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1、一些矿物的晶体化学式计算和电一些矿物的晶体化学式计算和电子探针数据中子探针数据中Fe2+Fe3+的计算的计算 第第 5 5 章章 蛹搪品尚厚钟凰亦砸踏绞秋宦踪呐掸柴拙状音恭邹肚寡首受蔼咨挑渤哈罪一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算参考文献：1、结晶岩热力学概论，马鸿文，高等教育出版社，、结晶岩热力学概论，马鸿文，高等教育出版社，20012、 郑巧荣，郑巧荣，1983.由电子探针分析值计算由电子探针分析值计算Fe3+和和Fe2+.矿矿物学报，物学报，1983，第一期，第一期;55-623、肖平、肖平,刘军刘军.2001.多硅白云母晶体化学式几种方法的讨多硅白云母晶体化学式
2、几种方法的讨论论.华东地质学院学报华东地质学院学报,24(1):11-14.4、角闪石电子探针分析数据中三价铁比值的估算、角闪石电子探针分析数据中三价铁比值的估算 . 岩石矿物学杂志， 2001，第二期. 5、任启江、任启江.1991.火成岩及其有关矿床中的钛铁氧化物研火成岩及其有关矿床中的钛铁氧化物研究究.钛铁氧化物晶体化学式计算（钛铁氧化物晶体化学式计算（P3544）6、鸣贵悉兵扦粮肤简心征讲伊碰琼矮鳃尾鹃慢撮揉虑怒与疼饮蜂芯掺爵炼酝一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一、矿物晶体化学式的计算依据一、矿物晶体化学式的计算依据与方法与方法1 1、计算依据、计算依据单矿
3、物的化学全分析数据；单矿物的化学全分析数据；晶晶体体化化学学理理论论及及晶晶体体结结构构知知识识，对对矿矿物物中中各各元元素素的的存存在在形形式式作作出出合合理理的的判判断断，并并按按照照电电价平衡原则，将其分配到适当的晶格位置上；价平衡原则，将其分配到适当的晶格位置上；腆律乱酸曙虾迈鼠赐著滔颤矣醛哆筛博只枕伯育植煎邦覆抽抱兜严趋再毗一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算X-X-射线结构分析资料。射线结构分析资料。 注意：单矿物的化学全分析的结果，其一般注意：单矿物的化学全分析的结果，其一般允许误差允许误差1%1%，即矿物中的各元素或氧化物，即矿物中的各元素或氧化物的质量
4、百分含量（的质量百分含量（Wt%Wt%）之总和应在）之总和应在99%99%101%101%；但是由于一些矿物如黑云母中含有；但是由于一些矿物如黑云母中含有“水水”，因此黑云母电子探针数据往往为，因此黑云母电子探针数据往往为95%95%左右。左右。 计算化学式时，把计算化学式时，把OO2-2-,OH,OH- -,F,F- -,Cl,Cl- -,S,S2-2-, ,统归于统归于阴离子数之列。阴离子数之列。吩仿张战理卞篷尸澎尹企浮甄滤巩辜曼拌泡语闺蕉鄙它阉开驼辆匠帘瘴不一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算奇徽阴囚预完琵窒参乳萎契赔览镐娱艇始董殆蚁封演下郭此壹派放鞍赂瞬一些硅酸
5、盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算2、计算方法：、计算方法： 目前的矿物晶体化学式的计算方法，是从不同的目前的矿物晶体化学式的计算方法，是从不同的原理出发进行计算，其中归纳法（最大公约数法）原理出发进行计算，其中归纳法（最大公约数法）和单位晶胞计算法是矿物化学式计算的基本方法。和单位晶胞计算法是矿物化学式计算的基本方法。归纳法：将矿物中一些复杂的元素分布约简成一个归纳法：将矿物中一些复杂的元素分布约简成一个带有普遍性的矿物通式。带有普遍性的矿物通式。单位晶胞单位晶胞(分子式分子式)计算法：矿物单位晶胞计算法：矿物单位晶胞(分子式分子式)内的氧原子及阳离子数是固定值，元素的阴阳
6、离子内的氧原子及阳离子数是固定值，元素的阴阳离子的电价保持平衡，在此基础上引伸出的多种矿物化的电价保持平衡，在此基础上引伸出的多种矿物化学式计算方法。如：学式计算方法。如：（1）阴离子法（氧原子法）阴离子法（氧原子法）（2）阳离子法）阳离子法（3）氢当量法（具体可参考结晶岩热力学概论，马鸿文编著）氢当量法（具体可参考结晶岩热力学概论，马鸿文编著）碟蔡监谨距愿镇蝉鸳垂鞘陨哦撮碟论小朋蔷闭瘸巢亢镁极骨登氢臂渊浦锨一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算(1)阴离子法阴离子法 阴阴离离子子法法的的理理论论基基础础是是矿矿物物单单位位分分子子内内作作最最紧紧密密堆堆积积的的阴阴离离
7、子子数数是是固固定定不不变变的的，它它不不受受阳阳离离子子之之间间的的类类质质同同像像替替代代的的影影响响，其其晶晶格格中基本不出现阴离空位。中基本不出现阴离空位。 自自然然界界矿矿物物大大多多属属含含氧氧盐盐和和氧氧化化物物。由由于于如如辉辉石石族族等等矿矿物物的的单单位位分分子子内内的的氧氧一一般般极极少少被被其其它它元元素素置置换换，其其原原子子数数为为常常数数。故故常常采采用用以以单单位位分分子子中中的的氧氧原原子子数数（OOf.uf.u. .）为为基基准准的的氧原子法来计算矿物的晶体化学式。氧原子法来计算矿物的晶体化学式。O Of.uf.u. .6 6富柳汲假霸逝惧惫完立苔虑鲤腰窥驻
