類質(zhì)同像的研究與意義

1、類質(zhì)同像的研究與意義類質(zhì)同像的歷史由來(lái)：類質(zhì)同象的原始概念曾由德國(guó)化學(xué)家e.米切利希于1819年提出，他發(fā)現(xiàn)某 些晶體對(duì)之間，如kh2po4與kh2aso4, kh2po4與kh2aso4之間,具有十分相似的晶 形和化學(xué)式，僅在組成元素上有些差異，于是就把這一現(xiàn)彖稱為isomorphism, 意即同形性。這一概念一直沿用到20世紀(jì)上半葉。挪威晶體化學(xué)家和地球化學(xué) 家戈?duì)柕率┟芴兀瑅.h.從晶體化學(xué)的角度出發(fā)，將具有和同晶體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)統(tǒng)稱 之為類質(zhì)同象。但他同時(shí)又提出，如果不同物質(zhì)間不僅具有相同的晶體結(jié)構(gòu)，且 能相互混溶形成均一的混合晶體的，則稱為狹義的類質(zhì)同象。后一觀點(diǎn)與公認(rèn)的 類質(zhì)同象概念基

2、本相當(dāng)。一.類質(zhì)同像的概念：礦物的化學(xué)成分在一定的程度是可以變化的。這主要由于兩個(gè)方面的原因， 一種的晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)的取代，即類質(zhì)同像；另一種是外來(lái)物質(zhì)的機(jī)械混入，即 含有不進(jìn)入晶格的包體。在實(shí)際工作屮，這兩者在某些情況下并不總是很容易確 切區(qū)分的，有時(shí)需要作很細(xì)致的工作。如早些時(shí)候一般認(rèn)為銳、鉗在錫石（snoj 中都是作為類質(zhì)同像混入物代換錫石的，但最近經(jīng)電子探針的分析，它們?cè)诤芏?情況下是作為包體而存在的。所謂類質(zhì)同像，是指在晶體結(jié)構(gòu)中部分質(zhì)點(diǎn)為他種質(zhì)點(diǎn)所代換，只引起晶格 常數(shù)不大的變化，而晶體結(jié)構(gòu)保持不變的現(xiàn)象。如果成分可變的化合物，這種化合物成分不是固定的，而是在一定范圍內(nèi) 或以任一比

3、例發(fā)牛變化。這種化合物主要是由類質(zhì)同像引起的。所謂類質(zhì)同像是 指在結(jié)晶格架中，性質(zhì)相近的離子可以互相頂替的現(xiàn)象。互相頂替的條件是：離 子半徑相差不大，離子電荷符號(hào)相同，電價(jià)相同。例如鎂橄欖石mg2 sioj,由 于mg2+和fe2+都是二價(jià)陽(yáng)離子，因此其中的lg2+經(jīng)?？梢员籪e2+所置換，但并 不破壞其結(jié)晶格架。這樣，就使在純覽2 sioj和純fez sioj之間，出現(xiàn)含 fe2 sioj百分比不同的過(guò)渡類型。類質(zhì)同像中離子置換乂有兩種情況：一是互和置換的離子電價(jià)相等，如 mg2+, fe2+, ni2+, zn2+, mn2+等或者 fe3+, cr3+, a13+等,稱為等價(jià)類質(zhì)同 像。

4、一是幾種離子同時(shí)置換，置換的離子電價(jià)各異，但置換后的總電價(jià)必須相等。 如斜長(zhǎng)石是鈉長(zhǎng)石naalsio和鈣長(zhǎng)石caa12si208的類質(zhì)同像系列，其置換方式 是一面na和c/+互相置換，一面sf和a廣互相置換，置換結(jié)果是總電價(jià)保持不 變。有的組分是在一定限度內(nèi)進(jìn)行離子置換，稱為不完全類質(zhì)同像。如閃鋅礦 zns中的zn2+可以被fe2+所置換，但一般不超過(guò)20%。有的沒(méi)有一定限制，即 兩種組分可以以任何比例進(jìn)行離子置換，形成一個(gè)連續(xù)的類質(zhì)同像系列，稱為完 全類質(zhì)同像。如naalsi：©和caa12si208即可形成完全類質(zhì)同像系列。這種系列, 一般是根據(jù)兩種組分的百分比而劃分出不同的礦物

