自然元素矿物（Natural mineral elements；native single element minerals）是自然界中呈单质产出的自然元素矿物和多种元素组成的金属化合物矿物。约占地壳总质量的0.1%，分布极不均匀。

组成元素主要有两类：d 型元素钌(Ru)、锇(Os)、铑(Rh)、铱(Ir)、钯(Pd)、铂(Pt)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)等；sp 型元素砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硫(S)、碳(C)等及其之间锌(Zn)、汞(Hg)、铟(In)等。

由d 型元素构成的矿物，具典型金属键，原子呈最紧密堆积，呈等轴粒状和六方板状晶形，具典型的金属特性，不透明、金属光泽、硬度低、密度大、延展性强，为热和电的良导体。由sp 型元素构成的矿物，主要是共价键和分子键，具有明显的非金属性，除金刚石外，具有低硬度、低熔点、导电性和导热性差的特点。本类矿物成因具多样化，内生和表生皆有。有些可富集成重要工业矿床。

目前已知大约有40种元素以自然状态存在于岩石中，这些元素以最还原的状态存在，不与氧，硫等阴离子结合，因此我们称之为“自然元素”。与其他矿物相比，自然元素矿物非常稀少，约占地壳质量的0.1%，但是它们非常重要，主要是由于它们在工业上的用途，可作为某些贵金属（金，银）和宝石的主要来源。根据元素的金属键性质，将自然元素分为：自然金属、 自然半金属、自然非金属。

本大类矿物按元素的化学性质可分为：

自然金属元素矿物：自然铂、自然金、自然银、自然铜等。

自然半金属元素矿物：自然铋等。

自然非金属元素矿物：自然硫、金刚石、石墨。

其中

组成成分

自然元素在元素周期表中包括了惰性气体型元素、铂族元素、铜族元素部分非金属元素等。这些元素其所以能形成单质矿物，有一些是由于其本身的化学上的惰性，如Au、Pt等，另一些化学性质比较活泼的元素如Cu、Ag等，则是由于它们在一定的条件下易于从化合物中被还原出来的结果。

晶体构造和物理性质

本大类矿物的晶体构造分属三种晶格：金属晶格、原子晶格、分子晶格、由于晶体构造不同，所以矿物的形态，物理性质也不同。

1、金属晶格的矿物（如自然金、自然铜、自然铂等），其内部质点等大，多呈立方或六方最紧密排列，故矿物对称程度高，为等轴晶系。晶格中质点之间以金属键联合，金属阳离子之间弥漫着自由运动的电子，故自然金属元素矿物具有金属特性：强金属光泽、金属色（如金黄、铜红、银白等）不透明，硬度低，具延展性，强的导电性和导热性。由于质点联合力无方向性，所以矿物的解理不发育。又由于元素原子量大，质点排列紧密，所以矿物比重大。化学性质稳定（铜、银）除外，故多见于砂矿中。

2、原子晶格的矿物（如金刚石）晶格质点之间以共价键相联合，因此表现为金属光则，无色透明（不含杂质），硬度高，熔点高，不导电。

3、分子晶格的矿物（如自然硫），晶格中原子间以共价键相联结成分子，分子之间以分子键相联接。它们在光学、电学性质取决于分子内的键力，而力学性质取决于分子间的键力。所以自然硫导电性弱，硬度小，熔点低。

成因和产状

自然元素矿物在成因上很不相同。铂族自然元素矿物常见于基性、超基性岩浆有关的岩浆矿床。金常见于热液矿床。银、铜常见于热液矿床或硫化物矿床氧化带的下部。金刚石见于超基性金伯利岩中，石墨、硫成因则较多。

自然铂（白金）Pt

[化学组成]成份中常含Fe,当含Fe量达9－11%时成为粗铂矿（Pt、Fe），实际上一般所谓自然铂，大多数是粗铂矿。此外，还常含Pd、Rh、Ir、Ru、Os等类质同象混入物。

[形态]等轴晶系，晶体极少见。通常呈不规则细小颗粒状。有时也成较大块体。

[物理性质]颜色由银白到钢灰色，（随含Fe量增加而颜色变深）。条痕为光亮的钢灰色，金属光泽，硬度4－4.5。比重15－19（纯铂21.5）。不透明。富延展性。微具磁性（含Fe多的，磁性显著）。良导体。熔点高。

[成因及产状]产于基性、超基性岩有关铂矿床的原生矿及砂矿中。亦产于矽卡岩含金黄铁矿矿床及含铂石英脉中。与铂族其它矿物、铜镍硫化物矿物、铬铁矿共生。

[鉴定特征]以银白－钢灰的颜色，富延展性，熔点高（1755ºC）以及普通酸不熔为其特征。

自然金Au

[化学组成]自然界中纯金很少见。成份中常含Ag、Cu、Rh、Bi、Fe等元素，当含银量达15－50%时，称银金矿。

[形态]晶体呈八面体，但极少见，常呈分散的颗粒状和树枝状集合体。

[物理性质]金黄色，含银、铜时颜色变浅，条痕为光亮的金黄色，强金属光泽，硬度2.5－3，无解理，断口锯齿状。比重15.6－18.3（纯金19.3）。具延展性，可以锤成金箔。有高度的传热性和导电性。化学性质很稳定，不溶于酸，只溶于王水。