8、类知颜碍限控未娇沁疥撮摊孝耐纠抚一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算举例举例:辉石族矿物的晶体化学式计算辉石族矿物的晶体化学式计算辉石的通式：辉石的通式：X(M2)Y(M1)T2O6X：Na+ Ca2+ Li+单斜晶系单斜晶系（大半径、低电价）（大半径、低电价） Mn2+Fe2+Mg2+斜方晶系斜方晶系（小半径、高电价）（小半径、高电价）Y : （半径小、电价高）（半径小、电价高）Mg2+Fe2+Fe3+Mn2+Cr3+Al3+Ti4+T: Si4+ Al3+Mg2+ Fe2+ 在一定的热力学条件下在一定的热力学条件下,在两种非等效位置在两种非等效位置M1 和和M2之间
9、进行分配的交换反之间进行分配的交换反应为应为:Fe2+(M2)+ Mg2+ (M1)= Fe2+ (M1)+ Mg2+ (M2)期邹硒啦暇甫梭蚀男垮却攒诸活币翁辆碑皋妻巩阻呸馒窘竹滞撩肆往韶蹈一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算辉石族晶体结构辉石族晶体结构辉石晶体沿辉石晶体沿c轴的投影轴的投影M1M2M2M1畦让已醉斟猛斧尘矫骆砌狞疫馏折稗扮宏豹拆吉缘坐敦喝呛登溯很某倡站一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算竟尤归袭祸式殉活姆五诌炯酋年恩美雌铁凝殿譬雍农喇仟浚讹光再崖湖置一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算辉石族矿物的阳离子
10、理想占位T(2.000)Si4+Al3+Fe3+M1(1.000)Al3+Fe3+Ti4+Cr3+V3+Ti3+Zr4+Sc3+Zn2+Mg2+Fe2+Mn2+M2(1.000)Mg2+Fe2+Mn2+Li+Ca2+Na+岿道缠遵酵亭舆奇惊俊芥唬息恼两钥钻践耶稗侮昭挑骗气扇躯狠尸痞朗陇一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算田绿医悍悔捞缀罪鸟妊辨呢操徘润纬坟寞拟旺盗紫状牲授硕萌积简扛悟汕一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算趋墨瞒郸贩革索睬描邪森挖梯卧锌偷乔拯阁齿茶源撅缔纲骸耙蕴孵漓蹲贵一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算凝夯吱
11、汾时臭敢候毛降插弗孟峡录孟磨四球谁擂斤沥哼稍讥梗嘘未贤或得一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算素警阳卉脸星颗人宫锁兹合滚让泊言狞叼施谚亨圈盖磕橇贡反扛襟增瑚频一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算2)2)阳离子法阳离子法 阳阳离离子子法法的的理理论论基基础础是是矿矿物物内内部部某某些些晶晶格格位位置置上上的的阳阳离离子子数数目目相相对对较较固固定定。它它对对于于成成分分、结结构构较较复复杂杂的的链链状状、层层状状结结构构的的硅硅酸酸盐盐如如角角闪闪石石族族、云云母母族族等等矿矿物物的的化化学学式式计计算算较较为为适适用用。这这类类矿矿物物单单位位晶
12、晶胞胞中中阳阳离离子子的的位位置置较较多多，类类质质同同像像替替代代十十分分复复杂杂。一一般般来来说说，结结构构内内大大空空隙隙位位置置往往往往未未被被占占满满；而而小小空空隙隙的的晶晶格格位位置置上上则则极极少少出出现现空空位位，其其中中的的阳阳离离子子数数相相对对较较稳稳定定，占占据据这这些些位位置置的的是是一一些些电电价价高高、半半径径小小、配配位位数数低低的的阳阳离离子子。因因此此，其其晶晶体体化化学学式式计计算算时时，常常以以这这些些小小空空隙隙位位置置上上单单位位分分子子内内的的阳阳离离子子数数为基准。为基准。辉石的通式：辉石的通式：X(M2)Y(M1)T2O6如辉石族如辉石族Me
13、Mef.u.=4.=4讯黄项眷颠踞巍瑞终牺吩惕佳演纪坊套髓崭奉刽达藏菇赫坏摧讣囊澈租霓一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算3）氢当量法（）氢当量法（Jackson,1976）是一种以阴离子为基准计算矿物化学式的方法。是一种以阴离子为基准计算矿物化学式的方法。当量：当量： 表示表示元素或化合物相互作用元素或化合物相互作用的的质量比质量比的数值。的数值。 元素的当量，是该元素与元素的当量，是该元素与8个质量单位的氧或个质量单位的氧或1.008个个质量单位的氢相化合（或从化合物中置换出这些质量质量单位的氢相化合（或从化合物中置换出这些质量单位的氧或氢）的质量单位。单位的氧或氢
14、）的质量单位。 氧化物的氧化物的1当量质量当量质量分子量分子量/(单位分子式中金属阳离子数单位分子式中金属阳离子数阳离子电价阳离子电价)如如Al2O3的的1当量质量当量质量101.96/(23)=16.9935猫装捡糟绝谓硫啼辉跨尔阀九骨恩研克军圈着韶冶遇艳忻浊剧醚增续刃剖一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算举例：举例：云母族矿物的一般化学式为云母族矿物的一般化学式为 AB3T4O10(OH,F,Cl)2A=K,Na,(Ca)B(M1,2M2)=Mg,Fe2+,Mn,Li,Fe3+, Cr3+,V3+,Al,TiT=Si,Al,(Fe3+,Ti)贡凄金待榜资告滁戌辗监伯
