解放军文职招聘考试类质同象规律

 戈尔德施密特和林伍德总结的类质同象规律、为什么说类质同象是微量元素分配结合的规律、类质同象的地质应用：1)戈尔德施密特法则：考虑电价、半径因素，适用于结晶过程中的离子键化合物(1)若两种离子电价相同、半径相似,则半径较小的离子优先进入晶格。因此，较小离子半径的元素集中于较早期结晶的矿物中，而较大离子半径的元素集中于较晚期结晶的矿物中。如Mg、Fe;Mn进入角闪石、黑云母等较晚结晶矿物中；(2)若两种离子半径相似而电价不同, 则较高价离子优先进入晶格, 集中于较早期结晶的矿物中，称为“捕获”；而较低价离子集中于较晚期结晶的矿物中，称为“容许”。 (3)隐蔽法则:若两种离子电价相同、半径相似,丰度高的主量元素形成独立矿物, 丰度低的微量元素将按丰度比例进入主量元素的矿物晶格,即微量元素被主量元素所隐蔽。2)  林伍德补充总结的电负性法则:适用于非离子键性化合物(1)当阳离子的离子键成分（键强弱）不同时,电负性小的离子优先进入晶格,形成较强的、离子键成分较多的键。例如: Zn2+  半径0.083nm（纳米）     电负性857.7千焦/克分子;Fe2+半径0.083nm电负性774千焦/克分子;Mg2+半径0.078nm电负性732千焦/克分子;三者中Mg2+  的半径小,电负性小,最先进入硅酸盐矿物晶格.如橄榄石; Fe2+的半径与Zn2+相同,但电负性较小, 次进入硅酸盐矿物晶格.如橄榄石、辉石等; Zn2+因电负性较大, 难进入早期硅酸盐矿物晶格.若按戈氏法则，则应同时进入早期硅酸盐矿物晶。(2)内潜同晶：~(3)内潜同晶链:多个性质相似的元素依次连续的内潜同晶称为内潜同晶链.例如稀土元素及钛铌钙铈矿  (Na, Ce, Ca)(Ti, Nb)2O6  3）为什么~：微量元素在地球系统各体系中含量低小于0.1%常不能形成自己的独立矿物而是分散在其他元素构成的矿物晶格中而类质同象正是制约元素质点在矿物晶格中占据的元素分配规律，因此说~4）地质意义：对微量元素的分配、结合具特殊的意义：1）类质同象制约了岩石中微量元素与主量元素的共生组合。例如:Ni、Co等元素集中在超基性岩，与它们和Fe、Mg主量元素类质同象有关系。2）类质同象制约了元素在共生矿物间的分配。一种元素在同一岩石各组成矿物间的分配往往极不均匀,这种不均匀分配受结晶化学和热力学多方面的控制,但主要受类质同象规律和分配定律的制约。例如:Ba、Rb、Pb在硅酸盐矿物中主要类质同象K,因此在富K的长石和黑云母中Ba、Rb、Pb的含量也高;贫K矿物斜长石等Ba、Rb、Pb的含量则低。3）支配微量元素在交代过程中的行为: 在交代变质过程中系统往往是开放的,在主量元素发生迁移的同时,与主量元素发生类质同象的微量元素也会发生类似的迁移。例如:钾长石交代钠长石时，Sr2+随Na+从晶格迁出，而Rb+则随K+带入。4）类质同象的元素比值可作为地质作用过程和地质体成因的标志:例如:黄铁矿中的Co/Ni可以确定矿床成因:克拉克值Co/Ni=0.28;(wCo/wNi)>1为岩浆热液成因矿床;(wCo/wNi)<1为沉积成因矿床5）类质同象的标型元素组合或指纹元素组合:同一种矿物在不同成因条件下往往有不同特征的类质同象元素组合,据此可以推测矿物的形成环境。例如:磁铁矿 Fe2+O.Fe3+2O3 有两个类质同象系列:Fe2+类质同象系列:Mg2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cu2+、Cr3+等,富Mg2+、Co2+、Ni2+、Cr3+、V3+ --基性超基性岩;富Mg2+ 、 Zn2+、Cu2+ 、GA3+--接触交代变质型碳酸岩;Fe3+类质同象系列:Al3+、Sn4+、V3+、Ge4+、Mn3+、Ti4+等; 富Al3+、Sn4+ 而贫Mg2+ --酸性岩;富V3+、Ge4+ 、Mn2+---沉积变质岩. 6）类质同象影响微量元素的集中和分散:在岩浆结晶分异过程中,能够与主量元素发生类质同象的微量元素会“晶体化学分散”,例如Rb因与K类质同象而分散；不能与主量元素发生类质同象的微量元素，则在残余熔体中富集，有可能在适当的条件下形成副矿物，或者转入岩浆期后热液中富集成矿，即“残余富集”。 例如:  Be (半径0.035)有两种形式: Be2+  与 (BeO4) 6-;碱性岩中,Be的丰度较大,为(7—9) ×10-6,富K+ Na+和高价Ree3+ 、 Ti4+等离子,为处碱性介质中: 酸根形式存在(BeO4) 6-与 (SiO4)4-类质同象而分散:

如在长石中,  (BeO4) 6- +Ree3+=(SiO4)4-  +(K 、Na)+在辉石中,(BeO4) 6- +Ti4+=    (SiO4)4- +Mg2+酸性岩中,Be的丰度较小,为(3—5)×10-6,但酸性介质中以Be2+形式存在,不与主量元素Si发生类质同象而可富集成矿.如绿柱石. 7）类质同象的生物致病:例如:骨痛病---骨骼中的Cd造成骨痛和骨骼断裂.Cd类质同象Zn,进入闪锌矿(ZnS)中;地表发生氧化作用: ZnS +2O2 = ZnSO4CdS +2O2 = CdSO4；ZnSO4 和CdSO4溶解度大----迁移----粮食瓜果蔬菜--- 生物体----骨骼----Cd2+类质同象置换Ca2+----不断积累以致病.