G一些硅酸鹽礦物的晶體化學(xué)式計(jì)算

1、參考文獻(xiàn)：1、結(jié)晶巖熱力學(xué)概論，馬鴻文，高等教育出版社，20012、 鄭巧榮，1983.由電子探針?lè)治鲋涤?jì)算Fe3+和Fe2+.礦物學(xué)報(bào)，1983，第一期;55-623、肖平,劉軍.2001.多硅白云母晶體化學(xué)式幾種方法的討論.華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào),24(1):11-14.4、角閃石電子探針?lè)治鰯?shù)據(jù)中三價(jià)鐵比值的估算 . 巖石礦物學(xué)雜志， 2001，第二期. 5、任啟江.1991.火成巖及其有關(guān)礦床中的鈦鐵氧化物研究.鈦鐵氧化物晶體化學(xué)式計(jì)算（P3544）6、一、礦物晶體化學(xué)式的計(jì)算依據(jù)一、礦物晶體化學(xué)式的計(jì)算依據(jù)與方法與方法1 1、計(jì)算依據(jù)、計(jì)算依據(jù)單礦物的化學(xué)全分析數(shù)據(jù)；單礦物的化學(xué)全分析數(shù)據(jù)

2、；晶體化學(xué)理論及晶體結(jié)構(gòu)知識(shí)，對(duì)礦物中各元素的存在形式作出合理的判斷，并晶體化學(xué)理論及晶體結(jié)構(gòu)知識(shí)，對(duì)礦物中各元素的存在形式作出合理的判斷，并按照電價(jià)平衡原則，將其分配到適當(dāng)?shù)木Ц裎恢蒙?；按照電價(jià)平衡原則，將其分配到適當(dāng)?shù)木Ц裎恢蒙希籜-X-射線結(jié)構(gòu)分析資料。射線結(jié)構(gòu)分析資料。 注意：?jiǎn)蔚V物的化學(xué)全分析的結(jié)果，其一般允許誤差注意：?jiǎn)蔚V物的化學(xué)全分析的結(jié)果，其一般允許誤差1%1%，即礦物中的各元素或氧，即礦物中的各元素或氧化物的質(zhì)量百分含量（化物的質(zhì)量百分含量（Wt%Wt%）之總和應(yīng)在）之總和應(yīng)在99%99%101%101%；但是由于一些礦物如黑；但是由于一些礦物如黑云母中含有云母中含有“水水”

3、，因此黑云母電子探針數(shù)據(jù)往往為，因此黑云母電子探針數(shù)據(jù)往往為95%95%左右。左右。 計(jì)算化學(xué)式時(shí)，把計(jì)算化學(xué)式時(shí)，把OO2-2-,OH,OH- -,F,F- -,Cl,Cl- -,S,S2-2-, ,統(tǒng)歸于陰離子數(shù)之列。統(tǒng)歸于陰離子數(shù)之列。持平衡盡量使正負(fù)電荷總數(shù)保保持合理盡量使占位的離子數(shù)目計(jì)算原則)2() 1 (:式必須已知礦物的化學(xué)通析數(shù)據(jù)必須有礦物的化學(xué)全分計(jì)算前提)2() 1 (: 2、計(jì)算方法： 目前的礦物晶體化學(xué)式的計(jì)算方法，是從不同的原理出發(fā)進(jìn)行計(jì)算，其中歸納法（最大公約數(shù)法）和單位晶胞計(jì)算法是礦物化學(xué)式計(jì)算的基本方法。 歸納法：將礦物中一些復(fù)雜的元素分布約簡(jiǎn)成一個(gè)帶有普遍性