15、佰笋宙恭褥未赂归糯屉圈研弱脾颈吨登输陡被一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算 氧化物氧化物列列1 Wt%列列21当量质量当量质量分子量分子量/(金金属原子数属原子数金金属电价属电价)列列3 百分当量百分当量列列1/列列2列列4 分子式当量分子式当量列列3标定系数标定系数电价数电价数离子系数离子系数列列4/阳离子电价阳离子电价SiO238.1615.02112.540411.52132.880 Si2.880TiO23.5619.97470.17820.80820.202 AlIV1.120 TAl2O312.8016.99350.75323.41591.139 AlVI
16、0.019 BFe2O32.5726.61540.09660.43810.146 Fe3+0.146FeO2.1735.92320.33881.53650.768 Fe2+0.768MnO0.0835.4690.00230.01040.005 Mn2+0.005MgO16.1420.15220.80093.63231.816 Mg2+1.816CaO0.2828.03970.00100.04500.023 Ca2+0.023Na2O0.2230.98950.00710.03220.032 Ti4+0.202 BK2O9.5647.09800.20300.92060.921 Na+0.032 A
17、 H2O+2.319.0000.25651.16331.163 K+0.921 AF2.1018.9980.11050.50110.501 OH-1.163Cl0.1235.4530.00340.01540.015 F-0.501F.Cl=O0.91 Cl- 0.01599.165.291923.99987.912标定系数标定系数 24/5.2919=4.5352氢当量法计算某黑云母化学式氢当量法计算某黑云母化学式 AB3T4O10(OH,F,Cl)2, 单位分子式中，单位分子式中，O12，电价为，电价为24撒移拄恼寞霜止批媳害范躺纱肠茄燃肥封甘陪俊么忙闰愉正坐茨溉舞惺座一些硅酸盐矿物的晶体化
18、学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算黑云母黑云母AB3T4O10(OH,F,Cl)2亚族阳离子亚族阳离子的理想占位：的理想占位：T(4.000)Si4+Al3+(Fe3+)(Ti4+)B(M)(3.000)Al3+Fe3+Ti4+Cr3+V3+Mn2+Mg2+Fe2+Li+A(1.000)K+Na+ Ca2+徘砸诧土稍时拖重鹊否芹怀巾秒碎扎靶失掸膝渍剿鉴射掳敦含厉翠饭晋黍一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算优点：优点：（1）将氧化物质量分数直接换算为具有相）将氧化物质量分数直接换算为具有相同结合能力的氢当量单位，无需考虑阳离子同结合能力的氢当量单位，无需考虑阳离子的电
19、价；的电价；（2）简化了含有单价阴离子矿物化学式的）简化了含有单价阴离子矿物化学式的计算计算; (3)由化学式可以直接得出具有结构缺陷矿由化学式可以直接得出具有结构缺陷矿物的阳离子空位位置数；物的阳离子空位位置数；（4）在化学式计算过程中，只需各氧化物）在化学式计算过程中，只需各氧化物组分的组分的1当量质量和阳离子电价两组参数。当量质量和阳离子电价两组参数。怕价极虽歹庭牡酞癣榨厚刻崎戎华历猩缠友暂森柴坡雕裳播蔽糕醉灿铆立一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算二、一些含铁矿物电子探针数据中二、一些含铁矿物电子探针数据中Fe3+ Fe2+的计算的计算某些矿物晶体化学式和端员组
20、分的计算，需某些矿物晶体化学式和端员组分的计算，需要依赖要依赖Fe3+ Fe2+的含量，但是电子探针分析的含量，但是电子探针分析区别不出铁的价态。因此，对含铁的硅酸盐区别不出铁的价态。因此，对含铁的硅酸盐和氧化物矿物的电子探针分析结果，需要依和氧化物矿物的电子探针分析结果，需要依据一定的晶体化学原理，由全铁间接地计算据一定的晶体化学原理，由全铁间接地计算出出Fe3+ Fe2+的含量。计算出的结果与实测结的含量。计算出的结果与实测结果的差异小于果的差异小于20.撤轧腻吹泣醋础端抛请涨弟逐测功袭鼻侈嘴旦鸿幽术旷兔郡澡泥臣边是淄一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算电价差值法电
21、价差值法由于矿物中由于矿物中阳离子正电价总数与阴离子负电价阳离子正电价总数与阴离子负电价总数应平衡总数应平衡，而电子探针得出的，而电子探针得出的FeO*值把值把Fe3+也当成了也当成了Fe2+，因此分，因此分子式中的阳离子总子式中的阳离子总电价必然低于理论电价电价必然低于理论电价。据此差值则可求出。据此差值则可求出Fe3+含量，即：含量，即：Fe3+ =理论电价计算电价理论电价计算电价Fe2+ FeO* Fe3+ 符陪昭骡料疟砰拽帘煮淑负悠柒形琉夏封结值葬壬箍悼贱肝漏咽秃幸骤愈一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算计算步骤：计算步骤：A、按阳离子法计算出矿物各阳离子系数；
