元素的赋存状态及其研究方法
元素的赋存状态及其研究方法
元素的赋存状态也称元素的存在形式,指元 素在其迁移历史的某个阶段所处的物理化学状态 及其共生元素的结合性质。 赋存状态包括元素所处的相态(气、液、 固)、化合物种类和形式、键型、价态及晶体构 造中的配位位置等多方面的物理化学特征。因此, 元素的赋存状态是化学作用的产物,是体系各种 条件的函数。研究元素的存在形式对揭示元素的 迁移历史,探索地球化学作用条件具有重要意义。
2、类质同象形式
也称结构混入物,由于参加主要元 素矿物晶格,用机械的或化学的方法不 易使二者分离,欲使其分离,只有破坏 原矿物的晶格。 独立矿物或类质同像都属于元素牢 固的结合形式。
3、超显微非结构混入物
也称超显微包体或机械混入物等,颗 粒小于0.001mm,其主要物征是不占据矿 物的晶位置,因此是独立化合物,但又 不形成可以进行矿物学研究的颗粒。其 成因和性质具有介于独立矿物和类质同 象之间,该种存在形式可以通过化学处 理的方法进行分离和研究。
一、地壳中元素主要存在形式
1、独立矿物 指形成能够用肉眼或显微镜下进行矿物学 研究的颗粒,粒径大于0.001mm,并且可以用 机械的或物理的方法分离出单矿物。 形成独立矿物与元素的丰度有关,常量元 素在地壳中主要以独立矿物形式存在,而微量 元素及稀有元素只有极少部分能形成独立矿物, 绝大多数处于分散状态。
4、吸附状态
元素以离子或化合物分子形式被胶体 颗粒表面、矿物晶面、解理面所吸附, 这利种元素存在形式为一种非独立化合 物形式。元素以离子或单独分子存在, 又不参加寄主矿物的晶格构造,是一种 结合力较弱的、易于交换和分离的赋存 状态(活性赋存形式)
5、有机质结合形式 地壳中的生物及各种有机质除集中了 亲生物元素,如:C, H, O, P, S, Ca等外, 还吸收大量金属和非金属元素构成其次 要组分,其主要结合状态有: 1)金属有机化合物 2)金属有机络合物 3)螯合物
注意点:同一元素由于所处的地球化学环 境不同具有不同的赋存形式。 例如,Pb具有多种赋存形式: 1)独立矿物 2)类质同像 3)超显微非结构混入物 4)胶体吸附及有机质结合形式
二、元素赋存状态的研究方法 从肉眼观察到各种化学和仪器分析法。 1、矿物学观察 2、X光衍射法 3、电子探针 4、化学提取法
Ilm
3
Qtz (b)
Chl
2
Pl
1
Pl
(a)
0.2 mm
(b)
60 m
捕虏晶显微照片和背散射照片