4、的礦物通式。 單位晶胞(分子式)計(jì)算法：礦物單位晶胞(分子式)內(nèi)的氧原子及陽(yáng)離子數(shù)是固定值，元素的陰陽(yáng)離子的電價(jià)保持平衡，在此基礎(chǔ)上引伸出的多種礦物化學(xué)式計(jì)算方法。如： （1）陰離子法（氧原子法） （2）陽(yáng)離子法 （3）氫當(dāng)量法（具體可參考結(jié)晶巖熱力學(xué)概論，馬鴻文編著）(1)陰離子法陰離子法 陰離子法的理論基礎(chǔ)是礦物單位分子內(nèi)作最緊密堆積的陰離子法的理論基礎(chǔ)是礦物單位分子內(nèi)作最緊密堆積的陰離子數(shù)是固定不變陰離子數(shù)是固定不變的，的，它不受陽(yáng)離子之間的類(lèi)質(zhì)同像替代的影響，其晶格中基本不出現(xiàn)陰離空位。它不受陽(yáng)離子之間的類(lèi)質(zhì)同像替代的影響，其晶格中基本不出現(xiàn)陰離空位。 自然界礦物大多屬含氧鹽和氧化物。

5、由于如輝石族等礦物的單位分子內(nèi)的氧一般自然界礦物大多屬含氧鹽和氧化物。由于如輝石族等礦物的單位分子內(nèi)的氧一般極少被其它元素置換，其原子數(shù)為常數(shù)。故常采用以單位分子中的氧原子數(shù)（極少被其它元素置換，其原子數(shù)為常數(shù)。故常采用以單位分子中的氧原子數(shù)（OOf.uf.u. .）為基準(zhǔn)的氧原子法來(lái)計(jì)算礦物的晶體化學(xué)式。為基準(zhǔn)的氧原子法來(lái)計(jì)算礦物的晶體化學(xué)式。O Of.uf.u. .6 6舉例:輝石族礦物的晶體化學(xué)式計(jì)算 輝石的通式：X(M2)Y(M1)T2O6 X：Na+ Ca2+ Li+單斜晶系 （大半徑、低電價(jià)） Mn2+Fe2+Mg2+斜方晶系 （小半徑、高電價(jià)） Y : （半徑小、電價(jià)高） Mg2

6、+Fe2+Fe3+Mn2+Cr3+Al3+Ti4+ T: Si4+ Al3+ Mg2+ Fe2+ 在一定的熱力學(xué)條件下, 在兩種非等效位置M1 和M2之間進(jìn)行分配的交換反應(yīng)為: Fe2+(M2)+ Mg2+ (M1)= Fe2+ (M1)+ Mg2+ (M2)輝石族晶體結(jié)構(gòu)輝石晶體沿c軸的投影M1M2M2M1 輝石族礦物的陽(yáng)離子理想占位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+2)2)陽(yáng)離子法陽(yáng)離子法 陽(yáng)離子法的理論基礎(chǔ)是礦

7、物內(nèi)部某些晶格位置陽(yáng)離子法的理論基礎(chǔ)是礦物內(nèi)部某些晶格位置上的上的陽(yáng)離子數(shù)目相對(duì)較固定陽(yáng)離子數(shù)目相對(duì)較固定。它對(duì)于成分、結(jié)構(gòu)。它對(duì)于成分、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的鏈狀、層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽如角閃石族、較復(fù)雜的鏈狀、層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽如角閃石族、云母族等礦物的化學(xué)式計(jì)算較為適用。這類(lèi)礦物云母族等礦物的化學(xué)式計(jì)算較為適用。這類(lèi)礦物單位晶胞中陽(yáng)離子的位置較多，類(lèi)質(zhì)同像替代十單位晶胞中陽(yáng)離子的位置較多，類(lèi)質(zhì)同像替代十分復(fù)雜。一般來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)內(nèi)大空隙位置往往未被分復(fù)雜。一般來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)內(nèi)大空隙位置往往未被占滿；而小空隙的晶格位置上則極少出現(xiàn)空位，占滿；而小空隙的晶格位置上則極少出現(xiàn)空位，其中的陽(yáng)離子數(shù)相對(duì)較穩(wěn)定，占據(jù)這些位置

