝锰矿(polianite)。
[物理性质]黑色，表面常带浅蓝的锖色；条痕黑色；半金属光泽至土状光泽。解理平行{110}完全。硬度视结晶粗细程度而异，显晶质者可达6，而隐晶质的块体则降至2。晶体的相对密度为4.7~5，块状的降至4.5。性脆。
[成因及产状]主要形成于风化作用和沉积作用中。是沉积成因锰矿床中主要锰矿物之一。我国湖南广西、辽宁、四川等地沉积锰矿床中均有大量软锰矿产出。形成大片黑色污染，称之为锰帽。
[鉴定特征]以其黑色，条痕黑色，性脆，成晶体者有完全的柱面解理，成隐晶质者硬度低而易污手为特征。此外，滴H2O2剧烈起泡。
[主要用途]为锰的主要矿石矿物。
晶质铀矿（uraninite） （Th，U）O2+x
[化学组成]除UO2外，成分中常含UO3，因放射性蜕变而含PbO(有时高达10%~20%)，并且也常有Th(可达2.8%)以及稀土元素(可达12%)。
[晶体结构]等轴 晶系；；a0=0.546nm；Z=4。晶体结构属萤石型(CaF2)(参见卤化物大类中描述)。
[形态]常出现立方体{100}、八面体{111}、菱形十二面体{110}等单形。集合体通常呈分散细粒状。外形呈肾状、钟乳状、葡萄状或致密块状者称沥青铀矿，而非晶质的土状和粉末状者则称为铀黑。
[物理性质]黑色；条痕褐 黑色；晶质铀矿呈半金属光泽至树脂光泽，沥青铀矿主要呈沥青光泽，而铀黑则光泽暗淡。无解理；贝壳状断口或参差状断口。晶质铀矿的硬度为5~6，沥青铀矿为3~5，而铀黑为1~4。晶质铀矿的相对密度一般为10左右，当U被Th、稀土等元素置换量增加或放射性蜕变程度增大时，相对密度趋于降低。沥青铀矿的相对密度为6.5 ~8.5。具强放射性。
[成因及产状]晶质铀矿少量产于花岗伟晶岩中，与含稀土及Th、Nb、Ta的矿物共生。沥青铀矿往往见于中低温热液成因的钴、镍砷化物及铋银硫化物的脉中。铀黑则系原生铀矿床中的铀矿物经部分氧化而成，或由氧化带渗滤下来的UO3再经部分还原而成。前者产于氧化带中，称残余铀黑；后者见于氧化带下的胶结带中，称再生铀黑。三者在地表都容易分解为颜色鲜艳的铜铀云母、钙铀云母等次生矿物可作为找矿标志。
[鉴定特征]以其黑色、沥青光泽、相对密度大、强放射性为鉴定特征。
[主要用途]是原子能工业的原料，并可提取镭和稀土元素。
石英 （quartz）α-SiO2
在SiO2常见的两种同质多像变体中，β-石英(高温石英)在573 ~870℃范围内稳定，低于573℃将转变为α-石英(低温石英)，二者之间的转变是可逆的。因此，自然界所见的石英往往是α-石英，通常未加特别说明的“石英”，即指α-石英。
[化学组成]化学成分较纯，但石英中常含不同数量的气态、液态和固态物质的机械混人物。
[晶体结构] 三方晶系，；a0=0.491 nm，c0=0.541nm；Z=3。
[SiO4]四面体以角顶相连平行于c轴呈线状分布。并有左、右旋之分，即c轴为3，或32。结构上的左、右旋与形态上的左、右形沿用习惯相反(图20-9)，即右形晶体在结构.上是左旋的，而左形晶体在结构上则是右旋的。
α-石英和β-石英的晶体结构中都存在着平行于c轴的螺旋轴。硅氧四面体绕螺旋轴呈螺线状分布。高低温变体之间的区别在于，β-石英中螺旋轴为62或64，围绕它们的硅在(0001)面上的投影连接成正六边形；α-石英的结构则相当于由β-石英结构中的质点有规律地发生位移，使Si-O-Si键角由150°变为137°，结果使六次螺旋轴蜕变为32或3，，并使[SiO4]四面体在(0001)面，上投影连接成三方形而不再是正六边形。
[形态]常见完好晶形，呈六方柱和菱面体、等单形所成之聚形。柱面上常具横纹。有时还出现三方双锥和三方偏方面体（右形）、（左形）。
α-石英的左形晶和右形晶的识别是根据三方偏方面体所在的位置来决定，三方偏方面体位于柱面的右上角，单形符号为者，视为右形晶，位于柱面的左上角，单形符号为，视为左形晶。