5、亞種。類質(zhì)同像是礦物中一個(gè)非常普遍的現(xiàn)象，是形成礦物中雜質(zhì)的主要原因之一，也是許多稀散元素在礦物中存在的主要形式。二.類質(zhì)同像的形成條件：1、產(chǎn)生類質(zhì)同像的內(nèi)部條件：產(chǎn)生類質(zhì)同像替代的主要內(nèi)部條件為離子 (原子)本身的性質(zhì)，如兩者的半徑、電價(jià)關(guān)系，離子類型等。(1) 原子和離子半徑:相互取代的原子或離子，其半徑應(yīng)當(dāng)相近。戈德施 米特(v. m. goldschmidt)和格瑞姆(ii. g. grimm)指出：當(dāng)兩種質(zhì)點(diǎn)(原子、離子或 分子)的半徑差不超過(guò)較小質(zhì)點(diǎn)的15%時(shí)，就可以在品體結(jié)構(gòu)中相互代替。索波 列夫(b. c. coboneb)指出：在電價(jià)和離子類型相同的情況下，離子在晶體結(jié)構(gòu)中

6、 的類質(zhì)同像代替能力隨著半徑差別的增大而減小。若以rl和r2分別代表較大和 較小的離子的半徑，貝0：1) 當(dāng)(rl-r2)/r2<10-15%時(shí)，一般形成完全的類質(zhì)同像替代；2) 當(dāng)(rl-r2)/r2在10%到2025%的范圍時(shí)，在高溫下形成完全類質(zhì)同像，溫 度下降時(shí)，固溶體發(fā)牛離溶；3) 當(dāng)(rl-r2)/r2>2540%時(shí)，即使在高溫下也只能形成不完全的類質(zhì)同像， 而在低溫下則不能形成類質(zhì)同像。在異價(jià)類質(zhì)同像的情況下，類質(zhì)同像代替的能力主要取決于電荷的平衡， 而離子半徑的大小退居于次要地位。因此對(duì)于異價(jià)類質(zhì)同像替代，離子半徑的限 制不起決定性的作用。如在斜長(zhǎng)石中，af可替代s

7、產(chǎn),而(ral3+-rsi4+)/rsi4+值 (=(0. 039-0. 026)/0. 026)卻高達(dá) 50%。在元素周期表中，從左上方到右下方的對(duì)角線方向，離子半徑相近；一般右下 方的高價(jià)離子易代替其左上方的低價(jià)離子，從而形成離子對(duì)角線法則。(2) 總電價(jià)平衡：在類質(zhì)同像的代替中，必須保持總電價(jià)的平衡。在使總電 價(jià)平衡的前提下，類質(zhì)同像的代替可以有不同的方式。 簡(jiǎn)單的代替：如mgc03 feco3中的mg誦j f/的代替。 成對(duì)的代替：可以是異價(jià)陽(yáng)離子之間成對(duì)的代替，如在斜長(zhǎng)石naalsi308 caa12si20j系列中na+si4+->ca+a廣，或如在磷灰石(ca2+, ce3

8、+, na+)5p043f中的ce3+na+->2ca2+；也可以異價(jià)陽(yáng)、陰離子相配合 成對(duì)地代替，如在獨(dú)居石(ce, la, th, ca) (p, si, s) oj中(ce, la)3+p043- th4+sio丄-和 ca2+s042-之間的代替。 不等量的代替：可以是以較少的高價(jià)陽(yáng)離子代替較多的低價(jià)陽(yáng)離子，如在云 母中mg2+、a13+間以2a13+->3mg2+方式代替；也可以是較多的低價(jià)陽(yáng)離子代替 較少的高價(jià)陽(yáng)離子，如同樣在云母中，也可以3mg2+-2a13+的方式進(jìn)行代替； 亦可是帶有附加離子的代替，如在螢石(caf2)中可出現(xiàn)cd2+y3+f-方式的代 替，又如在

9、綠柱石bc3a12si6018屮有l(wèi)i+cs+->bc2+式的代替。(3) 離子類型和化學(xué)健：惰性氣體型離子在化合物中一般為離子鍵結(jié)合，它們 常見(jiàn)于鹵化物、氧化物和含氧鹽中；而銅型離子在化合物中以共價(jià)鍵結(jié)合為主， 它們常見(jiàn)于硫化物中。離子類型不同，化學(xué)鍵不同，則它們之間的類質(zhì)同像代替 就不易實(shí)現(xiàn)。如六次配位的ca2+和hg2+的半徑分別為0. 100和0. 102nm,電價(jià) 相同，半徑相近，但是由于離子類型不同，所以它們之間一般不出現(xiàn)類質(zhì)同像替 代。與此相反，a13+和si4+均為惰性氣體離子，它們的半徑差值比（ra13+-rsi4+）/rsi4+= （0. 039-0. 026）/0.