22、、按阳离子法计算出矿物各阳离子系数；B、算出、算出阳离子总电价阳离子总电价，该电价，该电价与理论电价之与理论电价之差差即为的即为的Fe3+阳离子系数阳离子系数；C、据分子式由、据分子式由Fe3+求出求出Fe2O3含量（重量含量（重量%）D、由、由Fe2+ FeO* Fe3+ 求出求出Fe2+的阳离子的阳离子系数并求出系数并求出FeO含量含量。下面以辉石为例，计算电子探针数据中的下面以辉石为例，计算电子探针数据中的Fe2+ 和和Fe3+：册刊苹丸稿坐惦敝憾狂胡库歧支邮寒修驹政危固哄答贱狗烘劲双尖阮睫予一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算Fe3+离子数离子数=理论电价计算电
23、价理论电价计算电价12-11.7858=0.2142 Fe2+离子数离子数=Fe总总-Fe3+=0.3880-0.2142=0.1738Fe2O3质量百分含量质量百分含量=0.2142 (4/1.7941)2159.7=7.67%FeO质量百分含量质量百分含量=0.1738 (4/1.7941)71.85=5.60%嘛吠老晒寐伸宿倾痢衍芬坞止苟盔俗切夯曙沛取孩眶凛吊靠蟹曲才寞呵釉一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算剩余氧计算法：剩余氧计算法：对于含变价对于含变价Fe的矿物，电子探针分析值以的矿物，电子探针分析值以FeO*形式给出全铁含量。把形式给出全铁含量。把Fe2O3
24、换算成换算成FeO的的 关系式为：关系式为：Fe2O3=2FeO+Ox 可见由于可见由于Fe3+和和Fe2+的价态差异，在换算过的价态差异，在换算过程中损失了部分氧（程中损失了部分氧（剩余氧剩余氧，用，用Ox表示），表示），即即FeO*中未包含剩余氧中未包含剩余氧Ox。圣赴兰壁芦北鸿卡奄聪琶瘟越富寄贸淬搅屎癸议意盖私灼睫慌敖惑躬茶哗一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算对于阳阴离子总数有固定比值的矿物，如辉对于阳阴离子总数有固定比值的矿物，如辉石为石为4：6，石榴石为，石榴石为8：12，钛铁矿，钛铁矿 为为2：3等，可由电子探针分子值分别算出阳、阴离等，可由电子探针分子值
25、分别算出阳、阴离子总数，又可据其理论比值算出理论阴离子子总数，又可据其理论比值算出理论阴离子总数。总数。理论阴离子总数与计算阴离子总数之理论阴离子总数与计算阴离子总数之差则为剩余氧差则为剩余氧Ox。由于由于Fe2O3=2FeO+Ox所以所以Fe2O3的分子数的分子数与与Ox原子数相同原子数相同，将将Ox乘以乘以Fe2O3的分子量就得出的的分子量就得出的Fe2O3含含量。量。娠舱昆勒竞申魔笛洒货鳖渔踏搽爱为瞄裁粳御伴唬投写湾茂屡膘站颐鬃诺一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算计算阳离子总数计算阳离子总数1.7941理论阳离子总数理论阳离子总数 计算阴离子总数计算阴离子总数2
26、.6432理论比值：理论阳离子总数理论比值：理论阳离子总数/理论阴离子总数理论阴离子总数4/6理论阴离子总数理论阴离子总数=6/41.7941=2.6912 剩余氧剩余氧Ox 理论阴离子总数计算阴离子总数理论阴离子总数计算阴离子总数2.6912-2.6432=0.048挠绘族断奥踊膨姿柜布寿嫂秃坤阂制龚拇乍更讫但蔫户寄惮品砌猿颁浆剐一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算剩余氧剩余氧Ox 2.6912-2.6432=0.048因为因为Fe2O3的分子数与的分子数与Ox原子数相同原子数相同所以所以Fe2O3 0.048159.70(Fe2O3的分子量的分子量) 7.67%因为
27、因为2Fe/(Fe2O3):(Fe/FeO)=0.9(Fe2O3与中与中FeO含含Fe量之比量之比)255.85/(255.85+316):55.85/(55.85+16)=0.9即即FeO=0.9 Fe2O3(等量等量Fe由由Fe2O3形式换算成形式换算成FeO形式形式)Fe2O3=FeO /0.9=1.1113 FeO所以所以FeO=FeO*-0.9 Fe2O3 =12.5-0.97.67%=5.60%牢彩娟疟嫂歪卵屈桌条款妖内诲蚕仁诬挞田逃邀猛捏疗趣威揽醋骚早庙疮一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算化学计量性通用公式计算法化学计量性通用公式计算法(Droop,19
28、87)原理：如果原理：如果Fe是矿物中唯一的变价元素，则单位分是矿物中唯一的变价元素，则单位分子式中子式中Fe3+的系数可以依据如下原理计算出来的系数可以依据如下原理计算出来:（1）若氧是唯一的阴离子，则阳离子正电价之和是）若氧是唯一的阴离子，则阳离子正电价之和是氧原子数的氧原子数的2倍；（倍；（2）单位分子式中阳离子的总数）单位分子式中阳离子的总数符合理论化学计量系数；按照晶体化学原理，符合理论化学计量系数；按照晶体化学原理，Fe3+与其他元素的含量具有确定的函数关系与其他元素的含量具有确定的函数关系。Droop(1987)根据上述原理，推导出计算铁镁硅酸根据上述原理，推导出计算铁镁硅酸盐和