α-石英常出现双晶，正确鉴别它具有实用意义，因为双晶的存在直接影响到石英的用途。最常见的双晶有道芬双晶和巴西双晶。这两种双晶，从外形上看，与单晶体极为类似。道芬双晶是以c轴为双晶轴，由两个右形晶或两个左形晶组成的贯穿双晶；巴西双晶是以为双晶面，由一个左形晶和一个右形晶组成的贯穿双晶，这些双晶可依据x面(三方偏方面体)的分布来确定。因为单晶上的x面是绕c轴每隔120°出现-次的，如果每隔60°就出现一次，则一定是道芬双晶。此时构成双晶的两个单晶均为左形晶的话，则为左旋道芬双晶；均为右形晶时，则为右旋道芬双晶。在理想情况下若两个x面成左右反映关系对称分布，则说明它是由一个左形晶与--个右形晶贯穿而成，应为巴西双晶。另外，双晶的缝合线，在道芬双晶上一般是曲线，而在巴西双晶上一般是折线，如果将石英晶体垂直它的c轴切开，把断面磨光，并用氢氟酸腐蚀，擦干后观察断面，上反光，如有双晶存在，即可看到蚀像的双晶花纹。道芬双晶的蚀像花纹--般呈弯曲的岛屿状，而巴西双晶则为复杂的折线图案。另外，也可直接用晶面蚀像花纹来区别：在缝合线两边的同一柱面上的蚀像坑方位不一样，如果两边蚀像坑之间存在二次轴，则为道芬双晶(见上篇“结晶学"部分的图9-18) ，如果两边蚀坑之间存在对称面，则为巴西双晶。
此外，偶尔还见以(1122)为双晶面，二单体沿c轴成8433 '彼此斜交的日本双晶(图20-12)。
[物理性质]颜色多种多样，常为无色、乳白色、灰色。因含各种杂质，颜色各异。玻璃光泽，断口油脂光泽。硬度7；无解理；贝壳状断口。相对密度2.65。单晶体具有压电性。石英的主要异种按显晶质和隐晶质分述如下：
1.显晶质石英可分为各种颜色异种：纯净的a-石英无色透明且晶体粗大者，称水晶(rockerystal)。因含微量色素离子或细分散包裹体，或因存在色心而呈各种颜色，并使透明度降低，如紫色者称紫水晶(amethyst)；烟黄色者称烟水晶(smokyquartz)；黄色者称黄水晶(citrine)；暗棕色者称茶晶(tea-colouredcit-rine)；黑色者称墨晶(blackquartz)；粉红色者称蔷薇石英或芙蓉石(rosequartz) ；乳白色、半透明者称乳石英(milky quartz)；含针状金红石、电气石或辉锑矿等包裹体者称发晶(silk)；交代青石棉而具丝绢光泽并呈石棉假象者称木变石或虎睛石(黄褐色)、鹰眼石(蓝色)。
2.隐晶质异种：一般隐晶质的石英集合体称石髓(玉髓，chalcedony)；具不同颜色条带或花纹相间分布的石髓称玛瑙(agate)；暗色、坚韧、极致密的块状或结核状隐晶质石英集合体称燧石(chert)；具红、黄、绿、褐等色的块状隐晶质石英集合体称碧玉(jasper)。
[成因及产状]α-石英在自然界分布极广，是许多火成岩、沉积岩和变质岩的主要造岩矿物。α-石英又是花岗伟晶岩脉和大多数热液脉的主要矿物成分。在伟晶脉晶洞和变质岩系中的石英脉内，α-石英则是天然压电水晶的重要来源。有些石英的亚种往往有着一定的形成条件或特定的产状。如烟水晶只能在较高的温度下形成；紫水晶形成于相当低的温度和压力条件下；蔷薇石英总是呈块状产于伟晶岩脉的核心部位；玛瑙为低温热液的胶体成因产物，主要产于喷出岩的孔洞中。
[鉴定特征]α-石英以其晶形、无解理、贝壳状断口、硬度为特征。
[主要用途]用途很广。晶体中没有任何包裹体、无双晶或裂缝的部分(不小于6mm×6mm×6mm)用作压电材料，用于制作石英谐振器(如石英手表)。此外，水晶还是重要的光学材料，它对光谱的红外和紫外部分也有良好的透明性，用以制作光谱棱镜、透镜及其他光学材料装置。玛瑙、紫水晶、蔷薇石英等可作宝玉石材料。色泽差的玛瑙和石髓用于制作研磨器具。较纯净的一般石英则大量用作玻璃原料、研磨材料、硅质耐火材料及瓷器配料。
β-石英 （quartz）β-SiO2
