第六章硅酸盐分析

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1、第六章硅酸盐分析第六章硅酸盐分析1 概述概述2 硅酸盐系统分析与分析系统硅酸盐系统分析与分析系统3 硅酸盐全分析硅酸盐全分析4 全分析结果的表示和计算全分析结果的表示和计算1 概述概述1.1 岩石矿物的基本知识岩石矿物的基本知识1.1.1 组成地壳的化学元素组成地壳的化学元素地壳中的物质是由各种化学元素组成的；地壳地壳中的物质是由各种化学元素组成的；地壳中几乎分布了元素周期表中所有的元素。中几乎分布了元素周期表中所有的元素。 地壳中元素的分布情况，前人已做了大量的研地壳中元素的分布情况，前人已做了大量的研究工作，美国地球化学家克拉克究工作，美国地球化学家克拉克(clarke)用了三十多用了三十

2、多年对地壳深年对地壳深16公里内的各种岩石进行分析，计算出公里内的各种岩石进行分析，计算出五十种分布最广的元素在地壳中的质量分数，后来五十种分布最广的元素在地壳中的质量分数，后来又经许多科学家不断的进行修改和补充，这些质量又经许多科学家不断的进行修改和补充，这些质量分数被称为分数被称为“克拉克值克拉克值”(”(地壳丰度地壳丰度) )。 地壳中主要化学元素的克拉克值地壳中主要化学元素的克拉克值(%)元素元素 克拉克值克拉克值(%) 元素元素 克拉克值克拉克值(%)O46.71Ti0.62Si27.69H0.14Al8.07P0.13Fe5.05C0.094Ca3.65Mn0.090Na2.75S

3、0.052K2.58Ba0.050Mg2.08其它其它0.2441.1.2 组成地壳的矿物组成地壳的矿物矿物是具有一定物理和化学特性的自然产物，它矿物是具有一定物理和化学特性的自然产物，它可以是由一种或几种元素的化合物组成，如：可以是由一种或几种元素的化合物组成，如：赤铁矿赤铁矿Fe2O3 方解石方解石CaCO3 金刚石金刚石C 自然金自然金Au自然界矿物存在的状态：固态、液态、气态自然界矿物存在的状态：固态、液态、气态 自然界已发现的矿物有自然界已发现的矿物有2000多种，但主要的矿物多种，但主要的矿物只有只有100多种，常见的矿物只有二、三十种。多种，常见的矿物只有二、三十种。 按化学成分

4、不同，矿物分为以下几类：按化学成分不同，矿物分为以下几类：自然元素类自然元素类：如铂矿：如铂矿(Pt)、金矿金矿(Au)、金刚金刚石和石墨石和石墨(C) 等；等； 硫化物类硫化物类：如闪锌矿：如闪锌矿(ZnS)、黄铜矿黄铜矿(CuFeS2)、黄铁矿黄铁矿(FeS2)等；等；氧化物和氢氧化物类氧化物和氢氧化物类：如石英：如石英(SiO2)、磁铁、磁铁矿矿(Fe3O4)、锡石、锡石(SnO2)、孔雀石孔雀石CuCO3Cu(OH)2等；等； 卤化物类卤化物类：如萤石：如萤石(氟化物氟化物)、岩盐、岩盐(氯化物氯化物)、天然卤水天然卤水(溴化物溴化物)等；等；含氧盐类含氧盐类：如高岭石：如高岭石(硅酸

5、盐硅酸盐)、石灰石、石灰石(碳碳酸盐酸盐)、重晶石、重晶石(硫酸盐硫酸盐)等；等；有机化合物类有机化合物类：如煤、石油等。：如煤、石油等。地壳中主要矿物含量地壳中主要矿物含量橄榄石橄榄石5.9%其它矿物其它矿物16.8%角闪石角闪石0.5%磷灰石磷灰石辉石辉石1.5%铁矿铁矿59.5%长石长石3.8%云母云母12%石英石英1.1.3 组成地壳的岩石组成地壳的岩石地壳是由各种不同的岩石组成的，地壳是由各种不同的岩石组成的，地壳中的各地壳中的各种矿物，都蕴藏在各种岩石中。种矿物，都蕴藏在各种岩石中。按岩石的成因不同，按岩石的成因不同，将岩石分为三大类：将岩石分为三大类： 沉积岩沉积岩岩浆岩岩浆岩变

