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黄铁矿外观为浅黄铜色，黄褐锖色；绿黑色条痕；强金属光泽，不透明。其硬度在6-6.5。相对密度在4.9-5.2。性脆。电的半导体，有的变种具有检波性。

其形态是对称型m3，粒状自形晶常见。晶面上常见平行的{100}和{210}的聚形纹，两相邻晶面上的条纹相互垂直。集合体常呈粒状、块状、核状和草莓状等。其中生物被黄铁矿矿化后形成的化石其形态非常漂亮。

黄铁矿是铁的二硫化物。微量元素钴镍的激增表明该地区有强烈的热液活动，很可能有不同程度的金矿化。黄铁矿（FeS2）因其浅黄铜色和明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。黄铁矿成分中通常含钴、镍和硒，具有N***型晶体结构。成分相同而属于正交（斜方）晶系的称为白铁矿。成分中还常存在微量的钴、镍、铜、金，硒等元素。含量较高时可在提取硫的过程中综合回收和利用。黄铁矿在氧化带不稳定，易分解形成氢氧化铁如针铁矿等，经脱水作用，可形成稳定的褐铁矿，且往往依黄铁矿成假象。这种作用常在金属矿床氧化带的地表露头部分形成褐铁矿或针铁矿、纤铁矿等覆盖于矿体之上，故称铁帽。

黄铁矿的理论组成(wB%)：Fe 46.55，S 53.45。黄铁矿中的Cu、Pb、Zn的存在将消耗一定数量的S、As等阴离子，造成黄铁矿晶格中硫的空位或As、Sb等杂质类质同象代替硫的数量减少，从而有利于电子心型黄铁矿的形成。常有Co、Ni类质同像代替Fe，形成FeS2—CoS2和FeS2—NiS2系列。随Co、Ni代替Fe的含量增加，晶胞增大、硬度降低，颜色变浅。As、Se、Te可代替S。常含Sb、Cu、Au，Ag等的细分散混入物。亦可有微量Ge和In等元素。Au常以显微金、超显微金赋存于黄铁矿的解理面或晶格中。