一些铁镁矿物电子探针数据中铁的计算方法2.doc

《现代矿物学》题目:电子探针数据中Fe3+、Fe2+的计算姓名：王永明学号：2111120004学院:海洋学院专业：地质工程第18组其他成员：王星星、周思思、王文国某些矿物晶体化学式和端元组分的计算，需要依赖Fe3+Fe2+的含量，但 是电子探针分析区别不出铁的价态因此，对含铁的硅酸盐和氧化物矿物的 电子探针分析结果，需要依据一定的晶体化学原理，有全铁间接计算出 Fe3+Fe2+的含量计算方法一、电价差值法由于矿物中阳离子正电价总数与阴离子负电价总数应平衡，而电子探针 得出的FeO*值把Fe3+也当成了 Fe2+，因此分子式中的阳离子总电价必然低于 理论电价据此差值则可求出Fe3+含量，即：Fe3+二理论电价卜计算电价Fe2+ = Fe - Fe3+总计算步骤：（1） 按阳离子法计算出矿物各阳离子系数；（2） 算出阳离子总电价，该电价与理论电价之差即为的Fe3+阳离子系 数；（3） 据分子式由Fe3+求出Fe2O3含量（重量％）（4） 由Fe2 +二Fe -Fe3+求出Fe2+的阳离子系数并求出FeO含量总下面以辉石为例，计算电子探针数据中的Fe2+和Fe3+组分质■百分 数分量摩尔数某牌石Fe2+Fe3+电子探卡1分析f值及计算方法计算正电价阴离数以阴离子数6为基准的阳离数阳离数以阳离子数4计 算1阳离子系数~»B%—（氧离J数）—摩尔数,\厶.3 SiO249.2860.080.82010.82011.8284*4=7.31361.64021.8617Si=1・ 8617AW6.35101.960.0620.1240.2764*3=0・82920.1860.2815a1iv=0.13832.0a1vi=0.1432TiO21.1779.900.0140.0140.0312*4=0.12480.0280.0318Ti=0.0318FeO*12.5071.850.1740.1740.3880*2=0.77600.1740.3950Fe=0.3950MnO0.0770.940.0010.0010.0022*2=0.00440.0010.0023Mn=0.0023MgO10.3940.300.2570・2570.5730*2=1.14600・2570.5830Mg=0.58302・06CaO17.3956.080.3100.3100.6911*2=1.38220.3100.7037Ca=0.7037K2O0.2394.200.0020.0040.0089*1=0.00890.0020.009K=0.009Na?。

2・8061.980.0450.0900.2007*1=0.20070.0450.204Na=0.204EEE=11.7858E=2.6432=100.18=1.79416/2.6432=2.274/1.7941理论电价=12=2.2295Fe3+=理论电价一计算电价= 12-11.7858=0.2142；Fe2+=Fe -Fe3+=0.3880-0.2142=0.1738；总FeQ尸0.2142m (4/1.7941)三2X 159.7=7.67%；2 3FeO=0.1738m (4/1.7941 )X71.85=5.60%二、剩余氧计算法：对于含变价Fe的矿物，电子探针分析值以FeO*形式给出全铁含量把 Fe2O3换算成FeO的关系式为：Fe2O3=2FeO+O可见由于Fe3+和Fe2+的价态 差异，在换算过程中损失了部分氧(剩余氧，用O表示)，即FeO*中未包x含剩余氧Ox对于阳阴离子总数有固定比值的矿物，如辉石为4： 6,石榴石为8：12,钛铁矿为2： 3等，可由电子探针分子值分别算出阳、阴离子总数，又 可据其理论比值算出理论阴离子总数理论阴离子总数与计算阴离子总数之 差则为剩余氧O。

X由于Fe2O3=2FeO+O所以Fe2O3的分子数O原子数相同，将O乘以2 3 x 2 3 x xFe2O3的分子量就得Fe2O3含量同样以某辉石例：组分质量百分数3j%八F月摩尔数阳离子数以阳离子数计 算的阳离子系 数阴离子数(氧离子数)以阴离子数i为基准的阳离子数分子量49.2860.080.82010.82011.82841.64021.8617Si=1.8617A】2O36.35101 ・960.0620.1240.27640.1860.2815A1iv=0.13832.0A1vi=0.1432HO21.1779.900.0140.0140.03120.0280.0318Ti=0.0318FeO*12.5071.850.1740.1740.38800.1740.3950Fe=0.3950MnO0.0770.940.0010.0010.00220.0010.0023Mn=0.0023MgO10.3940.300.2570.2570.57300.2570.5830Mg=0.58302.06CaO17.3956.080.3100.3100.69110.3100.7037Ca=0.7037K2O0.2394.200.0020.0040.00890.0020.009K=0.009NH2。