β-石英在常压下573~870℃稳定，温度再高时变为鳞石英，温度小于573℃时将位移转变为α-石英。现在看到的β-石英大多已转变成α-石英，但仍保留着β-石英的六方双锥形态(称副像)。
[晶体结构]六方晶系，；a0=0.502nm， c0=0.548nm，Z=3。其结构是由a-石英结构中[SiO4]四面体位移后使结构中的三次螺旋轴变为六次螺旋轴而得。
[形态]发育六方双锥，有时可见很小的六方柱。
[物理性质] β-石英通常呈灰白色 、乳白色；玻璃光泽，断口油脂光泽。无解理。硬度6.5~7。相对密度2.53。在常温常压下均转变为α-石英，此时相对密度增大至2.65。
[成因及产状]酸性喷出岩中呈斑晶产出，或见于晶洞中，为直接结晶产物，多已转变为α-石英，但依β-石英成副像。
尖晶石 （spinel）MgAl2O4
[化学组成] 常含FeO、ZnO、MnO、Fe2O3、Cr2O3等组分。尖晶石与铁尖晶石FeAl2O4，之间存在着完全类质同像的关系。
[晶体结构] 等轴晶系；；a0=0.8081 ~0.8086 nm；Z=8。晶体结构大多数为正尖晶石型(即MgIV[Al23+]VIO4，罗马数字代表配位数，下同)，少数属于混合型。
[形态] 单晶常呈八面体形{111}，有时八面体{111}与菱形十二面体{110}组成聚形。双晶依尖晶石律(111)成接触双晶。
[物理性质]通常呈红色(含Cr)、绿色(含Fe3+)或褐黑色(含Fe2+和Fe3+)；玻璃光泽。无解理；偶有平行(111)裂开。硬度8。相对密度3.55。
[成因 及产状]尖晶石常产于侵入岩与白云岩或镁质灰岩的接触交代带中，与镁橄榄石、透辉石等共生。在富铝贫硅的泥质岩的热变质带亦可产生尖晶石。作为副矿物，见于基性、超基性火成岩中。此外，亦常见于砂矿中。
[鉴定特征]八面体晶形，尖晶石律双晶和高硬度。
[主要用途]透明色美者作为宝石。
磁铁矿 （magnetite）FeFe2O4
[化学组成]常含Mg、Mn、Ti、V、Cr等元素，其中Mg2+、Mn2+类质同像置换磁铁矿成分中的Fe2+。磁铁矿中Ti的含量能比较灵敏地反映磁铁矿的成因：岩浆成因的磁铁矿，Ti含量最高，常形成钛磁铁矿，其成分中TiO2可达12%~16%；接触交代成因和热液成因的磁铁矿，其成分中Ti的含量显著降低；沉积变质成因的磁铁矿，Ti的含量最低。V3+类质同像置换磁铁矿中Fe3+而形成钒磁铁矿Fe2+(Fe3+，V3+)2O4，其成分中V2O3含量可达8.8%。在磁铁矿一铬铁矿类质同像系列中，铬铁矿成分中的Cr2O3可达12% .
[晶体结构]等轴晶系；；a0=0.8396nm；Z=8。晶体结构为反尖晶石型(即FeIV[Fe2+Fe3+]VIO4)。
[形态] 单晶呈八面体{111}，较少呈菱形十二面体{110}。在菱形十二面体面上长对角线方向常现条纹。双晶依尖晶石律(111)成接触双晶。集合体常呈致密块状和粒状。
[物理性质]铁黑色；条痕黑色；半金属光泽；不透明。无解理；有时具{111}裂开。硬度6。相对密度5.20。性脆。具强磁性。
[成因及产状]主要形成于内生作用和变质作用中。常作为岩浆岩的副矿物出现，此外，它是岩浆成因铁矿床、接触交代铁矿床、气化-高温含稀土铁矿床、沉积变质铁矿床以及一系列与火山作用有关的铁矿床中的主要铁矿物。因其稳定性好，亦常见于砂矿中。
我国磁铁矿的著名产地有：四川攀枝花(岩浆成因铁矿床)、辽宁鞍山(沉积变质铁矿床)、湖北大冶(接触交代铁矿床)等。
[鉴定特征]以其晶形、黑色条痕和强磁性可与其相似的矿物如赤铁矿、铬铁矿等相区别。
[主要用途]为最重要的炼铁矿物原料之一。所含的V、Ti、Cr等元素常可综合利用。
铬铁矿 （chromite）FeCr2O4
[化学组成]铬铁矿的成分比较复杂，广泛存在Cr2O3、Al2O3，、Fe2O3，、FeO、MgO 5种基本组分间的类质同像置换。
[晶体结构]等轴 晶系；；ap=0.8393nm。Z=8。晶体结构为正尖晶石型(即FeIV [Cr23+]VIO2)。