8、的是其中的陽(yáng)離子數(shù)相對(duì)較穩(wěn)定，占據(jù)這些位置的是一些電價(jià)高、半徑小、配位數(shù)低的陽(yáng)離子。因此，一些電價(jià)高、半徑小、配位數(shù)低的陽(yáng)離子。因此，其晶體化學(xué)式計(jì)算時(shí)，常以其晶體化學(xué)式計(jì)算時(shí)，常以這些小空隙位置上單這些小空隙位置上單位分子內(nèi)的陽(yáng)離子數(shù)為基準(zhǔn)。位分子內(nèi)的陽(yáng)離子數(shù)為基準(zhǔn)。 輝石的通式：X(M2)Y(M1)T2O6 如輝石族如輝石族MeMef.u.=4.=4 3）氫當(dāng)量法（Jackson,1976） 是一種以陰離子為基準(zhǔn)計(jì)算礦物化學(xué)式的方法。當(dāng)量： 表示元素或化合物相互作用的質(zhì)量比的數(shù)值。 元素的當(dāng)量，是該元素與8個(gè)質(zhì)量單位的氧或1.008個(gè)質(zhì)量單位的氫相化合（或從化合物中置換出這些質(zhì)量單位的氧或

9、氫）的質(zhì)量單位。 氧化物的1當(dāng)量質(zhì)量 分子量/(單位分子式中金屬陽(yáng)離子數(shù)陽(yáng)離子電價(jià)) 如Al2O3的1當(dāng)量質(zhì)量101.96/(23) =16.9935 舉例： 云母族礦物的一般化學(xué)式為 AB3T4O10(OH,F,Cl)2 A=K,Na,(Ca) B(M1,2M2)=Mg,Fe2+,Mn,Li,Fe3+, Cr3+,V3+,Al,Ti T=Si,Al,(Fe3+,Ti) 氧化物氧化物列列1 Wt%列列21當(dāng)量質(zhì)量當(dāng)量質(zhì)量分子量分子量/(金屬金屬原子數(shù)原子數(shù)金金屬電價(jià)屬電價(jià))列列3 百分當(dāng)量百分當(dāng)量列列1/列列2列列4 分子式當(dāng)量分子式當(dāng)量列列3標(biāo)定系數(shù)標(biāo)定系數(shù)電價(jià)數(shù)電價(jià)數(shù)離子系數(shù)離子系數(shù)列列4

10、/陽(yáng)離子電價(jià)陽(yáng)離子電價(jià)SiO238.1615.02112.540411.52132.880 Si2.880TiO23.5619.97470.17820.80820.202 AlIV1.120 TAl2O312.8016.99350.75323.41591.139 AlVI0.019 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

11、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 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標(biāo)定系數(shù) 2

12、4/5.2919=4.5352氫當(dāng)量法計(jì)算某黑云母化學(xué)式 AB3T4O10(OH,F,Cl)2, 單位分子式中，O12，電價(jià)為24 黑云母AB3T4O10(OH,F,Cl)2亞族陽(yáng)離子的理想占位：T(4.000)Si4+Al3+(Fe3+)(Ti4+)B(M)(3.000)Al3+Fe3+Ti4+Cr3+V3+Mn2+Mg2+Fe2+Li+A(1.000)K+Na+ Ca2+ 優(yōu)點(diǎn)： （1）將氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)直接換算為具有相同結(jié)合能力的氫當(dāng)量單位，無(wú)需考慮陽(yáng)離子的電價(jià)； （2）簡(jiǎn)化了含有單價(jià)陰離子礦物化學(xué)式的計(jì)算; (3)由化學(xué)式可以直接得出具有結(jié)構(gòu)缺陷礦物的陽(yáng)離子空位位置數(shù)； （4）在化學(xué)式計(jì)