[成因及产状]可分原生矿和砂矿两种。原生矿常产于中、酸性火成岩有关的的高、中、低温热液石英脉和热液蚀变带中，常于黄铁矿、毒砂、黄铜矿等共生。砂金矿为次生搬运沉积而成。

[鉴定特征]以金黄的颜色、强金属光泽、硬度低、富延展性、比重大为其特征。

自然银Ag

[化学组成]常含少量的Au、Cu、Sb等混入物。

[形态]晶体极少见，常呈树枝状、不规则细粒状。也有成较大块体。

[物理性质]银白色，表面常有灰黑色的色。条痕为光亮的银白色。金属光泽。硬度2.5－3。无解理，锯齿状断口。比重10.1－11.1。为电和热的良导体。

[成因及产状]（1）热液成因的自然银产于中、低温石英、方解石、重晶石矿脉中。

（2）外生成因的自然银见于含银的硫化矿床氧化带下部。

[鉴定特征]以银白色、富延展性、比重大为特征。

自然铜Cu

[化学组成]次生自然铜的成份较纯净，但原生自然铜则常含有Fe、Ag、Au等混入物。当含金达2－3%时，称为金铜。

[形态]晶体少见，偶见立方体或四六面体。常呈不规则状、树枝状、薄片状、粒状等。

[物理性质]铜红色，条痕为光亮的铜红色，金属光泽。硬度2.5－3，无解理，断口锯齿状。比重8.5－8.9。富延展性。为电和热的良导体，化学性质中等，在氧化条件下，表面常氧化成一层黑色氧化铜（CuO）薄膜。

[成因及产状]自然铜主要产于含铜硫化矿床氧化带内，是由铜的硫化物转变为氧化物的过渡产物：

CuFeS2→Cu→Cu2→CuCO3·Cu(OH)2

此外，热液蚀变的基性火成岩和火山岩中也有产出。有时自然铜呈交代砂砾岩胶结物出现在含铜砂岩中。

[鉴定特征]以铜红色，表面呈黑色氧化膜，或者具有孔雀石的绿色薄膜，金属光泽，富延展性，比重大，易溶稀硝酸，经常于蓝铜矿、孔雀石等共生为特征。

自然硫S

[化学组成]常混杂有泥质或有机质，亦有Se、Te等类质同象混入物。

[形态]晶形少见，偶见双锥状或厚板状。集合体常呈致密块状、土状、被膜状、瘤状、钟乳状等。

[物理性质]纯硫呈黄色，含有机质呈黄灰、褐黑等色。条痕为白至微黄色，晶面为金刚光泽，断口微油脂光泽。晶体透明至半透明。硬度1－2。性极脆，无解理。比重2.05－2.08。熔点低（119ºC），燃点低（270ºC）燃烧时产生SO2臭气。为热和电的绝缘体。摩擦产生负电。用手握之，至于耳旁，可以听见轻微的炸裂声。

[成因及产状]（1）火山喷发型：由硫蒸汽直接结晶或由H2S氧化而成。

（2）沉积型：由生物化学作用（硫细菌作用）而成。常与石膏、方解石、天青石等伴生。该类型一般较大，具有较大的工业价值。

（3）风化型：由金属硫化物或硫酸盐氧化分解而成。

[鉴定特征]以其黄色、油脂光泽、硬度小、性脆，易燃（燃烧时生成淡蓝色火焰，且发出硫臭味），易熔为特征。

金刚石C

[化学组成]常含石墨包裹体及Si、Al、Mg、Fe、Ti等混入物。

[形态]常呈八面体，晶面常有花纹，有时呈菱形十二面体、立方体、六四面体，晶棱常弯曲，浑圆，自然界中的金刚石大多数呈圆粒状或碎粒产出。

[物理性质]无色透明，或带蓝、褐、黄、绿、黑等色。强金刚光泽。硬度10，是硬度最大的矿物。（绝对硬度是石英的1000倍，为刚玉的150倍）。在紫外线的照射下，发紫、蓝、绿色萤光。熔点高，化学性质极稳定。

[成因及产状]产于超基性岩的金伯利岩（角砾云母橄榄岩）中，是在高温、高压条件下岩浆分异作用形成的。含矿母岩遭受风化后，可富集成金刚石砂矿。

[鉴定特征]以其极高的硬度，灿烂的金刚光泽，晶面及晶棱常弯曲成浑圆状，具发光性为特征。

石墨C

[化学组成]很少纯净的，常含10－20%的杂质，如Ca、Mg、Cu、P、Si等氧化物以及沥青、气体等。

[形态]晶体完整者少见，有时呈六方板状或片状，通常呈鳞片状或片状集合体。

[物理性质]铁黑色－钢灰色。条痕为光亮的黑色。金属光泽。硬度1。比重2.09－2.23，薄片具挠性。有滑腻感。易污手。电的良导体。耐高温。化学稳定性强，不溶于酸。

[成因及产状]石墨是在高温条件下的还原作用中形成的。

（1）煤层或含沥青质、碳质的沉积岩经区域变质作用或接触变质作用形成。

（2）石灰岩与岩浆侵入接触，石灰岩分解出CO2,还原而成石墨。

[鉴定特征]以颜色、条痕、比重小、硬度小、具滑感为特征。