6、质岩变质岩岩浆岩又称为火成岩岩浆岩又称为火成岩，在岩浆活动的过程中冷，在岩浆活动的过程中冷却凝固而成。组成的基本元素是却凝固而成。组成的基本元素是Si、Al、Ca、Na、K、Fe、Mg、H、O，最主要的成分是最主要的成分是SiO2和和Al2O3，此外还有此外还有S、P、B、H2S、CO2、F、Cl等。绝大多等。绝大多数火成岩主要由橄榄石、辉石、角闪石、长石、云数火成岩主要由橄榄石、辉石、角闪石、长石、云母和石英等六种矿物组成。母和石英等六种矿物组成。沉积岩又称水成岩沉积岩又称水成岩，是地球最上部的成层岩石。，是地球最上部的成层岩石。在地表的各种已成岩石受到各种地质作用于原地或在地表的各种已成岩

7、石受到各种地质作用于原地或由经过流水、风、冰川及其它外力搬运，最后在海由经过流水、风、冰川及其它外力搬运，最后在海洋、低地或海陆之间按照一定的方式沉积下来而成。洋、低地或海陆之间按照一定的方式沉积下来而成。化石的形成是典型的沉积作用。煤、石油等化石燃化石的形成是典型的沉积作用。煤、石油等化石燃料矿产只存在于沉积岩中。料矿产只存在于沉积岩中。地壳中的各种已成岩石，因地球内力影响下，地壳中的各种已成岩石，因地球内力影响下，所处的物理、化学环境发生变化，导致原来的岩石所处的物理、化学环境发生变化，导致原来的岩石在结构和成分上发生变化，这种作用称为变质作用。在结构和成分上发生变化，这种作用称为变质作用

8、。变质岩即为经过变质作用的岩石变质岩即为经过变质作用的岩石。从地表起到从地表起到16公里深处，各种岩石所占的百分公里深处，各种岩石所占的百分比如下：比如下：岩浆岩岩浆岩(包括变质岩浆岩包括变质岩浆岩) 95%沉积岩沉积岩(包括变质沉积岩包括变质沉积岩) 5%岩石在地表的分布面积：沉积岩岩石在地表的分布面积：沉积岩75%，岩浆岩，岩浆岩和变质岩合为和变质岩合为25%。1.2 硅酸盐的组成和种类硅酸盐的组成和种类1.2.1 硅酸盐的组成硅酸盐的组成组成复杂，元素众多，从结构上可以简单看成组成复杂，元素众多，从结构上可以简单看成是由是由SiO2和金属氧化物组成：和金属氧化物组成：iM2O mMO n

9、M2O3 gSiO2从结构上看，基本结构单元是硅氧四面体从结构上看，基本结构单元是硅氧四面体(SiO44-)，这些硅氧四面体以单个或通过共用氧原子，这些硅氧四面体以单个或通过共用氧原子连接其他元素，以各种形式存在而组成硅酸盐。连接其他元素，以各种形式存在而组成硅酸盐。 主要组成元素：主要组成元素：Si、O、Fe、Al、Ti、Ca、Mg、K、Na。其次组成元素：其次组成元素：Mn、B、Zr、Li、H、F、Cl、S、P、C等。等。 1.2.2硅酸盐的种类硅酸盐的种类P123-124天然硅酸盐天然硅酸盐硅酸盐是组成地壳的三大岩类的主要成分，占硅酸盐是组成地壳的三大岩类的主要成分，占地壳质量的地壳质量

10、的85%以上，以上，矿物种类繁多，分布极广。矿物种类繁多，分布极广。常见硅酸盐矿物有石英、长石、云母常见硅酸盐矿物有石英、长石、云母、高岭土、高岭土、滑石、橄榄石、角闪石、辉石等。滑石、橄榄石、角闪石、辉石等。人造硅酸盐人造硅酸盐即硅酸盐制品，如水泥、陶瓷、玻璃、耐火材即硅酸盐制品，如水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料等。料等。1.3 硅酸盐分析的项目与分析意义硅酸盐分析的项目与分析意义1.3.1 分析项目分析项目分析项目：水分、烧失量、分析项目：水分、烧失量、SiO2、Al2O3、TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O。有时去掉烧失量，加有时去掉烧失量，加CO2、S和和C。依据组成和

11、依据组成和需要：需要：MnO、P2O5、V2O5、Cr2O3、F、Cl等。等。 硅酸盐全分析的测定结果，要求各项的百分含硅酸盐全分析的测定结果，要求各项的百分含量总和量总和100%。1.3.2硅酸盐分析的意义硅酸盐分析的意义重要工业原料；许多元素如重要工业原料；许多元素如Li、Be、B、Zr等等也大多取之于硅酸盐矿物。也大多取之于硅酸盐矿物。组成复杂，组成元素众多。组成复杂，组成元素众多。1.4 试样分解试样分解1.4.1 酸溶法酸溶法1.4.1.1盐酸溶解盐酸溶解只对少数样品有用，大多数样品分解不完全；只对少数样品有用，大多数样品分解不完全；有时用于单项分析。有时用于单项分析。1.4.1.2