13、算過(guò)程中，只需各氧化物組分的1當(dāng)量質(zhì)量和陽(yáng)離子電價(jià)兩組參數(shù)。二、一些含鐵礦物電子探針數(shù)據(jù)中Fe3+ Fe2+的計(jì)算 某些礦物晶體化學(xué)式和端員組分的計(jì)算，需要依賴(lài)Fe3+ Fe2+的含量，但是電子探針?lè)治鰠^(qū)別不出鐵的價(jià)態(tài)。因此，對(duì)含鐵的硅酸鹽和氧化物礦物的電子探針?lè)治鼋Y(jié)果，需要依據(jù)一定的晶體化學(xué)原理，由全鐵間接地計(jì)算出Fe3+ Fe2+的含量。計(jì)算出的結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果的差異小于20.電價(jià)差值法 由于礦物中陽(yáng)離子正電價(jià)總數(shù)與陰離子負(fù)電價(jià)總數(shù)應(yīng)平衡，而電子探針得出的FeO*值把Fe3+也當(dāng)成了Fe2+，因此分子式中的陽(yáng)離子總電價(jià)必然低于理論電價(jià)。據(jù)此差值則可求出Fe3+含量，即： Fe3+ =理論電價(jià)

14、計(jì)算電價(jià) Fe2+ FeO* Fe3+ 計(jì)算步驟： A、按陽(yáng)離子法計(jì)算出礦物各陽(yáng)離子系數(shù)； B、算出陽(yáng)離子總電價(jià)，該電價(jià)與理論電價(jià)之差即為的Fe3+陽(yáng)離子系數(shù)； C、據(jù)分子式由Fe3+求出Fe2O3含量（重量%） D、由Fe2+ FeO* Fe3+ 求出Fe2+的陽(yáng)離子系數(shù)并求出FeO含量。 下面以輝石為例，計(jì)算電子探針數(shù)據(jù)中的Fe2+ 和Fe3+：Fe3+離子數(shù)=理論電價(jià)計(jì)算電價(jià)12-11.7858=0.2142 Fe2+離子數(shù)=Fe總-Fe3+=0.3880-0.2142=0.1738Fe2O3質(zhì)量百分含量=0.2142 (4/1.7941)2159.7=7.67%FeO質(zhì)量百分含量=0.

15、1738 (4/1.7941)71.85=5.60%剩余氧計(jì)算法： 對(duì)于含變價(jià)Fe的礦物，電子探針?lè)治鲋狄訤eO*形式給出全鐵含量。把Fe2O3換算成FeO的 關(guān)系式為：Fe2O3=2FeO+Ox 可見(jiàn)由于Fe3+和Fe2+的價(jià)態(tài)差異，在換算過(guò)程中損失了部分氧（剩余氧，用Ox表示），即FeO*中未包含剩余氧Ox。 對(duì)于陽(yáng)陰離子總數(shù)有固定比值的礦物，如輝石為4：6，石榴石為8：12，鈦鐵礦 為2：3等，可由電子探針?lè)肿又捣謩e算出陽(yáng)、陰離子總數(shù)，又可據(jù)其理論比值算出理論陰離子總數(shù)。理論陰離子總數(shù)與計(jì)算陰離子總數(shù)之差則為剩余氧Ox。 由于Fe2O3=2FeO+Ox 所以Fe2O3的分子數(shù)與Ox原子數(shù)

16、相同， 將Ox乘以Fe2O3的分子量就得出的Fe2O3含量。計(jì)算陽(yáng)離子總數(shù)1.7941理論陽(yáng)離子總數(shù) 計(jì)算陰離子總數(shù)2.6432理論比值：理論陽(yáng)離子總數(shù)/理論陰離子總數(shù)4/6理論陰離子總數(shù)=6/41.7941=2.6912 剩余氧Ox 理論陰離子總數(shù)計(jì)算陰離子總數(shù)2.6912-2.6432=0.048 剩余氧Ox 2.6912-2.6432=0.048 因?yàn)镕e2O3的分子數(shù)與Ox原子數(shù)相同 所以Fe2O3 0.048159.70(Fe2O3的分子量) 7.67% 因?yàn)?Fe/(Fe2O3):(Fe/FeO)=0.9(Fe2O3與中FeO含F(xiàn)e量之比) 255.85/(255.85+316):

