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简介

thiophile element
根据戈尔德施密特的分类,元素分为五类:亲铁元素、亲硫元素、亲石元素亲气元素、有机元素。
亲硫元素:这些元素常形成硫化物,主要与中酸性岩浆岩及热液有关。
ⅠB族:Cu、Ag、Au;
ⅡB族:Zn、Cd、Hg;
非变价亲硫元素,Ga、Ge、In、Sn、Tl、Pb,
因为这些元素常与 共生,也称 亲铜元素(chalcophile element)。
指与 亲和力强,自然界主要以硫化物状态产出的元素。
这些元素离子的最外层电子为具18电子的铜型结构,氧化物的形成热小于氧化铁的形成热,包括四至六周期中I、II副族和III至VII主族的元素。

其他元素分类

1、亲铁元素
这些元素与铁共生,主要存在于基性、超基性岩中(包括Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni及铂族元素等等),其相当于我们前面介绍的黑色合金元素及铂族元素。
2、亲硫元素
这些元素常形成硫化物,主要与中酸性岩浆岩及热液有关:
ⅠB族:Cu、Ag、Au;
ⅡB族:Zn、Cd、Hg;
非变价亲硫元素,Ga、Ge、In、Sn、Tl、Pb,
因为这些元素常与铜共生,也称亲铜元素。
3、亲石元素
这类元素常形成氧化物、硅氧酸岩或各类含氧酸岩,主要富集于地壳及酸碱性岩中,也称为造岩元素(如O、Si、Al、K、Na、Ca、Mg、Li、Rb、Be、Sr、Ba等)。
碱土金属与碱金属元素都属于亲石元素,主要为成岩元素,Li、Be产于伟晶岩中;Na、Mg、Al、Si、K、Ca一般岩石矿物的主要组成元素;Rb、Cs、Sr、Ba、稀有金属可以形成独立矿物。一些放射性元素U、Th、Ra也主要与亲石元素共生,尤其是与碱性岩元素共生。
一些稀有元素,Sc、Y、Zr、Hf、Nb、Ta、W、Mo、REE,一般形成氧化物,可以形成独立矿物或作为伴生微量元素出现。
4、亲气元素
以气态为主要存在状态的元素,常易于形成易溶、易挥发的化合物,由于其较大的流动性,是有利于成矿元素的迁移富集的。
亲气元素是岩浆射气的主要成分:
如B、C、N、O、F、P、S、Cl,包括主要的卤素元素,常与金属元素形成络合物或络阴离子:
[FeOH]2+、[FeCl]2+、[FeCl3]1-、[FeSO4]1+、
[Fe(SO4)2]1-、[CuCl2]-、[CuCl3]2-、
[CuCl]1+、[Cu(S2O3)2]3-、[AgCl2]-、
[Ag(NH2)2]2+、[Ag(S2O3)2]3-、[PbCl3]-、[ZnCl3]-、[ZnCl4]2-、[PbCl]1+、[ZnCl]1+;
络阴离子可以增加金属元素的溶解度,因此也称为矿化剂或挥发性元素。
实验表明,成矿元素在盐水溶液中的溶解度明显增加,主要与形成络合物或络阴离子有关。
5、有机元素
也叫生命元素,他们是构成生命有机体的主要元素,因此与生命活动有关,主要是C、H、O、N、P、S、Cl、Ca、Mg、K、Na等

元素的亲合性

地壳是一个包含92种天然元素组成的自然体系。在其特定的温度、压力和酸碱环境中,这些元素互相组合,形成了特定的共生结合规律。
天然矿物一般按阴离子分类,地壳中常见的是含氧化合物、硫化物、卤化物及天然元素等。地球化学上把阳离子有选择地与阴离子结合的倾向性,称为元素的亲合性,并进一步按这种亲合性进行元素分类。华盛顿(1920)将与氧结合或与氟、氯结合的元素称为成岩元素,而与硫、硒、碲、砷、碘、溴结合的元素称为成矿元素。与之相似的是兰卡玛-萨哈玛划分的亲氧元素和亲硫元素。这显然是地质学中广为熟知的含氧化合物的造岩元素和以重金属硫化物为代表的金属硫化物元素(包括共价键结合的类硫化物矿物元素)。戈尔德施密特将冶炼炉中出现的四相(金属铁、硫化铁、硅酸盐矿渣和气体)与陨石中的铁陨石、陨硫铁和球粒陨石中的化学成分相比较,并结合地质作用中元素共生规律,提出了划分为亲铁、亲硫(亲铜)、亲氧(亲石)、亲生物元素的分类方案,并得到了广泛的认同。
亲铁元素:自然界倾向于以自然元素产出,价电子不易丢失,与氧、硫亲合力均弱,集中于铁-镍核中的元素。如Au、Ge、Sn、(Pb)、C、P、(As)、Mo、(W)、Re、Fe、Cr、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt。
亲硫元素:与硫亲合力强,是因为这些元素的金属离子具18电子结构,易于极化而与易极化的硫离子形成共价键,易熔于硫化铁熔体的元素。如Cu、Ag、Zn、Cd、Hg、In、Tl、(Ge)、(Sn)、(Pb)、As、Sb、Bi、Se、Te、Fe。
亲氧元素(又称亲石元素):离子外层电子云为8个电子的隋性气体型稳定结构,与氧形成稳定的离子键化合物,易熔于硅酸盐熔体的元素。如Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、B、Al、Sc、Y、TR、C、Si、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、P、As、O、W、Mn、H、F、Cl、Br、I。
亲气元素:原子外层电子为8个电子型,原子容积最大,具有挥发性或易形成挥发性化合物,主要集中在气体中。如H、C、N、O、I、Hg、He、Ne、Ar、Rr、Xe、Rn
亲生物元素:生物圈中富集于有机物中的元素。如H、C、N、O、P、S、Cl、(R)、(Ca)、(Fe)、(B)、(F)、(Si)、(Mn)、(Cu)、I。
将戈尔德施密特的元素分类置于周期表中(图1—2),发现元素的地球化学分类在周期表中呈规律分布,它可以和键的类型相联系。整体而言,离子键化合物为亲石元素,共价键化合物为亲硫元素,金属键化合物为亲铁元素。
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- 来自原声例句
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