• Mg2+ Fe2+ 在一定的热力学条件下, • 在两种非等效位置M1 和M2之间进行分配的交换反
应为: • Fe2+(M2)+#43; Mg2+ (M2)
辉石族晶体结构
M2 M2 M1 M1
辉石晶体沿c轴的投影
• 辉石族矿物的阳离子理想占位
T(∑＝2.000) Si4+ Al3+ Fe3+
晶体化学式：
换算系数 O f .u. /
O 6 2.2081 2.7173
∑if.u.=4.000 ∑(+)=12.000
Ca Na Mg Fe Fe Al Mn Ti Si Al O 0.960
0.040 1.000
0.820
2 0.060
3 0.050
0.030
0.020 0.020 1.000
第5 章
一些硅酸盐矿物的晶体化学式计算 和电子探针数据中Fe2+Fe3+的计算
参考文献：
1、结晶岩热力学概论，马鸿文，高等教育出版社，2001
2、 郑巧荣，1983.由电子探针分析值计算Fe3+和Fe2+.矿物 学报，1983，第一期;55-62
3、肖平,刘军.2001.多硅白云母晶体化学式几种方法的讨论. 华东地质学院 学报,24(1):11-14.
14.97 40.30 0.3715 0.3715 0.3715 0.820
24.38 0.56
56.08 0.4347 0.4347 61.98 0.0090 0.0090
0.4347 0.0090
0.960 0.040
1.000--X
0.11
合量
99.93
∑O=2.7173
去除 H2O∑ωB%
99.82
表 2-4 某单斜辉石晶体化学式的氧原子计算法
质量百分数
ωB%
分子量 摩尔数 氧原子数
阳离子数
以Of.u.=6 为基准的阳离子数(if.u.)
52.25 2.54 0.72
60.08 0.8697 1.7294 101.96 0.0249 0.0747 79.90 0.0090 0.0180
0.8697 0.0498 0.0090
• 举例： • 云母族矿物的一般化学式为
• AB3[T4O10](OH,F,Cl)2 • A=K,Na,(Ca) • B(M1,2M2)=Mg,Fe2+,Mn,Li,Fe3+,
• 如辉石族Mef.u.=4
• 3）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。 当量：
表示元素或化合物相互作用的质量比的数值。
元素的当量，是该元素与8个质量单位的氧或1.008个 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。
• 氧化物的1当量质量＝ • 分子量/(单位分子式中金属阳离子数×阳离子电价)
(1)必须有矿物的化学全分析数据 (2)必须已知矿物的化学通式
• 2、计算方法：
• （1）阴离子法（氧原子法） • （2）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）
(1)阴离子法
阴离子法的理论基础是矿物单位分子内作最紧密堆积的阴离子数是固定不变的， 它不受阳离子之间的类质同像替代的影响，其晶格中基本不出现阴离空位。
1.920 0.110 0.020
0.080 0.030
2.000--Z
1.81
159.68 0.0113 0.0339 0.02260. 0.050
1.95
71.85 0.0271 0.0271 0271
0.060
1.000--Y
0.64
70.94 0.0090 0.0090 0.0090 0.020
注意：单矿物的化学全分析的结果，其一般允许误差≤1%，即矿物中的各元素或 氧化物的质量百分含量（WB%）之总和应在99%～101%；但是由于一些矿物 如黑云母中含有“水”，因此黑云母电子探针数据往往为95%左右。
计算原则:
(1)尽量使占位的离子数目保持合理 (2)尽量使正负电荷总数保持平衡
计算前提:
自然界矿物大多属含氧盐和氧化物。由于如辉石族等矿物的单位分子内的氧一般 极少被其它元素置换，其原子数为常数。故常采用以单位分子中的氧原子数 （Of.u.）为基准的氧原子法来计算矿物的晶体化学式。 Of.u.＝6
举例:辉石族矿物的晶体化学式计算
• 辉石的通式：X(M2)Y(M1)[T2O6]
• X：Na+ Ca2+ Li+——单斜晶系 • （大半径、低电价） • Mn2+Fe2+Mg2+——斜方晶系 • （小半径、高电价） • Y : （半径小、电价高） • Mg2+Fe2+Fe3+Mn2+Cr3+Al3+Ti4+ • T: Si4+ Al3+
1.920
0.080 2.000 6
(矿物的化学全分析数据源于徐登科，1979)
注：f.u.系 formula unit（单位分子）之缩写；i 为 ion（离子）之缩写；if.u.表示矿物单位分子中的阳离子
数
• 2)阳离子法
• 阳离子法的理论基础是矿物内部某些晶格位置上 的阳离子数目相对较固定。它对于成分、结构较复 杂的链状、层状结构的硅酸盐如角闪石族、云母族 等矿物的化学式计算较为适用。这类矿物单位晶胞 中阳离子的位置较多，类质同像替代十分复杂。一 般来说，结构内大空隙位置往往未被占满；而小空 隙的晶格位置上则极少出现空位，其中的阳离子数 相对较稳定，占据这些位置的是一些电价高、半径 小、配位数低的阳离子。因此，其晶体化学式计算 时，常以这些小空隙位置上单位分子内的阳离子数 为基准。
M1(∑＝1.000) Al3+ Fe3+ Ti4+ Cr3+ V3+ Ti3+ Zr4+ Sc3+ Zn2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+
M2(∑＝1.000) Mg2+ Fe2+ Mn2+ Li+ Ca2+ Na+
组分
SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O H2O-
4、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.
一、矿物晶体化学式的计算依据 与方法
1、计算依据
①单矿物的化学全分析数据；
②晶体化学理论及晶体结构知识，对矿物中各元素的存在形式作出合理的判断， 并按照电价平衡原则，将其分配到适当的晶格位置上；
③X-射线结构分析资料。