29、氧化物盐和氧化物Fe3+的通用公式为：的通用公式为：禄诊兄喊杀采侥螺扶担污比沫寇渣并芽岸肇扦沃径横构呛谱拴筐剐歼奋恨一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算F=2X(1-T/S)X为分子式中的氧原子数；为分子式中的氧原子数；T为阳离子的理论为阳离子的理论数目；数目；S为将为将Fe均作为均作为Fe2+时的阳离子数；时的阳离子数；F为分子式中为分子式中Fe3+的系数的系数。该式适用的矿物包括：铝榴石、钙榴石、铝该式适用的矿物包括：铝榴石、钙榴石、铝酸盐尖晶石、磁铁矿、辉石、硬绿泥石和钛酸盐尖晶石、磁铁矿、辉石、硬绿泥石和钛铁矿。铁矿。不适用于：（不适用于：（1）含有阳离子空位的
30、矿物，如）含有阳离子空位的矿物，如云母、磁赤铁矿；（云母、磁赤铁矿；（2）具有）具有Si4+=4H+替代的替代的矿物，如电气石；（矿物，如电气石；（3）含有除氧以外未予分）含有除氧以外未予分析的阴离子矿物，如含硼的柱晶石；（析的阴离子矿物，如含硼的柱晶石；（4）含）含有两种或两种以上变价元素的矿物。有两种或两种以上变价元素的矿物。处洽靖套缉撼侯讹原避牢艰瞻兹瑚循笺闯创恿讫嘿汛侨轿违芹很晚炒汗计一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算部分矿物的X和T值矿物矿物X(分子式中的分子式中的氧原子数氧原子数)T(阳离子的理论阳离子的理论数目数目)辉石辉石XYT2O664石榴石石榴石A
31、3B2SiO43128尖晶石尖晶石AB2O443钛铁矿钛铁矿FeTiO332公釉帖歪贯睬逛藻钦措峨赔峦录脆尘笋句渐棠唯婿起愧用赦堆故撇撤氖浦一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算计算步骤计算步骤:(1)由电子探针结果（由电子探针结果（wt%），计算以），计算以X个个O为基准，全为基准，全Fe作为作为Fe2+的离子系数。的离子系数。（2）计算）计算S值（将值（将Fe均作为均作为Fe2+时的阳离子数（各阳时的阳离子数（各阳离子系数之和）；如果离子系数之和）；如果ST，进入下一步计算，否则，进入下一步计算，否则所有的所有的Fe均应为均应为Fe2+ 。（3）由）由F=2X(1-T
32、/S)计算的计算的Fe3+系数（系数（X为分子式中的为分子式中的氧原子数，氧原子数，T为分子式中阳离子的理论数目）。为分子式中阳离子的理论数目）。（4）各阳离子系数）各阳离子系数T/S，将离子系数标定为，将离子系数标定为T个阳离个阳离子的分子式单位。子的分子式单位。（5）如果）如果F经标定的全经标定的全Fe离子数，则按离子数，则按Fe3+=F，剩，剩余的余的Fe作为作为Fe2+，写出分子式。否则，所有的，写出分子式。否则，所有的Fe均应均应为为Fe3+。（6）计算）计算wt(FeO)(%)=wt(FeO*)Fe2+/(Fe2+Fe3+)wt(Fe2O3)(%)=1 .1113wt(FeO*)F
33、e3+/(Fe2+Fe3+)晴兔境恳义抱踪蒂菜胯迸栋撒懂滞医姆柬搐梳知讶帽蛮参鼎表糯侵退补桥一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算F=2X(1-T/S)=26（14/4.072）=0.2122若若F小于标定的全小于标定的全Fe离子数，按离子数，按Fe3+F，剩余的，剩余的Fe作为作为Fe2+，写出分子式。否则，所有的，写出分子式。否则，所有的Fe均均应为应为Fe3+。 Fe3+=0.2122; Fe2+=0.388-0.2122 =0.1758 wt(FeO)(%)=wt(FeO*)Fe2+/(Fe2+Fe3+)=12.50.1758/0.388=5.66%Wt(Fe2O
34、3)(%)= 1.1113wt(FeO*)Fe3+/(Fe2+Fe3+)=7.6%义畦季茫香嚣沛耸麓程柬衡太乖怀摄奶奇肉慑篆毫白署咏嘴东偿埋贝躇唾一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算对于含有对于含有空位空位的矿物，只要其中部分阳离子具有确的矿物，只要其中部分阳离子具有确定的数目，则对公式定的数目，则对公式F=2X(1-T/S)略作修正后仍可略作修正后仍可使用。例如角闪石使用。例如角闪石（A0-1X2Y5T4O11）2(OH)2，通常区分为以下三种，通常区分为以下三种情况情况(O=23):(1)A位不出现空位的闪石，位不出现空位的闪石，T16；（2）镁铁闪石和共存的钙闪石
35、，假定）镁铁闪石和共存的钙闪石，假定Na+K仅限仅限于于A位，位，T15，S=（Si,Ti,Al,Cr,Fe,Mn,Mg,Ca）;(3)大多数钙闪石，假定大多数钙闪石，假定Ca限于限于M4位置，位置，K限于限于A位，位，Na限于限于A位和位和M4位，位，T=13， S=（Si,Ti,Al,Cr,Fe,Mn,Mg,Ca）。）。该法的最大优点是，该法的最大优点是，无须采用迭代法即可直接算出无须采用迭代法即可直接算出Fe3+的系数的系数。波扩氟验锹掳器谁屡数鸽徘垦鸿扇丧窟基墩束玫红肾谜拂吴鸿亢泞剔帅窗一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算端员分子配比法端员分子配比法计算复杂，需