10、 026=50%很大；但在斜長(zhǎng)石中它們狀 態(tài)相似，均與0形成半離子鍵半共價(jià)鍵的結(jié)合，口 si0和a10間距分別為 0. 161和0. 176nm,兩者較為接近，從而使a1可以代替si （四面體配位）。同 樣的原因，由于鋁在低溫形成的鋁土礦中呈三價(jià)狀態(tài)，所以可以被易行成三價(jià) ga狀態(tài)的鐐所代替，所以可以被ga3+狀態(tài)的乍家所代替。2、影響類質(zhì)同像的外部條件：溫度、壓力、組份濃度等都會(huì)影響類質(zhì)同像的 外產(chǎn)生。溫度:溫度增高有利于類質(zhì)同像的產(chǎn)生，而溫度降低則將限制類質(zhì)同像的范圍 并促使離溶。（類質(zhì)同像混晶發(fā)生分解，即固溶體離溶）。如在高溫下堿性長(zhǎng)石 中的k、na可以相互成類質(zhì)同像替代形成（k、na）

11、 alsio3或（na,k） alsi.a, 溫度降低則發(fā)生離溶形成鉀長(zhǎng)石kalsiq和鈉長(zhǎng)石naalsi308兩物相組成的 條紋長(zhǎng)石。又如黃銅礦cufcs2和黝錫礦cu2fcsns2,它們?cè)?00。c以上形成類質(zhì) 同像混合晶體,低于500° c則發(fā)生離溶。赤鐵礦fezos與鈦鐵礦feti03的固溶 體在低于675。c發(fā)生離溶；鐮黃鐵礦（fe9ni）9s8與磁黃鐵礦fel-xs的固溶體 在低于450-420° c離溶。一般來(lái)說(shuō)，低溫條件下形成的礦物成分比較純凈。壓力:一般來(lái)說(shuō)，壓力的增大將限制類質(zhì)同像代替的范圍并促使其離溶。但 這一問(wèn)題尚待進(jìn)一步的研究。組分濃度:一種礦物晶

12、體，其組成組分間有一定的量比。當(dāng)它從熔體或溶液 中結(jié)晶時(shí)，介質(zhì)中各該組分若不能與上述量比相適應(yīng)，即某種組分不足時(shí)，則將 有與之類似的組分以類質(zhì)同像的方式混入晶格加以補(bǔ)償。例如磷灰石的化學(xué)式位 ca5p053f,從巖漿熔體屮形成磷灰石要求熔體屮的cao和p205等的濃度符合 一定的比例,若p205濃度較大，而cao的濃度相對(duì)不足,則sr、ce等元素就可 以類質(zhì)同像的方式補(bǔ)償、替代ca進(jìn)入磷灰石的晶格，因而磷灰石中常可聚集相 當(dāng)數(shù)量的稀有分散元素。又如磁鐵礦fe2+fe3+04中fe2+:fe3+=l :2,當(dāng)巖漿中 feo:fe2o3;l:2,即fe203的濃度過(guò)小，而v203, ti203的濃

13、度又較大時(shí),則后者 進(jìn)入晶格，形成帆鈦磁鐵礦fc2+（fc3+,v,ti）204。可以用由定比定律和倍比定 律來(lái)說(shuō)明：所謂定比定律，是指每一種化合物，不論它是天然存在的，還是人工 合成的，也不論它是用什么方法制備的，它的組分元素的質(zhì)量都有一定的比例關(guān) 系，這一規(guī)律稱為定比定律。所謂倍比定律，是指當(dāng)甲、乙兩種元素相互化合， 能生成幾種不同的化合物時(shí)，則在這些化合物中，與一定量甲元素相化合的乙元 素的質(zhì)量必互成簡(jiǎn)單的整數(shù)比，這一結(jié)論稱為倍比定律。三同價(jià)類質(zhì)同像的舉例：1. 一價(jià)元素li'nd代換不完全，如在鋰輝石中na代li可達(dá)8%,磷鋁鋰石中 na代li可達(dá)30%,鈉磷鋁石中l(wèi)i代na可