17、55.85/(55.85+16)=0.9 即FeO=0.9 Fe2O3(等量Fe由Fe2O3形式換算成FeO形式) Fe2O3=FeO /0.9=1.1113 FeO 所以FeO=FeO*-0.9 Fe2O3 =12.5-0.97.67%=5.60% 化學(xué)計(jì)量性通用公式計(jì)算法(Droop,1987) 原理：如果Fe是礦物中唯一的變價(jià)元素，則單位分子式中Fe3+的系數(shù)可以依據(jù)如下原理計(jì)算出來(lái): （1）若氧是唯一的陰離子，則陽(yáng)離子正電價(jià)之和是氧原子數(shù)的2倍；（2）單位分子式中陽(yáng)離子的總數(shù)符合理論化學(xué)計(jì)量系數(shù)；按照晶體化學(xué)原理，F(xiàn)e3+與其他元素的含量具有確定的函數(shù)關(guān)系。 Droop(1987)根據(jù)

18、上述原理，推導(dǎo)出計(jì)算鐵鎂硅酸鹽和氧化物Fe3+的通用公式為：F=2X(1-T/S) X為分子式中的氧原子數(shù)；T為陽(yáng)離子的理論數(shù)目；S為將Fe均作為Fe2+時(shí)的陽(yáng)離子數(shù)； F為分子式中Fe3+的系數(shù)。 該式適用的礦物包括：鋁榴石、鈣榴石、鋁酸鹽尖晶石、磁鐵礦、輝石、硬綠泥石和鈦鐵礦。 不適用于：（1）含有陽(yáng)離子空位的礦物，如云母、磁赤鐵礦；（2）具有Si4+=4H+替代的礦物，如電氣石；（3）含有除氧以外未予分析的陰離子礦物，如含硼的柱晶石；（4）含有兩種或兩種以上變價(jià)元素的礦物。部分礦物的X和T值礦物礦物X(分子式中的分子式中的氧原子數(shù)氧原子數(shù))T(陽(yáng)離子的理論陽(yáng)離子的理論數(shù)目數(shù)目)輝石輝石X

19、YT2O664石榴石石榴石A3B2SiO43128尖晶石尖晶石AB2O443鈦鐵礦鈦鐵礦FeTiO332 計(jì)算步驟: (1)由電子探針結(jié)果（wt%），計(jì)算以X個(gè)O為基準(zhǔn)，全Fe作為Fe2+的離子系數(shù)。 （2）計(jì)算S值（將Fe均作為Fe2+時(shí)的陽(yáng)離子數(shù)（各陽(yáng)離子系數(shù)之和）；如果ST，進(jìn)入下一步計(jì)算，否則所有的Fe均應(yīng)為Fe2+ 。 （3）由F=2X(1-T/S)計(jì)算的Fe3+系數(shù)（X為分子式中的氧原子數(shù)，T為分子式中陽(yáng)離子的理論數(shù)目）。 （4）各陽(yáng)離子系數(shù)T/S，將離子系數(shù)標(biāo)定為T(mén)個(gè)陽(yáng)離子的分子式單位。 （5）如果F經(jīng)標(biāo)定的全Fe離子數(shù)，則按Fe3+=F，剩余的Fe作為Fe2+，寫(xiě)出分子式。否則

20、，所有的Fe均應(yīng)為Fe3+。 （6）計(jì)算wt(FeO)(%)=wt(FeO*)Fe2+/(Fe2+Fe3+) wt(Fe2O3)(%)=1 .1113wt(FeO*)Fe3+/(Fe2+Fe3+)F=2X(1-T/S)=26（14/4.072）=0.2122若F小于標(biāo)定的全Fe離子數(shù)，按Fe3+F，剩余的Fe作為Fe2+，寫(xiě)出分子式。否則，所有的Fe均應(yīng)為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(Fe2O3)(%)= 1.111