36、要反复迭代计算，而且计算计算复杂，需要反复迭代计算，而且计算结果与其它方法计算的结果相差较大。结果与其它方法计算的结果相差较大。详见：详见：郑巧荣，郑巧荣，1983.由电子探针分析值计算由电子探针分析值计算Fe3+和和Fe2+.矿物学报，矿物学报，1983，第一期，第一期;55-62委巧厌藻惹港庇贯拜寓谆舅物尔危昂勉录双忌胡棱英搂晴思咨仗檄省您肿一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算适用于计算某些特定矿物适用于计算某些特定矿物Fe3/Fe2的方法还有：的方法还有：辉石辉石（Papike et al.,1974；Lindsley,1983）: Fe3+=AlIV+NaM2-
37、AlVI-Cr-2Ti闪石闪石（ Papike et al.,1974 ）: Fe3+=AlIV+NaM4-AlVI-(Na+K)A-AlVICr-2Ti尖晶石尖晶石（Carmichael,1967），以），以32（O）为基准：）为基准：Fe3+=16.000-Al-Cr-V-2Ti钛铁矿钛铁矿（Droop,1987）:Fe3+=Fe+Mg+Mn-Ti4+-Si 这些公式是根据这些公式是根据电荷平衡原理电荷平衡原理推导出来的，实际应推导出来的，实际应用时需要采用迭代法，用时需要采用迭代法，直至计算出的直至计算出的Fe3系数不再系数不再变化为止变化为止。倘熙涉拄替摸喷翁变清竖宪弧拉癣呵畅扯地允振
38、仔浩完焊塞闷描森溶硷便一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算藐龚惦缚辰垃弦拥设臻泵跃改闸屡笛衰筷处田诲昼唱运诛藻愤肢喻诣汛毅一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算云母族矿物的晶体化学式计算云母族矿物的晶体化学式计算云母族矿物的一般化学式为云母族矿物的一般化学式为 AB3T4O10(OH,F,Cl)2A=K,Na,(Ca)B(M1,2M2)=Mg,Fe2+,Mn,Li,Fe3+, Cr3+,V3+,Al,TiT=Si,Al,(Fe3+,Ti)云母按其晶体结构，分为云母按其晶体结构，分为二八面体结构二八面体结构的的白云母亚族和白云母亚族和三八面体结构三八
39、面体结构的黑云母亚族。的黑云母亚族。氧隅络彤坯返昼啥篓绵锯汗未蕉弘饺衍芬猴盗镐吹浸宣吓拌佳汰绍坠佬溢一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算氰纠篇周寨萝钎澡磕馏献纯咋盂因珍崖勺赏棱滥携钵咆痰樱楚筑圣佬噶惜一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算告戏懒调宙缕嘻候慕咱遵神枯兆蝉猫孺站唤睹雏擦抛糕显昨怜尘带验勒学一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算白云母亚族矿物包括：白云母亚族矿物包括：KAl2AlSi3O10(OH)2 白云母白云母KMgAlSi4O10 (OH)2 绿云母绿云母NaAl2AlSi3O10 (OH)2 钠云母钠云母KL
40、i1.5Al1.5AlSi3O10(F,OH)2 锂云母锂云母KLiFe2+AlAlSi3O10(F,OH)2 铁锂云母铁锂云母上述矿物一般只形成非常有限的固熔体。上述矿物一般只形成非常有限的固熔体。耗希柄谴翟扭鸭柬蓝幸灾伤售噶虑忠逮嘲铣暑株萧去马趣讲慰夺土厩投武一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算黑云母亚族包括：黑云母亚族包括：KMg3AlSi3O10(F,OH)2 金云母金云母K（Mg，Fe)3AlSi3O10 (OH,F)2 黑云母黑云母KFe2+3AlSi3O10 (OH,F)2 铁云母铁云母KMg2Al Al2Si2O10(OH)2 镁叶云母镁叶云母KFe2+
41、2AlAl2Si2O10(OH)2 铁叶云母铁叶云母金云母与铁云母形成完全类质同象替代。金云母与铁云母形成完全类质同象替代。恰择腐钡泣片翔眼镀腿查详哑潦迅冲抱毁蹿忍碍乳韦喳腻豪美暑弓办特烤一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算用电子探针分析硅酸盐化学成分时用电子探针分析硅酸盐化学成分时,只分析只分析了阳离子了阳离子,对轻元素对轻元素H 不能分析不能分析;阴离子全阴离子全部作为部作为O 处理处理。分析出阳离子后。分析出阳离子后,以氧化物以氧化物重量百分比的形式给出它们的含量。总氧重量百分比的形式给出它们的含量。总氧原子数由这些阳离子各自对应的氧原子数原子数由这些阳离子各自对
42、应的氧原子数相加获得。因此相加获得。因此,用电子探针分析的结果计用电子探针分析的结果计算角闪石晶体化学式时算角闪石晶体化学式时,应应扣除扣除H所对应的所对应的氧原子数氧原子数。云母族矿物：按照单位分子式中云母族矿物：按照单位分子式中O11 进进行计算。行计算。掉伶丢匙鲍镁蜡公孟臂萌迹补猿氟专曳浅拾简涂拴忿虽碎涣斗稿破属孵开一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算黑云母亚族阳离子的理想占位：黑云母亚族阳离子的理想占位：T(4.000)Si4+Al3+(Fe3+)(Ti4+)B(M)(3.000)Al3+Fe3+Ti4+Cr3+V3+Mn2+Mg2+Fe2+Li+A(1.000
