矿物的化学成分课件.pptxVIP

研究意义：

①矿物的化学成分是区别不同矿物

的重要依据；

②矿物化学成分的变化特点常作为

反映矿物形成条件的标志；

③矿物化学成分是人类利用矿物

资源的一个重要方面。

一、元素克拉克值

克拉克值（clarke）：

各种化学元素在地壳中的平均含量

(即元素在地壳中的丰度(abundance))

之百分数。

表示：

①质量百分数（weightpercent）

——质量克拉克值

②原子百分数（atompercent）

——原子克拉克值

二、地壳中化学元素的分布特征

1）元素分布的极不均匀性

丰度最大者：O——46.6%

丰度最小者：Rn——7×10-16%

2）地壳的主要化学组成为O、Si、

Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、H、Ti

等十种。

前8种元素丰度最高，占地壳总重量

的99%以上，是地壳中各类岩石的

基本成分。含氧盐和氧化物矿物分布

最广，其中硅酸盐矿物占矿物总种数

的24%，占地壳总重量的3/4；氧化物

矿物占矿物种总数的14%，占地壳

总重量的17%。

地壳中分布最广泛的八种元素

质量克拉克值原子克拉克值体积百分比

元素

（%）（%）（%）

O46.6062.5593.77

Si27.7221.220.86

Al8.136.470.47

Fe5.001.920.43

Ca3.631.941.03

Na2.832.641.32

K2.591.421.83

Mg2.091.840.29

3）聚集元素和分散元素

矿物的形成，取决于：

①元素的丰度；

②元素的地球化学性质

聚集元素(aggregatedelement)：

丰度很低，但趋于集中，形成

独立的矿物种，甚至富集成矿床。

如Sb、Bi、Hg、Ag、Au等。

分散元素(dispersedelement)：

丰度远比聚集元素为高，但趋于

分散，很少能形成独立的矿物种，

而常常作为微量的类质同像混入物

赋存于主要由其他元素所组成的

矿物中。如Rb、Cs、Ga、In、Sc等。

一、矿物的化学成分类型

1．单质：

由同一种元素的原子自相结合

而成的矿物。如自然元素矿物。

2．化合物：

由两种或两种以上元素组成的

矿物。如含氧盐、氧化物和氢氧化物、

卤化物、硫化物及其类似化合物

矿物。

二、矿物的化学计量性与非化学计量性

1．概念

1）矿物的化学计量性（stoichiometry）

少数矿物的化学成分相当固定，

其化学组成遵守物理化学分配定律

——定比定律和倍比定律，各组分间

具严格的化合比，其化学组成可由理想

化学式表示。如水晶（SiO2）。

天然矿物并非理想化学纯的物质。

由于环境的复杂性，大多数矿物

因类质同像替代致使其化学组成在

一定范围内变化，但各晶格位置上

成类质同像关系的各组分数量总和

之间仍遵循定比定律。如橄榄石

(Mg,Fe)2[SiO4]等。

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。

2）矿物的非化学计量性

非化学计量矿物：

某些含变价元素的矿物，因形成过程

中常处于不同的氧化还原条件下，其价态

会发生变化。由于受化合物电中性的制约，

其内部必然存在某种晶格缺陷，致使其化

学组成偏离理想化合比，不再遵循定比定

律。

注意：

某些矿物，特别是在高温条件下，

相对地容许存在大量空位。如FeS

化合物，可以高温下通过暴露在真空

或高硫蒸气压下，极易改变其化学

计量性，而变为磁黄铁矿的成分（

，，

Fe1-xS）高温下x=0～0.125

其阳离子空位随机分布（Putnis,