Chapt3第三四讲课件.ppt

（一）岩石中铁的存在形式 在各类岩浆岩中铁的含量系统变化特征： 1. 铁在地球系统中的高丰度使其主要以独立矿物的形式存在，也可类质同像进入其它矿物的晶格。在岩石的风化壳中还有以胶体形式存在的铁。（见表 ） 2. 岩石圈系统中，铁主要呈+2价，也有0价和+3价。 3. 在岩石圈系统中，铁的矿物类型很齐全，但主要是铁的硅酸盐、铁的硫化物和氧化物。 四、体系和环境物理化学条件的影响 （一）pH值的影响 天然水的pH值范围一般为4-9，火山口喷气可达3左右，干旱地区碱性水可大于9。 天然水pH值受溶解于水中的酸性和碱性物质的共同控制。 在自然界中引起溶液酸碱变化的原因有两个: ①溶液的稀释; ②溶液和矿物、岩石之间发生中和反应。 pH值对元素迁移的影响具体表现为： 1、pH值影响氢氧化物自溶液中沉淀。 如：对于Fe2+和Fe3+来说它们的氢氧化物的pH值要求不同。 FeSO4+2H2O → Fe(OH)2 ↓+ 2H2SO4 (pH=5.5) Fe2(SO4)3+6H2O → 2Fe(OH)3↓+ 3H2SO4 (pH=2.48) Fe3+只能在强酸性(pH2.48)水溶液中迁移，一旦pH值增高，Fe(OH)3将会很快沉淀下来。 稀溶液中元素沉淀的pH值升高，如Ga(OH)3，Al(OH)3。 金属氢氧化物沉淀的pH值 pH 值 ? Mg（OH）2 10 ? ? ? 9 ? Mn（OH）2, Ag（OH） ? ? 8 ? La（OH）3 ? ? Ce（OH）3 7 ? Hg（OH）2, Y（OH）3, Co（OH）3, Nd（OH）3 ? ? Ni（OH）2, Cd（OH）2 6 ? Pb（OH）2 ? ? Cr（OH）3, Be（OH）2, Cu（OH）2, Fe（OH）2 5 ? Sc（OH）3, Zn（OH）2 ? ? Bi（OH）3, UO2（OH）2 4 ? Al（OH）3 ? ? Th（OH）4, Ga（OH）3 3 ? ? ? ? Fe（OH）3 2 ? Zr（OH）4, Sn（OH）4 ? ? Ti（OH）4 2、影响元素共生或分离 自然界有两种Fe帽类型：纯铁帽和铁锰帽。它们是在什么样的酸碱度水溶液条件下形成的？ Mn(OH)2 沉淀pH值为9, 是碱性条件。因此: ① 在表生作用过程中，当水介质为偏酸性时, Mn大部分淋失, 而Fe(OH)2, Fe(OH)3是稳定的，形成纯铁帽。 ②而当水介质呈弱碱性时, Fe、Mn氢氧化物都沉淀，而形成Fe-Mn帽。 由于铁-锰沉淀的pH值不同，酸性条件下矿床氧化带形成纯铁帽；碱性条件下形成锰-铁帽。 3、影响两性元素的迁移形式 酸性条件下，两性元素在水中呈简单离子或氢氧化物；碱性条件下，两性元素在水中呈酸根络合物。 4、影响酸-碱反应的方向 如 3H2O + 2Fe2+ + UO22+ = UO2 + Fe2O3 + 6H+ 酸性增高，反应向左移动，铀被氧化成UO22+ 络阴离子迁移；碱性增高，平衡向右移动，铀被还原沥青铀矿沉淀，同时铁氧化形成赤铁矿。因此，热液成因铀矿脉中沥青铀矿、赤铁矿组合是在溶液碱性增高的条件下形成的。 5. 影响元素的存在形式 6、影响盐类的水解 如在硫化物矿床氧化带： Fe2(SO4)3 + 6H2O ? 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 ??Fe2O3 + nH2O 铁矿化 如在矽卡岩氧化带： 2Na3 [FeCl6] + 3H2O ? Fe2O3 + 6HCl + 6NaCl 铁帽 以上过程在强酸条件下不能实现。 （二）Eh值的影响 1. 环境的氧化还原电位 自然环境是一个有多种元素不同价态离子共存的复杂的氧化还原反应的平衡状态。根据能斯特方程,在某个平衡状态下, 存在着一个电位,即环境中各种离子间氧化还原反应达到平衡时的电位。称之为环境的氧化还原电位。 自然界氧化-还原环境的极端的界限可由水的稳定场来确定。强氧化条件的上限是水分解出氧气的Eh： 2H2O O2 +4H++4e Eh0=1.23 V