05矿物的内部结构和化学成分.ppt

2、 同质多象变体的转变——地质温压计 可逆转变 ?-石英??-石英 573℃ 不可逆转变 文石 方解石 石墨 金刚石 ?-石英 柯石英 700℃，2.8GPa 副像现象：一种变体继承了另一种变体之晶形的现象 ?-石英 ?-石英 β2-鳞石英 β-方石英 573℃ 870℃ 1470℃ 1720℃ 熔体 六 类质同象 1 概念 晶体结构中某种质点（原子、离子或分子）被其他类似的质点所代替，仅晶格常数发生不大的变化，而结构型式并不改变的这种现象 Mg[CO3]—(Mg,Fe)[CO3]—(Fe,Mg)[CO3]—Fe[CO3] 菱镁矿 含铁的菱镁矿 含镁的菱铁矿 菱铁矿 ZnS—(Zn,Fe)S Fe Zn26% 共同结晶成均一的、呈单一相的混合晶体（类质同像混晶） 白云石(CaMg[CO3]) ? 2 分类 完全的类质同象：两种质点可以任意比例相互取代 有限类质同象：两种质点的相互代替局限在一个有限 的范围内 异价的类质同象 Na+—Ca2+ Al3+—Si4+ 等价的类质同象 Fe2+—Mg2+ Fe2+—Zn2+ 根据不同组分在晶格中的替代范围 根据晶格中的相互替代的离子电价是否相等 （保持晶格的电中性） 3 类质同象的形成条件 内因 原子和离子半径 (r1 - r2 ) 15%时, 完全的类质同象 r2 (r1 - r2 ) 15-30%时, 高温完全类质同象 低温有限类质同象 r2 (r1 - r2 ) 30%时, 高温有限类质同象 低温不形成类质同象 r2 （大小尽可能接近） 离子电价 不同的方式(如下） 总电价平衡 简单的代替 橄榄石 Mg2+—Fe2+ 成对的代替 不等量的代替 云母中 2Al3+?3Mg2+ 3Mg2+?2Al3+ 斜长石 Na++Si4+?Ca2++Al3+ 磷灰石 Ce3++Na+?2Ca2+ 萤石 Ca2+?Y3++F- 绿柱石Li++Cs+?Be2+ 离子类型和化学键 离子类型相同，化学键相近 Ca2+(0.100nm) Hg2+(0.102nm) Al3+(0.026nm) Si4+(0.039nm) Si-O(0.161nm) Al-O(0.176nm) 外因 温度增高有利于类质同象的产生，而温度降低则 将限制类质同象的范围并促使离溶 压力增大将限制类质同象代替的范围并促使其离溶 组分浓度 满足矿物组分之间的量比 4、研究类质同象的意义 有助于阐明矿物床中元素赋存状态、寻找稀有分散元素、进行矿床的综合评价 有助于了解成矿环境。 类质同象代替所引起的矿物化学成分的规律变化，必然会导致矿物的一系列物理性质（如颜色、光泽、条痕、折光率、比重、硬度、熔点等等）的规律变化，系统地研究这些规律变化的相互关系就可以使我们根据矿物物性的测定来确定矿物组分的变化 七、水在矿物中的存在形式 根据水是否参加矿物晶格而把水分为三类 不参加矿物晶格的水：吸附水 参加矿物晶格的水：结晶水和结构水 过渡类型的水：层间水和沸石水 　　中性水，不带电荷，不进入矿物晶体结构，存在于矿物的表面、裂隙中，失水温度很低（0-110℃之间）。含量不固定，随环境温度和湿度而变，不计入化学式(胶体水除外)。吸附水的存在不影响矿物的结构 吸附水 以中性水分子的形式存在于晶体结构中，有固定的位置和配位数，有固定的含量，失水温度高（200-500℃），失水后不再获得，并影响矿物的结构和性质。 结晶水多出现于具有大半径络阴离子的含氧盐矿物中，有一个或几个固定的脱水温度 ，如 Cu [SO4] ．5H2O?Cu [SO4] ．3H2O?Cu[SO4] ．H2O?Cu[SO4] 　胆矾 三水胆矾 泼水胆矾 铜锭石 30?C 100?C 400?C 结晶水 结构水 以H+, H3O+, (OH)-形式存在于晶体结构中。有固定的位置和确定的含量比 ，失水温度高（500/600-1200℃），失水后，很难重新得到。失水后，离子发生重新排列，变为另一种矿物. 矿物中结构水的作用 （1）平衡晶体中多余的电荷 （2）充填结构空隙 高岭石 Al4[Si4O10](OH)8 层间水和沸石水 以中性水分子的形式存在于层状硅酸盐结构单元层之间（层间水）或架状结构硅酸盐沸石族矿物结构的孔隙和空洞中（沸石水）。参与晶格但含量与吸附阳离子的种类以及