21、3wt(FeO*)Fe3+/(Fe2+Fe3+)=7.6% 對(duì)于含有空位的礦物，只要其中部分陽(yáng)離子具有確定的數(shù)目，則對(duì)公式F=2X(1-T/S)略作修正后仍可使用。例如角閃石 （A0-1X2Y5T4O11）2(OH)2，通常區(qū)分為以下三種情況(O=23): (1)A位不出現(xiàn)空位的閃石，T16； （2）鎂鐵閃石和共存的鈣閃石，假定Na+K僅限于A位，T15，S=（Si,Ti,Al,Cr,Fe,Mn,Mg,Ca）; (3)大多數(shù)鈣閃石，假定Ca限于M4位置，K限于A位，Na限于A位和M4位，T=13， S=（Si,Ti,Al,Cr,Fe,Mn,Mg,Ca）。 該法的最大優(yōu)點(diǎn)是，無(wú)須采用迭代法即可直

22、接算出Fe3+的系數(shù)。 端員分子配比法 計(jì)算復(fù)雜，需要反復(fù)迭代計(jì)算，而且計(jì)算結(jié)果與其它方法計(jì)算的結(jié)果相差較大。 詳見(jiàn)：鄭巧榮，1983.由電子探針?lè)治鲋涤?jì)算Fe3+和Fe2+.礦物學(xué)報(bào)，1983，第一期;55-62 適用于計(jì)算某些特定礦物Fe3/Fe2的方法還有： 輝石（Papike et al.,1974；Lindsley,1983）: Fe3+=AlIV+NaM2-AlVI-Cr-2Ti 閃石（ Papike et al.,1974 ）: Fe3+=AlIV+NaM4-AlVI-(Na+K)A-AlVICr-2Ti尖晶石（Carmichael,1967），以32（O）為基準(zhǔn)：Fe3+=16

23、.000-Al-Cr-V-2Ti鈦鐵礦（Droop,1987）:Fe3+=Fe+Mg+Mn-Ti4+-Si 這些公式是根據(jù)電荷平衡原理推導(dǎo)出來(lái)的，實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要采用迭代法，直至計(jì)算出的Fe3系數(shù)不再變化為止。云母族礦物的晶體化學(xué)式計(jì)算云母族礦物的一般化學(xué)式為 AB3T4O10(OH,F,Cl)2 A=K,Na,(Ca) B(M1,2M2)=Mg,Fe2+,Mn,Li,Fe3+, Cr3+,V3+,Al,Ti T=Si,Al,(Fe3+,Ti) 云母按其晶體結(jié)構(gòu)，分為二八面體結(jié)構(gòu)的白云母亞族和三八面體結(jié)構(gòu)的黑云母亞族。 白云母亞族礦物包括： KAl2AlSi3O10(OH)2 白云母 KMgAl

24、Si4O10 (OH)2 綠云母 NaAl2AlSi3O10 (OH)2 鈉云母 KLi1.5Al1.5AlSi3O10(F,OH)2 鋰云母 KLiFe2+AlAlSi3O10(F,OH)2 鐵鋰云母 上述礦物一般只形成非常有限的固熔體。 黑云母亞族包括： KMg3AlSi3O10(F,OH)2 金云母 K（Mg，F(xiàn)e)3AlSi3O10 (OH,F)2 黑云母 KFe2+3AlSi3O10 (OH,F)2 鐵云母 KMg2Al Al2Si2O10(OH)2 鎂葉云母 KFe2+2AlAl2Si2O10(OH)2 鐵葉云母 金云母與鐵云母形成完全類(lèi)質(zhì)同象替代。 用電子探針?lè)治龉杷猁}化學(xué)成分時(shí)