14、達(dá)38%。2. 二價(jià)元素m尹、fe mr?之間的類質(zhì)同像甚為廣泛，和f/之間的代換 尤為常見(jiàn)在各種氧化物中，如菱鐵礦一菱鎂礦、輝石、角閃石和石榴子石可以形 成fe-mg連續(xù)類質(zhì)同像系列。m/、mn2+z間的代換常常是不完全的，如菱鎂礦（mn代mg達(dá)10%）菱猛礦（mg代mn達(dá)50%）,鎂鐵礦（mn代mg達(dá)11%）,猛 尖晶石（mg代mn達(dá)50%）,鎂鋁榴石一猛鋁榴石（mnl597%）。f/與c的代換不完全，在菱鐵礦中的ca2+r f/可達(dá)22%方解石中卜 代c可達(dá)18%,在石榴子石中feca為不完全系列（54175%間斷）。3. 三價(jià)元素在高溫條件下ck、ff和廠成類質(zhì)同像。fe3+和在異磷鐵

15、鎰礦中成連續(xù)系列。fe3*和af在磷鋁石一紅磷鐵礦、石榴子石中為聯(lián)系系列；在綠簾石中fe 可達(dá)40%,在正長(zhǎng)石中f/代a門(mén)可達(dá)30%o4. 四價(jià)元素zrfff經(jīng)常呈類質(zhì)同像，如錯(cuò)石和其他含錯(cuò)硅酸鹽。zf與h嚴(yán)亦可稱為 類質(zhì)同像，z嚴(yán)與ti的代換是極為有限的。在硅酸鹽中可代換si j四異價(jià)類質(zhì)同像的舉例：片與ba2+,以ksibaal的代換方式在長(zhǎng)石中形成代換系列；2k代換ba的 類質(zhì)同像見(jiàn)于沸石中。n了與ca2+,在斜長(zhǎng)石和長(zhǎng)柱石中以nasicaal的代換形式形成系列；在陽(yáng) 起石、藍(lán)閃石中的naal-camg和在角閃石中的nafe3+ -camg的代換是有限的， 在沸石中有2na->ca

16、的代換；在鐘鋸鈣鈦礦中nab->cati可形成有限代換。li和fe",以lial2fe的代換方式在云母中形成連續(xù)系列。稀土元素的三價(jià)離子常置換ca2+, 2ca->natr不完全系列見(jiàn)于該鈦礦、鐘銳 鈣鈦礦；caalcefe代換系列見(jiàn)丁褐簾石；canbtrti不完全系列見(jiàn)丁燒綠石 （tr代換ca達(dá)70%）、鋸鈣礦一黑稀金礦。3ca換2y的有限代換見(jiàn)于螢石中（y 代換ca達(dá)17%）。y'和u"的有限代換見(jiàn)于黑稀金礦一鈦鈾礦（ynbuti）、規(guī)輪礦（2yufe）； y“和zf的代換以ypzrsi見(jiàn)于磷輪礦（zr代y達(dá)3%）,在錯(cuò)石中y代zr可達(dá) 15%。mg

17、2* （fe2*）與人嚴(yán)的代換除上述的lial2fe、naalcamg,方式外，尚有 mgsi2a1 （在普通輝石普通角閃石中為不完全系列），3mg->2al （在云母中，系 列有屮斷）等方式。a13+與 s產(chǎn)的代換除上述的 si （na、k） al （ca、ba）、mgsi2a1 外，si -naal （普通角閃石，霞石屮為不完全代換）等。以上舉例了具有離子鍵的礦物中的類質(zhì)同像。現(xiàn)在再以共價(jià)鍵、金屬鍵為主 的礦物屮的類質(zhì)同像舉例簡(jiǎn)述如后。鉗族元素銬、釘。耙、娥、鐵、鉗半徑近似，它們的類質(zhì)同像泊位廣泛，廣 泛此外，鐵、鎳、鎂、銳、等?？梢灶愘|(zhì)同像混入物代換伯族元素。其屮以鐵最 為常見(jiàn)。金

