矿物化学成分类型

二、矿物化学成分类型

自然界的矿物，从化学成分分析可分为两类：一类是单质，即由同种元素形成的矿物，如自然金（Au）、自然银（Ag）、石墨（C）、金刚石（C）等；另一类是化合物，即由两种或两种以上的元素所形成的矿物。按元素组成特征可分为简单化合物矿物，即由一种阳离子与一种阴离子结合形成的化合物矿物，如石盐（NaCl）、方铅矿（PbS）等；复杂化合物矿物，即由两种以上的离子或离子团所形成的化合物矿物，如铬铁矿（FeCr₂O₄）、锆石（Zr［SiO₄］）等。

自然界形成的矿物，其成分都是不纯净的，是在一定的范围内可变化的。引起变化的原因一是元素之间的类质同象替换；二是主要以吸附形式或以显微包体形式出现的机械混入物。这两种原因都会造成矿物组分的改变。

自然界的矿物，按照组成成分的稳定性可分为：

（一）计量化合物

这种化合物的矿物具有比较稳定的化学组成，其离子组成遵守元素定比定律和倍比定律，虽然在矿物晶体结构中可发生类质同象替换，但若将发生类质同象替换的各种元素作为一个统一的成分来分析，它们的化学组成仍符合定比定律和倍比定律。如含铁闪锌矿中，虽然铁组分变化较大，但Fe²⁺+Zn²⁺的总量与S^2－的总量比不变，仍然是1∶1。

（二）非计量化合物

这种化合物矿物的各化学组分之间不遵守元素定比定律和倍比定律。在矿物晶体结构中常产生两种情况：第一种为晶体结构中阳离子数目少于阴离子数目。如磁黄铁矿的晶体化学式Fe_1－xS，晶体结构中铁离子数目少于硫离子，存在正离子空位，它的电荷平衡是由2个Fe³⁺代替3Fe²⁺来完成的，这种非化学计量的矿物实际上是在FeS中加入了Fe₂S₃的固溶体，它们是不同化合价态的金属形成有限固溶体。实际上价电子不是出现在特定的位置上，而是很容易的从一个离子的位置迁移到另一个离子的位置上，这类晶体的导电性能会增大。另一种为晶体结构中阳离子数目多于阴离子数目。如金红石TiO_2－x等存在负离子空位的固溶体，称为缺氧化合物。此外自然界还存在有金属过剩氧化物（如Zn_1+xO）和氧过剩氧化物（UO_2+x），这些晶体都是由金属的高价态离子和低价态离子形成的固溶体。