佛山市礦石元素分析方法培訓學習單位

元素賦存狀態研究不僅是地質人員研究元素地球化學規律、成礦物理化學條件和礦床成因等的重要依據，而且也是選礦工藝研究人員制訂工藝流程、 評價選礦產品質量的科學依據。 礦石中有價元素的可利用性不僅取決于元素在礦石中的含量，還取決于元素的賦存狀態。

元素在礦石中的賦存狀態

某種元素在礦石中的產出形式與其自身的晶體化學性質和形成的物理、 化學條件有關，元素在礦石中的賦存狀態可劃分為3種主要的產出形式，即獨立礦物形式、類質同象形式和吸附形式。

A 獨立礦物

當元素呈獨立礦物形式存在時，該元素構成了礦物的主要和穩定的成分之一，并占據礦物晶格的特定位置。如銅的獨立礦物有黃銅礦、輝銅礦、赤銅礦、黑銅礦、赤銅鐵礦、孔雀石、藍銅礦、磷銅礦等。

B 類質同象

類質同象是元素在礦物中的一種較常見的賦存形式，它是指在礦物晶格中類似質點間相互替代而不改變礦物結構的現象。呈類質同象形式產出的元素與獨立礦物形式不同，這類元素通常不是礦物晶格中的主要和穩定的成分，而是由于其結晶化學性質與礦物中的某個主元素的結晶化學性質相似，在一定的條件下，以次要元素或微量元素的形式進入礦物晶格，這些元素進入礦物晶格后不改變礦物的晶體結構。

如果礦物相互替換的質點成任意比例無限替換，稱為完全類質同象。 例如，鎢鐵礦晶體中 Fe2+被 Mn2+替代的數量，可以從零一直變化到100%，亦即最后達到純的 MnW04，即鎢錳礦。其兩端的純組分，稱為端員礦物，如上所述的鎢鐵礦和鎢錳礦。

如果相互替換的質點只局限于一個有限的范圍內，稱為不完全類質同象。例如，在鉀長石 K[ AISi308]中可有部分 K+被 Na+替代，在鈉長石Na[AISi308]中也可有部分的Na+被 K+替代。再如在閃鋅礦ZnS中，可有 Fe2+替代部分的Zn2+，但替代量不超過約45% (分子數)。 所以，鉀一鈉長石系列和閃鋅礦一鐵閃鋅礦系列都屬于不完全類質同象系列。

此外，一些在地売中豐度很低的稀有元素，往往以類質同象替代的方式進人適當的其他化合物的晶格中，形成不完全類質同象，它們的替代量都非常小。這種微量元素以不完全類質同象形式替代晶體中主要元素的現象，在地球化學中特稱為內潛同晶；而這些替代元素則常被稱為類質同象雜質。

在類質同象替換中常把次要成分稱為類質同象混入物 。 當相互替換的質點電價相同時，稱為等價類質同象。例如，前述的黑鎢礦(Mn2+與 Fe2+相互替代)、鉀一鈉長石系列(K+與 Na+相互替代)。如果替換的質點電價不同，稱為異價類質同象。例如霓輝石，其(Na,Ca) (Fe3+,Fe2+) [Si206]中的 Ca2+與 Na+以及 Fe2+與 Fe3+之間均為異價的替代關系。 任何異價類質同象混晶的類質同象替代必須有電價補償，以維持電價的平衡。 如霓輝石中，每有一個 Fe2+帶代一個 Fe3+ , 同時就有一個 Ca2+替代一個 Na+。

稀散元素本身不形成獨立礦物，只能以類質同象混入物的狀態分散在其他礦物中，如閃鋅礦中的稼、 輝鉬礦中的錸、 黃鐵礦中的鈷等，由于這些元素含量通常極少，因而一般在化學式中不表現出來。這些稀散元素一般先選載體礦物再用冶金方法回收。