18、與銀有相似的半徑、化學(xué)性質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)，因此經(jīng)常形成完全類質(zhì)同像。在非金屬元素z屮常見(jiàn)的類質(zhì)同像是硫和硒碼，。在硫化物和硒化物中的類質(zhì)同像比較復(fù)雜的。銅和銀（黝銅礦中銀代銅達(dá) 34%,菱銀礦屮銅代銀達(dá)達(dá)36%）,鋅和鍋（硫鎘礦中鋅代鍋達(dá)58%,閃鋅礦屮鍋 代鋅達(dá)3. 5%）,可形成廣泛的類質(zhì)同像，另外銅和金、鋅和汞之原子半徑相近， 亦可形成有限的類質(zhì)同像，在銖化物，金和銀表現(xiàn)廣泛的類質(zhì)同像，如蹄金銀礦。四. 類質(zhì)同像混晶的分解（固溶體離溶）如前所述，溫度的下降和壓力的增大可以促使類質(zhì)同像的分解而產(chǎn)生離溶 （exsolution） o所謂固溶體離溶，是指原來(lái)成類質(zhì)同像代替的多種組分發(fā)生分解, 形成

19、不同組分的多個(gè)物相。被分離出來(lái)的晶體常受到主晶體結(jié)構(gòu)的控制而在主晶 體中成定向排列。氧化還原電位的變化也是使類質(zhì)同像分解的一個(gè)因素。若固溶體中類質(zhì)同像 混入物是變價(jià)元素，則當(dāng)氧化電位增高時(shí)，該元素將從低價(jià)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)狀態(tài), 同時(shí)陽(yáng)離子半徑縮小，因而原礦物的晶格發(fā)生破壞，混入物就從原礦物中析岀。 例如fe. mn在內(nèi)生成礦作用屮主要呈二價(jià)離子彼此成類質(zhì)同像代替。但在外生 條件下，則被氧化成高價(jià)離子fe3+、mn4+,因而從品格中析離，不但形成獨(dú)立 的礦物，而且在有利條件下還可以形成巨大礦床。同樣3、v在內(nèi)生成礦作用中 主要呈三價(jià)離子，與fe、ti三價(jià)離子互相替代；但在外生作用下即轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià) 離

20、子cr6+、v5+,因而與fe、血、ti分離，而與氧結(jié)合呈絡(luò)離子cr042-、 v043-，形成鈕酸鹽與帆酸鹽礦物。硫化物在氧化過(guò)程中可以從原來(lái)的原子晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榈湫偷碾x子晶格，因而元 素的結(jié)合關(guān)系發(fā)生改變，類質(zhì)同像混入物就將從原礦物屮分離出來(lái)。黝銅礦、閃 鋅礦等在氧化時(shí)均有許多元素分離出來(lái)。類質(zhì)同像混入物的分解也具有重大的實(shí)際意義，因?yàn)檫@種分解有時(shí)能造成某 些元素的集中。這種集中過(guò)程在外生作用中表現(xiàn)得特別明顯。例如超基性巖中所 含的類質(zhì)同像混入物在氧化和分離后有時(shí)會(huì)形成鐵、鐳、鐮、鉆的次生礦床。此 外，掌握類質(zhì)同像混入物分解的知識(shí)對(duì)于了解礦床氧化帶和原牛礦床的關(guān)系，從 而對(duì)進(jìn)一步尋找原生礦床有

21、很大幫助。五. 確定類質(zhì)同象的研究地球物質(zhì)系統(tǒng)，是一個(gè)多相多元素系統(tǒng)，'常會(huì)發(fā)現(xiàn)單礦物的化學(xué)組成并不 純凈，這種所謂雜質(zhì)，在礦物中的存在狀態(tài)卞要有兩種形式:類質(zhì)同象狀態(tài)和獨(dú) 立礦物態(tài)。如磁鐵礦中的co既能以類質(zhì)同象狀態(tài)代替fe,又能呈co的硫、神 化物（如co3s4和coas3）等多種單礦物相出現(xiàn)。當(dāng)粒度細(xì)小無(wú)法用光學(xué)顯微鏡鑒 別時(shí)，即須用其它方法，以查定其屈類質(zhì)同象或超顯微獨(dú)立礦物態(tài)。鑒別元素賦 存狀態(tài)的方法，不只是技術(shù)手段問(wèn)題，其研究方法的理論在于：凡呈類質(zhì)同象狀 態(tài)的元素，在載體礦物晶格中均應(yīng)呈統(tǒng)計(jì)式均勻分布;呈超顯微獨(dú)立礦物存在時(shí), 其分布是隨機(jī)的，非均勻的，載與被載元素的含量