2.8061.980.0450.0900.20070.0450.204Na=0.204ssS=2.6432=100.18=1.79416/2.6432=2.270计算阳离子总数=1.7941理论阳离子总数计算阴离子总数=2.6432理论比值：理论阳离子总数/理论阴离子总数=4/6理论阴离子总数=6/4x1.7941=2.6912剩余氧O =理论阴离子总数一计算阴离子总数=2.6912-2.6432=0.048X剩余氧 O =2.6912-2.6432=0.048X因为Fe2O3的分子数与O原子数相同，2 3 x所以 Fe2O3=0.048x159.70 （Fe2O3 的分子量）=7.67%；因为2凤•仝 9 （Fe2O3与中FeO含Fe量之比），Fe O FeO 10 2 32 3即FeO=0.9Fe2O3 （等量Fe由Fe2O3形式换算成FeO形式），所以 FeO=FeO*-0.9Fe2O3=12.5-0.9x7.67%=5.60%三、化学计量性通用公式计算法（Droop, 1987）原理：如果Fe是矿物中唯一的变价元素，则单位分子式中Fe3+的系数可 以依据如下原理计算出来：（1） 若氧是唯一的阴离子，则阳离子正电价之和是氧原子数的2倍；（2） 单位分子式中阳离子的总数符合理论化学计量系数；按照晶体化 学原理，Fe3+与其他元素的含量具有确定的函数关系。

Droop （1987）根据上 述原理，推导出计算铁镁硅酸盐和氧化物Fe3+的通用公式为：F=2X （1- T/S），X为分子式中的氧原子数；T为阳离子的理论数目；S为将Fe均作为 Fe2+时的阳离子数；F为分子式中Fe3+的系数3） 该式适用的矿物包括：铝榴石、钙榴石、铝酸盐尖晶石、磁铁矿、辉石、硬绿泥石和钛铁矿不适用于：①含有阳离子空位的矿物，如云 母、磁赤铁矿；②具有Si4+=4H+替代的矿物，如电气石；③含有除氧以外未 予分析的阴离子矿物，如含硼的柱晶石；④含有两种或两种以上变价元素的 矿物部分矿物的X和T值矿物X （分子式中的氧原子数）Y （阳离子的理论数目）辉石 XY[T2O6]64石榴石 A3B2[SiO4]3128尖晶石ab2o443钛铁矿FeTiO332计算步骤：（1） 由电子探针结果（wt%），计算以X个O为基准，全Fe作为 Fe2+的离子系数2） 计算S值（将Fe均作为Fe2+时的阳离子数（各阳离子系数和）； 如果S>T，进入下一步计算，否则所有的Fe均应为Fe2+3) 由F=2X (1-T/S)计算的Fe3+系数(X为分子式中的氧原子数，T 为分子式中阳离子的理论数目)。

4) 各阳离子系数XT/S,将离子系数标定为T个阳离子的分子式位5) 如果F＜经标定的全Fe离子数，则按Fe3+=F,剩余的Fe作Fe2+, 写出分子式否则，所有的Fe均应为Fe3+6) 计算 wt (FeO)(%) =wt (FeO*) xFe2+/ (Fe2++Fe3+)； wt (Fe2O3)(%) =1.1113xwt (FeO*) xFe3+/ (Fe2++Fe3+)厶 J某辉石Fe2+F®+电子探针分析值及计算方法1组 分2质量百分 数«%:分子量4分子摩 尔数5阳离数6阴离子数(氧离®7以阴离子数6为 基准的阳离数1 T=4时的阳离 子系数7X0.98239以阴离子数6为基准的离数siq49.2860・080.82010.82011.64021.86171.8288Si=1・8617Aft6.35101.960.0620.1240.1860.28150.2765Affv=0・13832.0A1vi=0.1432TiO21.1779・900.0140.0140.0280.03180.03124Ti=0・ 0318FeO*12.5071.850.1740.1740.1740.39500.388Fe=0.3950MnO0.0770.940.0010.0010.0010.00230.0022Mn=0.0023MgO10.3940.300.2570.2570.2570.58300.5727Mg=0.58302.06CaO17.3956・080.3100.3100.3100.70370.6913Ca=0.7037K2O0.2394.200.0020.0040.0020.0090.00。