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1、 3 类质同象微量元素(25-60高温时发生有限类质同象（2）原子或离子结合时的几何关系离子键化合物：原子或离子半径是重要条件（离子键成键特点及键能决定于离子电价及半径）a.高温下A、B两组分 随机地占据结构中相 同的位置，形成无序 结构； b.随着温度下降，A、 B分别占据各自的结 构位置，造成两相分 离Na+（1.02埃）-Ca2+ （1.00埃） （异价，半径差很小，完全） Na+ （1.02埃）K+ （1.38埃） (同价，半径差大，高温完全，低温不完全） K + （1.38埃） -Ca2+ （1.00埃）(异价、半径差大，高温也不完全)3.2 类质同象的条件 共价键化合物： Al3+
2、、Si4+、Be2+、C4+、Zr4+Al3+ (0.057nm) Si4+ (0.039nm) Al-O (0.17nm) Si-O (0.161nm)3.2 类质同象的条件自然金属自然金属易于形成类质同象。 Au-Ag能形成完全类质 同象，铂族元素间的类质同象也很发育，并可含较多 的Fe，铁铂矿含Fe可达1220%3.2 类质同象的条件（3）离子正负电荷的平衡（化合物电中性原 则） 质点数目不等的置换，云母(KAl2AlSi3O10(OH,F)中： 3Mg2+-2Al3+ 离子成对置换，如钾长石(KAlSi3O8)中： Ba2+ +Al3+-K+ + Si4+，斜长石(CaAl2Si2O8
3、)中： Na+ +Si4+-Ca2+ + Al3+ 高电价质点和低电价质点配合置换中等电价质点，如磷灰 石,Ca5PO43(F,Cl,OH)中：Ce 3+ +Na+-2Ca2+ 正负离子配位置换，如磷灰石， Ce3+ + O2- - Ca2+ + F-3.2 类质同象的条件(4)有利的矿物晶体构造矿物晶体构造越复杂、松弛（偏离最紧密堆积越远） ，发生类质同象的可能性越大。 如云母粘土矿物电荷差异易由其它离子补偿，而其质点体积差异可不 受限制。3.2 类质同象的条件3.2 类质同象的条件（2）组分的浓度组分的浓度影响平衡反应。晶体生长时，熔体或溶液中离子的浓度（或该离子的 化学位）与晶体-液体平
4、衡有关。液体中某元素浓度高 则进入晶体也多，反之则反。 如：岩浆中Mg含量降低，Fe将以一定数量进入橄榄石 中，称“补偿类质同象”3.2 类质同象的条件（3）氧化还原电位仅影响变价元素，其结果将造成价态和离子半径的变化， 造成类质同象的变化，如过渡元素等： Fe2+ - Fe3+ Mn2+- Mn4+ Cr 3+ - Cr6+ V 3+ - V5+在内生作用中， Mn2+主要呈类质同象赋存于Fe2+ 矿物中， 进入表生作用条件时， Fe2+易氧化成Fe3+ ，从而使Fe3+和 Mn2+结合于不同矿物中。U-Th, V-Ti等也有类似现象3.2 类质同象的条件3.3 类质同象的规律3.3 类质同
5、象的规律3.3 类质同象的规律3.3 类质同象的规律优先法则：两种离子电价相同，半径有别，半径 小的离子集中于较早的矿物中，而半径较大的离子（ 化学键弱）将在晚期矿物中富集。 Mg2+ Fe2+ Mn2+ 0.78 0.83 0.91 橄榄石等早期矿物 角闪石 黑云母3.3 类质同象的规律“捕获”“允许”法则：如果两个离子半径相近， 而电荷不同，较高价的离子优先进入较早结晶的矿物晶体中 ，称“捕获”（capture），低价离子 被“允许”(admit)进入晚期 矿物。 Sc3+ (0.83) Fe2+ (0.83) 熔体中微量元素 主量元素 Li+ (0.78) Mg2+ (0.78) 高价的
6、Sc3+ 被早期辉石、角闪石等铁镁矿物所“捕获”(Li+ 仍在 熔浆中)。故Sc在基性 、超基性岩中富集。低价的Li+被晚期黑 云母、电气石等铁镁矿物所“允许”。所以，酸性岩、伟晶岩中 Li富集。3.3 类质同象的规律Mg1.2 Fe1.8 Zn1.6Fe2+1.292 Zn2+1.336 Mg2+1.2343.4 类质同象的地球化学意义类质同象是支配地壳中元素共生组合的一个重要因素 ，特别是对一些微量元素，是决定它们在自然界活动 状况的主要因素。 活动状况：指微量元素的分布、分配、集中、分散及 迁移的规律 。 元素的共生组合：同时、同种成因在同一空间所形成 的元素 组合。 为此，类质同象研究
7、具有重要的理论和实践意义。3.4 类质同象的地球化学意义1 确定了元素的共生组合 2决定了元素在共生矿物间的分配 3支配微量元素在交代过程中的行为 4 类质同象的元素比值可作为地质作用和地质体成 因的标志 5标型元素组合 6 影响元素的集中和分散 7 矿产资源综合评价与利用 8对自然环境的影响（微量元素和常量元素间的制约、依 赖关系） 超基性岩: Ni、Co、CrFe、Mg 酸性岩: Li、Be、Rb、Cs、Tl、Ba、 Y、W、Sn、PbK、Na、Si 沉积岩：粘土岩、页岩中微量元素丰 度高；碳酸盐中Sr、Mn等元素 含量高。e.g.花岗岩中，富K的长石、黑云母内 ：Ba、Rb、Pb 可以类
8、质同象置换K而 富集； 在黑云母、角闪石、磁铁矿内：Zn 可置换Fe而富集e.g.钾长石交代斜长石: Sr2+随Na+ 带 出， Rb+随K+带入。 利用矿物晶格对类质同象的容量不同 ，可以分析元素的带入带出如黄铁矿中的Co/Ni比值判别沉积还是岩浆 热液 沉积黄铁矿Co/Ni1铁矿床：沉积成因Ni、Co含量较低，Co/Ni 比值小； 火山和接触交代成因， Ni、Co含量较高， Co/Ni比值大； 沉积成因Ti/V比值较大（3.5); 火山和接触 交代成因Ti/V比值较小（3.2)例如磁铁矿: Fe2+Fe3+2O4：不同成因磁 铁矿有不同标型元素组合。基性、超基性岩： 富Cr3+ 、V3+
9、、Ti4+ 、 Mg2+ 、Co2+ 、Ni2+ ，贫Al3+ 酸性岩、碱性岩：富Al3+ 和Sn4+ 而贫 Mg2+ ；接触交代型碳酸盐岩：富Mg2+、Zn2+ 、Cu 2+、 Ga3+沉积变质岩：富Mn2+ 、 V3+ 和Ge4+ 。例： 碱性岩体Be丰度7-910-6, 而酸性花岗岩岩体Be丰度3-5 10-6, 即Be在碱性岩中的丰度高于其在酸性岩中的丰度 。但在自然界中，Be在碱性岩中富集成矿的现象十分少 见，相反在酸性花岗岩体的伟晶岩脉中, Be可通过形成 独立矿物而富集成矿：Be3 Al2 Si6 O18 (绿柱石)小结1 类质同象的定义 2 类质同象分类及影响因素 3 类质同象法则 4 类质同象的意义