22、比值不具有統(tǒng)計(jì)式等量關(guān)系。 各檢測(cè)方法及實(shí)例列舉如下:1. 電子探針?lè)治鲭娏颂结樜⑹治觯╡pma）是對(duì)礦物微區(qū)元素查定的有效手段。例1:遼寧青城了鉛鋅礦床同世代閃鋅礦中zn, fe, s探針點(diǎn)測(cè)（點(diǎn)距:8 -10 ,）結(jié)果列于表1。從中可以看出，12個(gè)測(cè)點(diǎn)zn/fe比值的均值為24. 68;iiizn/r<j_1一i_附.m in it »2圖1遼寧青城子鉛鋅礦床閃鋅礦不同測(cè)點(diǎn)zn fe比值 和sfe比值s/fe比值的均值為13. 60 o zn/fe比值和s/fe比值 均呈統(tǒng)計(jì)式均勻分布（圖 1）；并各居均值附近，表 明閃鋅礦屮zn和fc呈類 質(zhì)同象共生關(guān)系。例2:遼寧關(guān)門(mén)

23、山 鉛鋅礦床閃鋅礦探針點(diǎn) 測(cè)（點(diǎn)距：10=12）結(jié)果見(jiàn) 表2。由表2可知，該閃 鋅礦為含鐵閃鋅 礦fe>ll%）o除測(cè)點(diǎn)4, 9 和13夕卜，其余13個(gè)測(cè)點(diǎn)的zn/fe比值和s/fe比值均呈統(tǒng)計(jì)式均勻分布（圖2和圖3）,這表明1 =3點(diǎn)、5 =8點(diǎn)、10 = 12點(diǎn)和14-16點(diǎn)區(qū)問(wèn)內(nèi)fe與zn均呈類質(zhì)同象。表2遼寧關(guān)門(mén)山鉛鋅礦床含鐵閃鋅礦及硫化物包體電子探針?lè)治鰐able 2 electron micropmbe anabsis for siilphid enclave and sphalerite with iron of guanmenshan lead-zinc deposit

24、9圖2遼寧關(guān)門(mén)山鈕鋅礦床含鉄閃鋅礦及硫化物包體不同測(cè) 點(diǎn)znte比值（測(cè)點(diǎn)4和9zn/fc比值均為0）|, r $ i3 u 汁“則點(diǎn)圖3遼寧關(guān)門(mén)山鉗鋅礦床閃鋅礦.磁黃鐵礦、黃鉄礦和費(fèi)銅 礦艮fe比值（測(cè)點(diǎn)4為險(xiǎn)員快礦、測(cè)點(diǎn)9為員點(diǎn)13 為英銅礦、余下為閃悴礦）liaoning province/%12345678910 1112131415lbs32.3432.5132.5839.023253316232.79325353.35j2.4332.65j2.7833-9432.4832.7432.59fe11.5211.6111.6959.8311.8311.7111.66115946.1511

25、.5811.6311.71ii.111.55il711.62zn55.85555555.37055.0455.3955.2655.6055-55s5.48<5.67513955.5655.415552cu0.070.070.050.550.070.020.080.060.020.150.03|>.(m2.940.010.030.(mzivfe4.384.7s54.73604.6534.734.7394.79704.7974.7074.7544.634.8j4.7364.77ks/fe2.807282.7960.652.7672.78618122,8071.162.82.w12.79

26、93.0618122.7982.805ax含快閃ft礦黃鐵r含鐵閃詐w注：長(zhǎng)心地質(zhì)學(xué)院 1994共生關(guān)系。對(duì)于測(cè)點(diǎn)4,9和13,其zn/fe比值和s/fe比值均為異常值（圖2和圖3),經(jīng)測(cè)點(diǎn)成份分析判定得出，該3個(gè)點(diǎn)位均為超顯微礦物包體，其中測(cè) 點(diǎn)4為磁黃鐵礦，測(cè)點(diǎn)9為黃鐵礦，測(cè)點(diǎn)13為黃銅礦。2. 礦物顯微碩度分析礦物硬度與其成分具有同步依存關(guān)系，其硬度大小取決于礦物化學(xué)成分的 變化。根據(jù)礦物類質(zhì)同象成分和硬度的相關(guān)性，可以問(wèn)接地判斷元素呈類質(zhì)同象 態(tài)或包體獨(dú)立礦物態(tài)。以遼寧青城了鉛鋅礦'-床含銀方鉛礦為例，方鉛礦顯微 硬度的增大取決于方鉛礦中呈類質(zhì)同象ag含量的增加，當(dāng)維克斯硬度值