[形态] 通常呈粒状或块状集合体。单晶呈八面体{111}，但极少见。
[物理性质]暗褐色至铁黑色；条痕褐色；半金属光泽；不透明。无解理。硬度5.5~6.5；相对密度4.3~4.8。性脆。具弱磁性，含铁量高者磁性较强。
[成因及产状]为岩浆作用的产物，常产于超基性岩中，与橄榄石共生，可作为指示超基性环境的标型矿物。也见于砂矿中。我国铬铁矿的主要产地分布在西藏和新疆。
[鉴定特征]以其暗棕色或黑色、条痕褐色、弱磁性、硬度大和产于超基性岩中为鉴定特征。
[主要用途]提炼铬的唯一矿物原料。富含铁的劣质矿石可供制高级耐火材料。
黑钨矿 （wolframite）（Mn,Fe）WO4
[化学组成]黑钨矿实际上是钨锰矿和钨铁矿的完全类质同像系列中的中间成员。常含Mg、Ca、Nb、Ta、Sn、Zn等。
[晶体结构]单斜晶系；；a0=0.479 nm；b0=0.574nm，c0=0.499nm， β=90°26'。Z=2。晶体结构中，由[Mn(Fe)O6]配位八面体共棱联结成平行c轴方向的折线状链；[WO6]配位八面体亦平行c轴成链状，并位于[Mn(Fe)O6]配位八面体所成的链体之间，以其4个角顶与上下链体相连接。因而晶体结构可视为链状结构，亦可看成平行{100}呈似层状结构。
[形态]单晶体常呈沿c轴延伸的{100}板状或短柱状，[001]晶带中的晶面上常具平行于c轴的条纹。双晶常依(100)或(023)成接触双晶。集合体为刃片状或粗粒状。
[物理性质]红褐色(钨锰矿)至黑色(钨铁矿)；条痕黄褐色(钨锰矿)至褐黑色(钨铁矿)；光泽由树脂光泽(钨锰矿)至半金属光泽(黑钨矿、钨铁矿)。解理平行{010}完全。硬度4~4.5。相对密度7.12(钨锰矿)~7.51(钨铁矿)。性脆。钨铁矿具弱磁性。
[成因及产状]主要产于高温热液石英脉旁云英岩化花岗岩中。它常与锡石、辉钼矿、毒砂、萤石、电气石、绿柱石等共生。黑钨矿也能形成砂矿。我国是世界.上最大的产钨国，矿床类型之丰富，规模之大为世界钨矿床所罕见。仅在南岭地区就已发现大型、超大型矿床20多处。最具代表性的钨矿产地如广东(锯板坑石英脉型矿床)、湖南(柿竹园层控夕卡岩型矿床)、福建(洛坑花岗岩细脉浸型钨矿床)、广西(大明山似层状钨矿床)等等。
[鉴定特征]黑钨矿 以其板状形态、褐黑色、{010}完全解理和相对密度大为鉴定特征。
[主要用途]为钨最主要的矿石矿物。钨的特种合金钢被用于制造高速切削工具、炮膛、枪管、火箭发动机、火箭喷嘴、坦克装甲等。钨还用于制造灯丝及X射线发生器的阴极材料。合成材料碳化钨硬度很高，仅次于金刚石，可用作钻头、车刀等。
水镁石 （brucite）Mg(OH)2
[化学组成]成分中可有Fe、Mn、Zn类质同像替换Mg，有时含FeO可达10%，MnO可达20%，ZnO可达4%
[晶体结构]三方晶系；；a0=0.313nm，c0=0.474 nm；Z=1。水镁石型结构为典型的层状结构之一：两层OH-呈六方最紧密堆积，Mg2+充填于全部八面体空隙，构成配位八面体的结构层；结构层与结构层之间相接触的两层OH-也呈近似六方最紧密堆积，但所形成的八面体空隙未充填阳离子(图20-17(b))。结构层内为离子键，结构层间以氢键相连。水镁石的层状结构决定了它主要以板片状形态出现并发育极完全的{0001}解理。
[形态]晶体常呈板状、鳞片状、叶片状、不规则粒状集合体，有时呈纤维状集合体，称纤水镁石。
[物理性质]白色、灰白色，含有锰或铁者呈红褐色；断口呈玻璃光泽，透明。解理平行{0001}极完全，解理面为珍珠光泽。解理薄片具挠性。硬度2.5。相对密度2.3~2.6。
[成因及产状]水镁石是蛇纹岩或白云岩中的典型低温热液蚀变矿物。
[鉴定特征]以其形态、低硬度和{0001}极完全解理为鉴定特征。根据易溶于酸与滑石、叶蜡石相区别。
[主要用途] 大量产出时可作炼镁的矿物原料。纤维水镁矿是重要的非金属矿物材料，是温石棉的理想代用品。