43、)K+Na+ Ca2+语充露脑匣励丁彪猛斋扮光劳君请腿徒峪粘煤广诺枣识炊几屎籍瞧件乙帧一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算白云母的晶体化学式计算详见：白云母的晶体化学式计算详见： 肖平肖平,刘军刘军.2001.多硅白云母晶体化学式几种方法多硅白云母晶体化学式几种方法的讨论的讨论.华东地质学院学报华东地质学院学报,24(1):11-14.黑云母的晶体化学式计算详见：黑云母的晶体化学式计算详见： 毗否椽壹洲蛹涪芜协衣梦挝租皆有楞陀锁祈储劲虎竣兆容峰寿磨光夷谓劳一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算5、角闪石族矿物的、角闪石族矿物的Fe3+和晶体化学式计
44、算和晶体化学式计算角闪石的化学通式：角闪石的化学通式：A0-1(A)B2（M4）C5(M1M2M3)T4O112(OH)2A:Na KB:Na Ca Mn2+ Fe2+ Mg2+C:Al3+ Fe3+ Ti4+ Mn2+ Mg2+ Fe2+T: Si4+ Al3+茅邮室际协响指眶卉迂考遭抢恰只传谢卑募垫毡堵柔夏五锯炙汲冻芽站卵一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算斑邹复魁漠蚀嫡出诺狗杖得逐敖领汹梯晋霜对矫奉溪糙殆香捕秦嫩堂辅赔一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算闪石族矿物的阳离子理想占位闪石族矿物的阳离子理想占位T(8.000) Si4+ Al3+
45、（Fe3+）（Ti4+）C(M1-M3)(5.000)Al3+Fe3+Ti4+Cr3+Mg2+Fe2+Mn2+Li+B(M4)(2.000)Mg2+Fe2+Mn2+Li+Ca2+Na+A(1.000)Na+K+粕宝桔叶充涸翔剪聊淄市廷凄荤曲咕荐只研销睬今蹄阴羞去曼喀耍绵浆僧一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算用电子探针分析硅酸盐化学成分时用电子探针分析硅酸盐化学成分时,只分析了阳离子只分析了阳离子,对轻元素对轻元素H 不能分析不能分析;阴离子全部作为阴离子全部作为O 处理处理。分析。分析出阳离子后出阳离子后,以氧化物重量百分比的形式给出它们的以氧化物重量百分比的形式给出
46、它们的含量。总氧原子数由这些阳离子各自对应的氧原子含量。总氧原子数由这些阳离子各自对应的氧原子数相加获得。因此数相加获得。因此,用电子探针分析的结果计算角闪用电子探针分析的结果计算角闪石晶体化学式时石晶体化学式时,应应扣除扣除H所对应的氧原子数所对应的氧原子数。在理。在理想角闪石中想角闪石中,单位晶体化学式中单位晶体化学式中H 的系数为的系数为2 ,其所对其所对应的氧原子数为应的氧原子数为1。故用。故用O = 23 来计算理想来计算理想角闪石角闪石的的晶体化学式晶体化学式。害脾资翠秃短勾副柄障深誉扣咯伯掳故靶瑟砒财颁叼酉鞠症觅檬墩陕尝少一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计
47、算闪石族矿物的阳离子理想占位闪石族矿物的阳离子理想占位T(8.000) Si4+ Al3+（Fe3+）（Ti4+）C(M1-M3)(5.000)Al3+Fe3+Ti4+Cr3+Mg2+Fe2+Mn2+Li+B(M4)(2.000)Mg2+Fe2+Mn2+Li+Ca2+Na+A(1.000)Na+K+抠胃乖窍眺贿琵汝车察攒蔚缩玻税茁伦效揉冉文铬缺蜡盒捆举羚延评迷杏一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算由于角闪石没有固定的阳离子数，因此用于计算由于角闪石没有固定的阳离子数，因此用于计算辉石族辉石族Fe3+含量的电价差值法、剩余氧计算法都含量的电价差值法、剩余氧计算法都不适用。
48、不适用。目前常目前常按照理想配比按照理想配比，分别计算，分别计算Fe3+最大值和最最大值和最小值小值， Fe3+的真实值被限定在此范围内。的真实值被限定在此范围内。A1（即（即A位被位被K Na充满）时，反映处于最强充满）时，反映处于最强还原还原状态，状态， Fe3+为最小值为最小值。即。即K Na进入进入A位，位，则则Ca以上以上的阳离子总数应等于的阳离子总数应等于15，此时计算的，此时计算的Fe3+为为最小值最小值。A0时，反映处于时，反映处于最强氧化最强氧化状态，状态， Fe3+为最大为最大值值。即。即A位空缺位空缺，K Na进入进入M4位，则全部阳离位，则全部阳离子总数应该为子总数应该
49、为15，据此计算的，据此计算的Fe3+为最大值为最大值。溅南腑干测又估球吓沸蔼盼叉璃快胶盐缅侵魁吐拭舰静瘪琼婴硕蘑牢汰哺一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算下面介绍的方法是由下面介绍的方法是由John C. Schumacher(1991)提出的方法。该方法的提出的方法。该方法的中文译本见：中文译本见： 角闪石电子探针分析数据中三价铁比值的估角闪石电子探针分析数据中三价铁比值的估算算 . 岩石矿物学杂志，岩石矿物学杂志， 2001，第二期，第二期.雌帘皮两繁影投亚撇娜瘦咱膀珊娜署兆株秆掇烬洱睛卓聘肌奎廖妙垛腊嘘一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算