27、由64 增至95吋，對(duì)應(yīng)地ag含量則由。遞增至0. 65% o據(jù)此，可以判定方鉛礦中ag 有限類質(zhì)同彖的范圍為。0. 65%.實(shí)際上，對(duì)于含ag量高于0. 65%的方鉛礦樣 品，顯微鏡下?？捎^察到銀礦物的顯微包體。3. 礦物磁的性分析-190-1ho-170一】60-150-140tv*c570sso550$10 tcc圖4不同成分磁鐵礦系列tc和tv相互關(guān)系礦物的磁性強(qiáng)度與礦物的化學(xué)組成也具有遞變關(guān)系。礦物中類質(zhì)同象元素 置換量的多少既影響礦物飽和磁化強(qiáng)度的大小，又影響礦物居里溫度ctc)和相 轉(zhuǎn)變溫度。該方法用于鑒別類質(zhì)同象或非類質(zhì)同象常利用居里點(diǎn)。據(jù)i，has6ypr 研究得出2,磁鐵礦

28、居里 溫度ctc)取決于不同元素 類質(zhì)同象的含量。對(duì)于磁 鐵礦鎂鐵礦系列，mgo (%) 含量=0570 一 tc) /6. 7 磁 鐵礦黑鎂鐵鐳礦系列， mno (%)含量=0570 一 tc) /8.8磁鐵礦鐵尖晶石系 列，alz03(%)含量=(570 - tc)/6. 8 式中 6.7, 8.8 和 6. 8為常數(shù)。此外，根據(jù)不同成分的磁鐵礦系列tc和tv-者的相勻關(guān)系，亦可以確定礦物中有限類質(zhì)同象元素 的亞類(圖4)。上述三種判斷元素類質(zhì)同象或非類質(zhì)同象的檢測(cè)方法，以電了探針?lè)椒ㄗ?為簡(jiǎn)便有效，在理論和實(shí)踐上，礦物的硬度和磁性方法均可采用，但較費(fèi)時(shí)。在 微區(qū)內(nèi)常出現(xiàn)少許誤差，目前該兩

29、種方法已較少采用。還應(yīng)指出，礦物中呈類質(zhì)同象共生的元素之所以呈統(tǒng)計(jì)式均勻分布(非絕 對(duì)的數(shù)學(xué)均勻態(tài))，是因?yàn)槿魏蔚刭|(zhì)地球化學(xué)過(guò)程都不會(huì)達(dá)到真正的平衡，都處 于亞平衡態(tài)。亞平衡態(tài)反映在礦物晶體結(jié)構(gòu)上常出現(xiàn)晶體缺陷和微小的晶格歪 曲，從而導(dǎo)致晶體中元素在不同空問(wèn)的分布難以達(dá)到絕對(duì)均勻。凡呈類質(zhì)同象共生的元素，任一元素對(duì)之問(wèn)均具有定量的比值。在同一-礦 區(qū)、同世代的礦物中其元素對(duì)的含量比值常是相同的，而不同礦區(qū)，即是同礦區(qū) 不同世代的同種礦物中，勻一為類質(zhì)同象元素問(wèn)的比值常是不同的，因其各屈于 不同的地球化學(xué)體系。六、研究類質(zhì)同像的實(shí)際意義類質(zhì)同像是礦物中一個(gè)極為普遍的現(xiàn)象，它是引起礦物化學(xué)成分變化

