第二章矿物的化学成分 Chemical Composition of Minerals

第二章矿物的化学成分Chemical Composition of Minerals 一、地壳中元素丰度及其矿物学意义二、元素的离子类型三、矿物化学组成的变化及其计量特性四、胶体矿物的化学成分特点五、矿物中水的赋存状态六、矿物的化学式及其计算

一、地壳元素丰度 1、丰度及克拉克值丰度——元素的平均含量。克拉克值——化学元素在地壳中的平均含量的质量百分数。 O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg占地壳总质量的98.59％。 2、地壳中元素丰度的矿物学意义（1）丰度值高的元素，形成的矿物种类较多,如上；（2）聚集元素易形成矿物，如Sb、Bi、Hg、Ag、Au等；分散元素不易形成矿物，如Cs、Ga、In、Se等。

二、元素的离子类型 (一) 惰性气体型离子（inert－gas type ion）：最外层具有8个电子（ns2np6）或2个电子的离子。 + 0 结合 → 氧化物和含氧盐矿物，亲石或亲氧元素。（二）铜型离子（chalcophile type ion）：外层具有18个电子（ns2np6nd10）或（18＋2）个电子（ ns2np6nd10（n＋1）s2）的离子。 + S 结合→金属硫化物矿物，造矿元素、亲硫或亲铜元素。（三）过渡型离子（siderophile type ion）：指外层具有9－17电子（ ns2np6nd1－9）的不稳定电子构型的离子。 + O,S

惰性气体型 铜型过渡型元素的离子类型

（1）化学计量矿物在各晶格位置上的组分之间遵守定比定律、具严格化合比的矿物 例：水晶SiO2、铁闪锌矿(Zn,Fe)S、橄榄石(Mg,Fe)2［SiO4］。（2）非化学计量矿物化学组成偏离理想化合比，不再遵循定比定律的矿物。 ——矿物标型例：磁黄铁矿 Fe1-xS （有部分Fe3+存在）。三、矿物化学组成的变化及其计量特性

非化学计量——成分标型： 含金石英脉中黄铁矿(FeS2)， Fe/(S+As)>0.500，——形成深度小； Fe/(S+As)<0.500，——成矿深度大(Новгородова，М．И．等，1980)。——判断剥蚀程度。

四、胶体矿物的化学成分特点 1、胶体（colloid）与胶体矿物一种或多种粒径介于1－100nm之间的物质微粒（分散相）分散在另一种物质（分散媒）中形成的不均匀细分散体系，称为胶体。胶溶体：分散媒多于分散相的胶体。胶凝体：反之分散媒少于分散相的胶体。胶体矿物：一般是以水为分散媒、以固相为分散相的水胶凝体，属非晶质或隐晶质矿物。如蛋白石（SiO2 . nH2O）。 2、胶体矿物的特殊性质（1）分散相和分散媒的量比不固定；（2）较大的比表面积和表面能；（3）易吸附其他物质。

五、矿物中水的赋存状态 胶体水为特殊的吸附水，需写入化学式。

六、矿物的化学式 (一) 矿物化学式的表示方法 实验式(experimental formula) 如: 白云母K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O。结构式(structural formula)-晶体化学式(crystallochemical formula) 如: 白云母 K｛Al2［(Si3Al)O10］(OH)2｝

晶体化学式的书写规则 (1)阳离子在前，阴离子或络阴离子在后，络阴离子用[ ]括起来。 (2) 复盐阳离子，按碱性由强至弱、价态从低到高的顺序排列。如白云石 CaMg［CO3］2、磁铁矿 FeFe2O4。 (3)附加阴离子通常写在阴离子或络阴离子之后。如白云母K｛Al2［(Si3Al)O10］(OH)2｝、氟磷灰石Ca5［PO4］3F。

晶体化学式的书写规则 (4)水分子写在化学式的最末尾，并用圆点将其与其他组分隔开。如石膏Ca[SOi4]·2H2O、蛋白石SiO2·nH2O (5)类质同像替代的离子，用圆括号括起来，并按含量由多到少的顺序排列。如铁闪锌矿(Zn,Fe)S、黄玉Al2［SiO4］(F,OH)2。某单斜辉石： (Ca0.960Na0.040)1.000(Mg0.820Fe2+0.060Fe3+0.050Al0.030Mn0.020Ti0.020)1.000［(Si1.920Al0.080)2.000O6］

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