礦物的化學(xué)成分

化學(xué)組成變化化學(xué)組成基本固定的礦物

非化學(xué)計量礦物

化學(xué)組成不固定的礦物

類質(zhì)同象礦物含層間水和沸石水礦物膠體礦物如NaCl，Mg(OH)2如Fe1-xS

第三章礦物的化學(xué)組成第三章礦物的化學(xué)組成一、地殼中元素的豐度及其礦物學(xué)意義二、元素的離子類型三、礦物中水的賦存狀態(tài)四、礦物化學(xué)成分的變化及其計量特性五、礦物的化學(xué)式

豐度:元素的平均含量克拉克值（clarke）：各種化學(xué)元素在地殼中的平均含量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

一、地殼的化學(xué)成分

地殼中分布最廣泛的八種元素元素質(zhì)量克拉克值（%）

原子克拉克值

（%）體積百分比

（%）O46.6062.5593.77Si27.7221.220.86Al8.136.470.47Fe5.001.920.43Ca3.631.941.03Na2.832.641.32K2.591.421.83Mg2.091.840.29

2、地殼中元素豐度的礦物學(xué)意義（1）豐度值高的元素，形成的礦物種類較多（2）聚集元素易形成礦物，分散元素不易形成礦物。聚集元素：豐度雖低趨向集中，可形成獨立礦種。Au、Ag、Hg、Sb等。

分散元素：豐度雖高趨向分散，不易形成獨立礦種。以類質(zhì)同象方式存在于其它礦物中。Cs、Se、In等。二、離子類型

大多數(shù)礦物是離子化合物，其陰離子主要是氧和硫，而陽離子則多種多樣。根據(jù)外層電子構(gòu)型，將陽離子分為三種為同的類型：（1）惰性氣體型離子（2）銅型離子（3）過渡型離子Ⅰ-惰性氣體型離子Ⅱ-銅型離子Ⅲ-過渡型離子(一)惰性氣體型離子（inert－gastypeion）：

最外層具有8個電子（ns2np6）或2個電子的離子。

+O結(jié)合→氧化物和含氧鹽礦物，親石或親氧元素。（二）銅型離子（chalcophiletypeion）：外層具有18個電子（ns2np6nd10）或（18＋2）個電子（ns2np6nd10（n＋1）s2）的離子。

+S結(jié)合→金屬硫化物礦物，造礦元素、親硫或親銅元素。（三）過渡型離子（siderophiletypeion）：指外層具有9－17電子（ns2np6nd1－9

）的不穩(wěn)定電子構(gòu)型的離子。+O,S三、礦物中的水

據(jù)水在礦物中的存在形式及其在晶體結(jié)構(gòu)中的作用，主要分為吸附水、結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水三種基本類型，以及層間水和沸石水兩種過渡類型。膠體水為特殊的吸附水，需寫入化學(xué)式。礦物中水的賦存狀態(tài)石膏中的結(jié)晶水與脫水后形成的硬石膏返回沸石結(jié)構(gòu)中大孔洞中的沸石水蒙脫石結(jié)構(gòu)中的層間水

四、礦物的化學(xué)成分變化及化學(xué)計量特征

礦物按化學(xué)成分可分成兩種類型：單質(zhì)－是由同種元素的原子自相結(jié)合組成的，如金剛石，自然金等；化合物－是由兩種或兩種以上不同的化學(xué)元素的原子組成的。又可分為：

簡單化合物：由一種陽離子和一種陰離子組成。

NaCl、PbS

單鹽化合物：由一種陽離子和一種絡(luò)陰離子組成。

Ca[CO3]、Mg[SiO4]

復(fù)化合物（復(fù)鹽）：由兩種以上陽離子與同種（絡(luò)）陰離子組成。CuFeS2、CaMg[CO3]

礦物的化學(xué)成分無論是單質(zhì)還是化合物，并不是絕對不變的，通常都在一定的范圍內(nèi)有所變化。變化的原因:

對晶質(zhì)礦物而言，主要是元素的類質(zhì)同象代替；

(Mg，F(xiàn)e)[SiO4]

對膠體礦物來說，主要是膠體是吸附作用。

含沸石水或?qū)娱g水的礦物。

非化學(xué)計量的礦物，化學(xué)組成不符合定比定律和倍比定律。（F1-xS）磁黃鐵礦。通常所說的某種礦物成分中含有某些混入物，除了因類質(zhì)同象代替和吸附而存在的成分外，還包括以顯微包裹體形式存在的機械混入物。（1）化學(xué)計量礦物

在各晶格位置上的組分之間遵守定比定律、具嚴(yán)格化合比的礦物

例：水晶SiO2、鐵閃鋅礦(Zn,Fe)S、橄欖石(Mg,Fe)2［SiO4］。

（2）非化學(xué)計量礦物

化學(xué)組成偏離理想化合比，不再遵循定比定律的礦物。——

礦物標(biāo)型

例：磁黃鐵礦Fe1-xS（有部分Fe3+存在）。

五、礦物的化學(xué)式1）實驗式：僅表示礦物中各組分的種類及其數(shù)量比。如白云母H2KAl3Si3O12或

K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O2）結(jié)構(gòu)式：即晶體化學(xué)式。既能表明礦物中各組分的種類及其數(shù)量比，又能反映出它們在晶格中的相互關(guān)系及其存在形式。如白云母KAl2[(Si3Al)O10](OH)2

礦物晶體結(jié)構(gòu)式的書寫原則：1、基本原則是陽離子在前，陰離子或絡(luò)陰離子在后。絡(luò)陰離子需用方括號括起來。如石英SiO2，方解石Ca[CO3]。2、對復(fù)化合物，陽離子按堿性由強→弱、價態(tài)從低→高排列。如白云石CaMg[CO3]2，磁鐵礦FeFe2O4（即Fe2+Fe3+2O4）3、絡(luò)陰離子要用方括號[]括起來，如正長石-K[AlSi3O8]、方解石-Ca[CO3]。

4、附加陰離子通常寫在陰離子或絡(luò)陰離子之后，如氟磷灰石:Ca5[PO4]3F，白云母:KAl2[(Si3Al)O10](OH)25、礦物中的水分子寫在化學(xué)式的最末尾，并用圓點將其與其他組分隔開。若含水量不定，則常用nH2O或aq表示，如石膏Ca[SO4]·2H2O，蛋白石SiO2·nH2O。6、互為類質(zhì)同象替代的離子用圓括號()括起來，它們之間以逗號“，”分開，并把含量多的成分寫在前面，如鐵閃鋅礦(Zn，F(xiàn)e)S、普通輝石Ca(Mg，F(xiàn)e2+，F(xiàn)e3+，A1)[(Si，A1)2O6]。下一頁返回類質(zhì)同象的概念。類質(zhì)同象分哪些類型？方鉛礦和石鹽都能形成立方體，能叫類質(zhì)同象嗎？異價類質(zhì)同象中相互代替的離子電價不同，如何才能保持電荷平衡？影響類質(zhì)同象的因素有哪些？分內(nèi)因和外因分別闡述。