30、的一個(gè) 主要原因。地殼中有許多元素本身豐度低又往往趨向于分散，因此多數(shù)情況下根 本不形成獨(dú)立礦物，而主耍是以類質(zhì)同像混入物的形式賦存于一定的礦物的晶格 中。例如re經(jīng)常賦存于輝鈕礦中，cd、in、ga經(jīng)常存在于閃鋅礦中。類質(zhì)同像 的研究有助于闡明礦床中元素賦存狀態(tài)、尋找稀有分散元素、進(jìn)行礦床的綜合評(píng) 價(jià)、才有可能最大限度地、合理地來(lái)綜合利用各種礦產(chǎn)資源和尋找某種礦種。同 時(shí)由于類質(zhì)同像的形成與礦物的生成條件有關(guān)，因而類質(zhì)同像的研究有助于了解 成礦環(huán)境，如閃鋅礦中鐵含量的變化，反映了礦物形成溫度的變化。文獻(xiàn)屮按類質(zhì)同彖元素的可代替程度分屬完全類質(zhì)同彖和有限類質(zhì)同彖兩 類。近年來(lái)，大量研究資料表明

31、，曾被認(rèn)為完全類質(zhì)同象的共生元素之問(wèn)，其含 量變化并非連續(xù)遞變的，如斜長(zhǎng)石na-ca系列;珞尖晶石cr-fe系列，均具有不 連續(xù)區(qū)問(wèn)。木文討論廣泛存在的有限類質(zhì)同象的意義。1.親石微量元素豐度一巖漿演化的指示劑實(shí)例:福建漳州復(fù)式巖體產(chǎn)于燕山期，巖相組成為更長(zhǎng)環(huán)斑二長(zhǎng)花崗巖、 花崗閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和輝長(zhǎng)蘇長(zhǎng)巖3。經(jīng)查定各巖相sc, v, cr, rb, ba 等類質(zhì)同象微量元素分析結(jié)果列于表3,由各元素豐度數(shù)據(jù)可見(jiàn)，sc, v和cr 的豐度隨巖石基性程度的降低而遞減;rb和ba隨巖石基性程度的降低而遞增， 規(guī)律十分明顯。上述規(guī)律在于:sc, v和cr均屬相容元素，在暗色硅酸鹽礦物屮 代替f

32、e,濃集于巖漿早期;rb在礦物中代替k,曲代替ca, rb和ba均為不相容 元素，在晚期巖漿中濃集。上述相容和不相容元素不同的分配規(guī)律具有廣普性， 為巖漿演化序列的重要判據(jù)。由表3數(shù)據(jù)可以斷定漳州巖體巖漿的演化和侵入順 序由早至晚應(yīng)為:輝長(zhǎng)蘇長(zhǎng)巖一石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖一花崗閃長(zhǎng)巖一更長(zhǎng)環(huán)斑二長(zhǎng)花u-i岡后o表3福建漳洲復(fù)式巖體微呈元素含量table 3 trace element contents or zhangzhou composite rock bodies.fujian province/x 10"*元素scvarbba2272(m326.2927284石英二i&5319

33、0.223.4298.5398.2k閃k巖16.b7159.6j 9.99134.8469.1花崗閃長(zhǎng)巖887.19hj3155.8觀1更k環(huán)閔 二k花閔巖5.w37.894.51172.41157巖漿演化順序的判別，除以元素豐度為判據(jù)外，還可采用元素對(duì)比值，如rb/k, rb/sr等。由于rb相對(duì)于k和sr均為不相容元素，故其參數(shù)比值隨巖漿演化的 進(jìn)程而遞增。對(duì)于產(chǎn)于同一巖漿系統(tǒng)的礦床，巖石的元素對(duì)比值，還常用于反映 巖石與成礦的關(guān)系。如中國(guó)南嶺地區(qū)，產(chǎn)出w, sn, nb, ta等礦床的花崗巖體， 其k/rb比值介于30=70,不含礦巖體的k/rb比值均大于1404 o3. 2閃鋅礦 地質(zhì)溫壓計(jì)地質(zhì)溫度計(jì)：kullerud于1953年首次提出閃鋅礦地質(zhì)溫度計(jì)»,指出與fes平衡的 閃鋅礦中鐵含量可用于確定礦物形成溫度。并編制了 fes-zns體系的相圖。對(duì)閃 鋅礦地質(zhì)溫度計(jì)，實(shí)踐驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)c. ys “干”條件下確定的fes-zns體系相關(guān)系 并不適用于熱液作用下形成的閃鋅礦。由于熱液體系中硫分壓力增高時(shí)，硫?qū)?含鐵閃鋅礦屮“萃取”鐵，使z貧鐵，同時(shí)生成黃鐵礦，即:cfc, zn) s+szns+fcszo 硫化物對(duì)fe-zn-s體系產(chǎn)生重要的影響。kullerud地質(zhì)溫