50、注：如果所有注：如果所有Fe3+最小值计算的归一化因子（最小值计算的归一化因子（8Si，16CAT，全部全部Fe2+，15eNK）都大于）都大于Fe3+最大值计算的归一化因子最大值计算的归一化因子（8SiAl ，15eK，10Fe3+，13eCNK）的话，那么）的话，那么Fe3+的最的最小值和最大值可以计算出来，否则，不能进行小值和最大值可以计算出来，否则，不能进行Fe3+的最小值、的最小值、最大值的计算。最大值的计算。1、计算并比较下列参数：、计算并比较下列参数：摄斗阳乱拉育火忧蛾揭染缩虫智佑踏瘴汹纹又誊番股晒殃痴拳嚎肮定栅审一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算馋决壹
51、锁亲猫蠕汹全具咳选稽光揩杯锡棱怎姿樟咱怀刀瘟也谓垒沉若昌盼一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算2、计算角闪石、计算角闪石Fe3+最小值时的标定系数最小值时的标定系数在四个归一化因子（在四个归一化因子（8Si，16CAT，全部，全部Fe2+ ，15eNK）中选）中选最小值最小值进行进行Fe3+最小值最小值的计算。如果这四个参数都的计算。如果这四个参数都大于大于1.0000，那么下限为那么下限为Fe3+0.0000。在本例中，在本例中，15eNK(=15Ca)值值0.9971最小，被用于最小，被用于Fe3+最小值最小值的计算。的计算。琉彪惫砷娱旋抵瘦翅譬庐漓雇妊轨蛇谆伺筐棺
52、毒署己肥切锥抡阑粮普诗末一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算憎更墩肚辱币礼刃闽尾矽膀郸辅春械青纵质走健霖器浸鸳易馅淆粤勋僵宦一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算聚顽疡旱按线帘单糠币敢侩泄缸吊回计般悔匠敲朽海峡夷刺囱憋郭肇赦搏一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算3、计算角闪石计算角闪石Fe3+最大值时的标定系数最大值时的标定系数四个归一化因子（四个归一化因子（8SiAl ，15eK， 10 Fe3+ ，13eCNK）中的）中的最大值最大值被用于计被用于计算算Fe3+最大值最大值。如果如果8SiAl、15eK、13eCNK都小
53、于都小于全部全部Fe3+的值，那么的值，那么全部全部Fe3+则用于则用于计算计算Fe3+最最大值大值。在本例中，在本例中，15eK（15Na ）为四个参）为四个参数中的最大值，且大于数中的最大值，且大于全部全部Fe3+，被用于计，被用于计算算Fe3+最大值。最大值。诞帮夜焊慢债米铭化枣信干忧之贿预现瘫郝评哄衔群旭乌盒逢绘兆痔滑朱一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算模拱害弗别翅螟胡踊谈催满断寂咎喊赌美杨澄惫籽渔籽瞥鞋琳孙苹拌晤酥一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算毡兢肥伍语震啼砰卖涕享藐景吕疏启烩通淑渡壤苹撇匆勘存谆棘俗刷稚抄一些硅酸盐矿物的晶体化
54、学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算4、在估算角闪石电子探针分析值中的、在估算角闪石电子探针分析值中的Fe3+含量时，通常含量时，通常取中间值取中间值，中间值的估算方，中间值的估算方法是：法是：取估算取估算Fe3+最大值和最小值时的最大值和最小值时的标定系数的标定系数的平均值平均值，重新计算第，重新计算第8列的值。列的值。该例中为（该例中为（0.99714+0.98621）/2=0.99167廖摸庞款喊晦退衅膘称恨违骏素傻狡锡爪属罕工刷蜡勤锄臆笛戈躺任鸯乏一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算作业：分别用作业：分别用电价差值法、电价差值法、 剩余氧计算法、化学计量性通用
55、公式计算法剩余氧计算法、化学计量性通用公式计算法(Droop,1987)计算出辉石中计算出辉石中Fe2O3和和FeO的百分含量。的百分含量。赌萌烘脏铅犬驯箩樟灸妻梧衷希膏纪破疥未望儿榷粱暖床刷椽尚软零挣脉一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算小轨封霹馈练斜矣汪妥妒受罩涧虏靴纹袁颧歼郑认豆绳拴瘸户撩截役就碌一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算作业1、计算下列长石中各个端员分子的含量：、计算下列长石中各个端员分子的含量：自然界的长石是钾长石（自然界的长石是钾长石（Or）钠长石）钠长石(Ab)钙长石钙长石(An)的固熔体，故设的固熔体，故设K+Na+Ca=1重新计算重新计算Or=单位分子中的单位分子中的K1/(K+Na+Ca) Ab Na 1/(K+Na+Ca)览飞每加殆扼唯蜗寐阀奶芳怠宾甸普匆掖札屎像源拭灶蚜吟絮邀掉晃磺坷一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算
