第八章矿物成分概要.ppt

第七章 矿物的化学成分 矿物的化学成分是决定矿物各项性质的最本质的因素之一,具有重要意义。 ★矿物的化学成分是区分不同矿物的依据。 ★矿物的化学成分一般随形成条件的变化而产生一定的改变，因此，其变化特点可以作为形成矿物及矿床的物理化学条件的标志。 ★研究矿物的化学组成对矿物的开发利用具有重要的指导意义。  1.吸附水 概念：以中性水分子H2O形式被机械地吸附于矿物颗粒表面或裂隙中，或渗入矿物集合体中的中性水分子。 例：蛋白石 SiO2·nH2O 特点：为中性水分子；不参与晶格（不属于矿物固有化学组成）；含量不定（随温度、湿度而变）；一般在110℃以上逸散。胶体矿物中的逸散温度一般为100~250℃。 2.结晶水 作用:以一定的配位形式环绕于小半径阳离子周围形成水化阳离子,使阳离子的体积增大,与大的络阴离子组成稳定的化合物。 特点：为中性水分子；占据结构位置；有确定的数目，遵守定比定律；逸失温度较高,一般200~500℃。 例：石膏Ca[SO4]·2H2O 概念：以中性水分子H2O形式占据晶体结构中的固定的配位位置，参与组成矿物晶格的水。 * * 结晶学及矿物学 吉林大学地球科学学院 矿物是元素的集合体，元素在地壳中的丰度和地球化学活动特点，制约了自然界中不同矿物的形成与分布。 一 地壳中元素的丰度和矿物形成与分布关系 1.元素在地壳中的丰度——克拉克值 克拉克值： 指各种元素在地壳中的平均含量百分比。 表示方法： 质量克拉克值：用质量百分比表示 原子克拉克值：用原子百分比表示 1.5 2.2 1.3 1.6 2.96 2.50 2.50 1.87 Ca Na K Mg 58.0 21.0 6.0 1.7 47.0 29.5 8.13 4.65 O Si Al Fe 原子克拉克值/% 质量克拉克值/% 元 素 原子克拉克值/% 质量克拉克值/% 元 素 常见8种元素的克拉克值 占地壳总重量的99.03% 占地壳总原子数的93.3% 2.地壳中矿物的形成分布与克拉克值 ⑴元素的克拉克值大，易形成矿物, 相应的矿物在自然界中分布广泛。 例：O、Si元素的克拉克值最大，由O、Si元素为主的硅酸盐矿物占矿物种总数的24%，占地壳总重量的75% 氧化物矿物占矿物种总数的14%，占地壳总重量的17%（主要为石英SiO2） ⑵克拉克值小的元素能否形成矿物，与其地球化学行为有关。 分散元素—在其它矿物中呈类质同像/微量混入物形式存在 聚集元素—形成独立矿物种 Rb —90×10-6，其单矿物仅一两种。 Sb—0.2×10-6，其矿物多达100种，且能形成独立的矿床（辉锑矿） Re—0.5×10-6，主要赋存在辉钼矿中 二 元素的离子类型 元素在矿物中的存在形式取决于元素本身与原子和离子的化学行为,以及所处的物理化学条件。各种元素的原子得到电子的能力(电负性)和失去电子的能力(电离势)以及它们成为离子后的性质,包括离子的电子层结构(离子类型)、离子半径等都是支配元素间能否形成化合物的重要因素。 元素之间化合时，离子的外电子层以2、8或18各电子的结构最稳定，各种元素都有力图使自己达到这种结构的趋势。根据离子的最外电子层结构，可以将离子分为三种类型,即 ①.惰性气体型离子 ②.铜型离子 ③.过渡型离子 ①惰性气体型离子 ② 铜型离子 ① ③a亲氧性 强的过渡 型离子 ③b亲硫性 强的过渡 型离子 1.惰性气体型离子 这类离子易于O2-结合形成氧化物和含氧盐 (主要的造岩矿物 —— 造岩元素、亲石元素或亲氧元素) ；碱金属和碱土金属元素的离子半径较大，极化能较低，与氧或卤族元素形成以离子键为主的化合物。 指具有与惰性气体原子相同的电子构型，最外层具有8个 (ns2np6) 或2个电子(1s2)的离子。包括碱金属和碱土金属(电离势低)及一些非金属元素(电负性高)离子。 2.铜型离子 这类元素的电离势较高，离子半径较小，极化能力很强，通常主要以共价键与硫结合形成硫化物及其类似化合物和硫盐，形成主要的金属矿物（造矿元素、亲硫元素或亲铜元素）。 指具有与惰性气体原子相同的电子构型，最外层具有18个（ns2np6d10）电子的离子。包括周期表长周期右半部的有色金属和重金属离子。 3.过渡型离子 指最外层具有9-17个