25、,只分析了陽(yáng)離子,對(duì)輕元素H 不能分析;陰離子全部作為O 處理。分析出陽(yáng)離子后,以氧化物重量百分比的形式給出它們的含量。總氧原子數(shù)由這些陽(yáng)離子各自對(duì)應(yīng)的氧原子數(shù)相加獲得。因此,用電子探針?lè)治龅慕Y(jié)果計(jì)算角閃石晶體化學(xué)式時(shí),應(yīng)扣除H所對(duì)應(yīng)的氧原子數(shù)。 云母族礦物：按照單位分子式中O11 進(jìn)行計(jì)算。 黑云母亞族陽(yáng)離子的理想占位：T(4.000)Si4+Al3+(Fe3+)(Ti4+)B(M)(3.000)Al3+Fe3+Ti4+Cr3+V3+Mn2+Mg2+Fe2+Li+A(1.000)K+Na+ Ca2+白云母的晶體化學(xué)式計(jì)算詳見(jiàn)： 肖平,劉軍.2001.多硅白云母晶體化學(xué)式幾種方法的討論.華東地

26、質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào),24(1):11-14.黑云母的晶體化學(xué)式計(jì)算詳見(jiàn)： 5、角閃石族礦物的Fe3+和晶體化學(xué)式計(jì)算 角閃石的化學(xué)通式： A0-1(A)B2（M4）C5(M1M2M3)T4O112(OH)2 A:Na K B:Na Ca Mn2+ Fe2+ Mg2+ C:Al3+ Fe3+ Ti4+ Mn2+ Mg2+ Fe2+ T: Si4+ Al3+ 閃石族礦物的陽(yáng)離子理想占位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(

27、1.000)Na+K+ 用電子探針?lè)治龉杷猁}化學(xué)成分時(shí),只分析了陽(yáng)離子,對(duì)輕元素H 不能分析;陰離子全部作為O 處理。分析出陽(yáng)離子后,以氧化物重量百分比的形式給出它們的含量?？傃踉訑?shù)由這些陽(yáng)離子各自對(duì)應(yīng)的氧原子數(shù)相加獲得。因此,用電子探針?lè)治龅慕Y(jié)果計(jì)算角閃石晶體化學(xué)式時(shí),應(yīng)扣除H所對(duì)應(yīng)的氧原子數(shù)。在理想角閃石中,單位晶體化學(xué)式中H 的系數(shù)為2 ,其所對(duì)應(yīng)的氧原子數(shù)為1。故用O = 23 來(lái)計(jì)算理想角閃石的晶體化學(xué)式。 閃石族礦物的陽(yáng)離子理想占位T(8.000) Si4+ Al3+（Fe3+）（Ti4+）C(M1-M3)(5.000)Al3+Fe3+Ti4+Cr3+Mg2+Fe2+Mn2+Li

28、+B(M4)(2.000)Mg2+Fe2+Mn2+Li+Ca2+Na+A(1.000)Na+K+ 由于角閃石沒(méi)有固定的陽(yáng)離子數(shù)，因此用于計(jì)由于角閃石沒(méi)有固定的陽(yáng)離子數(shù)，因此用于計(jì)算輝石族算輝石族FeFe3+3+含量的電價(jià)差值法、剩余氧計(jì)算含量的電價(jià)差值法、剩余氧計(jì)算法都不適用。法都不適用。 目前常目前常按照理想配比按照理想配比，分別計(jì)算，分別計(jì)算FeFe3+3+最大值和最大值和最小值最小值， FeFe3+3+的真實(shí)值被限定在此范圍內(nèi)。的真實(shí)值被限定在此范圍內(nèi)。 A A1 1（即（即A A位被位被K NaK Na充滿）時(shí)，反映處于最強(qiáng)充滿）時(shí)，反映處于最強(qiáng)還原還原狀態(tài)，狀態(tài)， FeFe3+3+為

29、最小值為最小值。即。即K NaK Na進(jìn)入進(jìn)入A A位，位，則則CaCa以上以上的陽(yáng)離子總數(shù)應(yīng)等于的陽(yáng)離子總數(shù)應(yīng)等于1515，此時(shí)計(jì)算的，此時(shí)計(jì)算的FeFe3+3+為為最小值最小值。 A A0 0時(shí)，反映處于時(shí)，反映處于最強(qiáng)氧化最強(qiáng)氧化狀態(tài)，狀態(tài)， FeFe3+3+為最為最大值大值。即。即A A位空缺位空缺，K NaK Na進(jìn)入進(jìn)入M4M4位，則全部陽(yáng)位，則全部陽(yáng)離子總數(shù)應(yīng)該為離子總數(shù)應(yīng)該為1515，據(jù)此計(jì)算的，據(jù)此計(jì)算的FeFe3+3+為最大值為最大值。 下面介紹的方法是由John C. Schumacher(1991)提出的方法。該方法的中文譯本見(jiàn)： 角閃石電子探針?lè)治鰯?shù)據(jù)中三價(jià)鐵比值的估

30、算 . 巖石礦物學(xué)雜志， 2001，第二期.注：如果所有Fe3+最小值計(jì)算的歸一化因子（8Si，16CAT，全部Fe2+，15eNK）都大于Fe3+最大值計(jì)算的歸一化因子（8SiAl ，15eK，10Fe3+，13eCNK）的話，那么Fe3+的最小值和最大值可以計(jì)算出來(lái)，否則，不能進(jìn)行Fe3+的最小值、最大值的計(jì)算。1、計(jì)算并比較下列參數(shù)： 2、計(jì)算角閃石Fe3+最小值時(shí)的標(biāo)定系數(shù) 在四個(gè)歸一化因子（8Si，16CAT，全部Fe2+ ，15eNK）中選最小值進(jìn)行Fe3+最小值的計(jì)算。如果這四個(gè)參數(shù)都大于1.0000，那么下限為Fe3+0.0000。 在本例中，15eNK(=15Ca)值0.99

31、71最小，被用于Fe3+最小值的計(jì)算。 3、計(jì)算角閃石Fe3+最大值時(shí)的標(biāo)定系數(shù) 四個(gè)歸一化因子（8SiAl ，15eK， 10 Fe3+ ，13eCNK）中的最大值被用于計(jì)算Fe3+最大值。 如果8SiAl、15eK、13eCNK都小于全部Fe3+的值，那么全部Fe3+則用于計(jì)算Fe3+最大值。 在本例中，15eK（15Na ）為四個(gè)參數(shù)中的最大值，且大于全部Fe3+，被用于計(jì)算Fe3+最大值。 4、在估算角閃石電子探針?lè)治鲋抵械腇e3+含量時(shí)，通常取中間值，中間值的估算方法是： 取估算Fe3+最大值和最小值時(shí)的標(biāo)定系數(shù)的平均值，重新計(jì)算第8列的值。 該例中為（0.99714+0.98621

32、）/2=0.99167作業(yè)：分別用電價(jià)差值法、 剩余氧計(jì)算法、化學(xué)計(jì)量性通用公式計(jì)算法(Droop,1987)計(jì)算出輝石中Fe2O3和FeO的百分含量。作業(yè)1、計(jì)算下列長(zhǎng)石中各個(gè)端員分子的含量：自然界的長(zhǎng)石是鉀長(zhǎng)石（Or）鈉長(zhǎng)石(Ab)鈣長(zhǎng)石(An)的固熔體，故設(shè)K+Na+Ca=1重新計(jì)算Or=單位分子中的K1/(K+Na+Ca) Ab Na 1/(K+Na+Ca) 氧化物氧化物列列1 Wt%列列21當(dāng)量質(zhì)量當(dāng)量質(zhì)量分子量分子量/(金屬金屬原子數(shù)原子數(shù)金金屬電價(jià)屬電價(jià))列列3 百分當(dāng)量百分當(dāng)量列列1/列列2列列4 分子式當(dāng)量分子式當(dāng)量列列3標(biāo)定系數(shù)標(biāo)定系數(shù)電價(jià)數(shù)電價(jià)數(shù)離子系數(shù)離子系數(shù)列列4/陽(yáng)

33、離子電價(jià)陽(yáng)離子電價(jià)SiO238.1615.02112.540411.52132.880 Si2.880TiO23.5619.97470.17820.80820.202 AlIV1.120 TAl2O312.8016.99350.75323.41591.139 AlVI0.019 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+1.816CaO0.2828.0