地质分析课件：第八章 硅酸盐岩石分析 （第一章）.ppt

1、 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-23第八章硅酸盐岩石分析第八章硅酸盐岩石分析 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-23本章要点：本章要点：1.掌握硅酸盐岩全分析的流程；掌握硅酸盐岩全分析的流程；2.掌握主量成分的分析方法；掌握主量成分的分析方法；3.掌握分析结果的数

2、据处理。掌握分析结果的数据处理。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-23第一节第一节 概述概述一、硅酸盐在自然界的存在一、硅酸盐在自然界的存在地球的外壳，主要由硅酸盐岩石组成。按质量地球的外壳，主要由硅酸盐岩石组成。按质量计，地壳组成的计，地壳组成的85%以上都是硅酸盐。以上都是硅酸盐。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials

3、Science and Chemistry2022-1-23硅酸是二氧化硅的水合物，有多种组成，硅酸是二氧化硅的水合物，有多种组成，如偏硅酸如偏硅酸H2SiO3、正硅酸、正硅酸H2SiO4、焦硅酸、焦硅酸等等H6Si2O7等，可用等，可用xSiO2yH2O表示，习表示，习惯上常用简单的偏硅酸代表硅酸。惯上常用简单的偏硅酸代表硅酸。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-235硅酸盐类的矿物在自然界分布非常广泛，它们硅酸盐类的矿物在自然

4、界分布非常广泛，它们是火成岩、沉积岩、变质岩的主要组成部分。硅是火成岩、沉积岩、变质岩的主要组成部分。硅酸盐中由于硅氧四面体以不同的方式结合，形成酸盐中由于硅氧四面体以不同的方式结合，形成了种类繁多的硅酸盐类矿物，已知的硅酸盐矿物了种类繁多的硅酸盐类矿物，已知的硅酸盐矿物不下不下800种，约占已知矿物的种类的种，约占已知矿物的种类的1/3。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-236翡翠，也称翡翠玉、翠玉、硬玉、缅甸玉，是玉的一种，

5、颜色呈翠绿色（翡翠，也称翡翠玉、翠玉、硬玉、缅甸玉，是玉的一种，颜色呈翠绿色（称之翠）或红色（称之翡）。是在地质作用过程中形成的主要由硬玉、绿辉称之翠）或红色（称之翡）。是在地质作用过程中形成的主要由硬玉、绿辉石和钠铬辉石组成的达到玉级的多晶集合体。石和钠铬辉石组成的达到玉级的多晶集合体。翡翠原石翡翠属辉石类，单斜晶系、完全翡翠原石翡翠属辉石类，单斜晶系、完全解理解理。主要组成物为硅酸铝钠。主要组成物为硅酸铝钠(NaAlSi2O6，宝石矿中含有超过，宝石矿中含有超过50%以上的硅酸铝钠才被视为翡翠以上的硅酸铝钠才被视为翡翠)，出产，出产于低温高压下生成的变质岩层中。往往伴生在于低温高压下生成的

6、变质岩层中。往往伴生在蓝闪石蓝闪石、白云母、硬柱石（二、白云母、硬柱石（二水钙长石）、霰石和石英。莫氏硬度在水钙长石）、霰石和石英。莫氏硬度在6.57之间，比重在之间，比重在3.253.35之间之间，熔点介于，熔点介于9001000C之间。之间。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-237 按二氧化硅的含量不同硅酸盐岩石可分为按二氧化硅的含量不同硅酸盐岩石可分为:酸性岩酸性岩中性岩中性岩基性岩基性岩超基性岩超基性岩 China Un

7、iversity of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2381、酸性岩、酸性岩 酸性岩中二氧化硅的含量大酸性岩中二氧化硅的含量大于于65%，为硅酸过饱和岩石。其，为硅酸过饱和岩石。其中含有过量的以石英形式或无定中含有过量的以石英形式或无定型存在的二氧化硅。主要岩石有型存在的二氧化硅。主要岩石有花岗岩、流纹岩、石英斑岩等。花岗岩、流纹岩、石英斑岩等。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty

8、of materials Science and Chemistry2022-1-2392、中性岩、中性岩 中性岩中二氧化硅全部中性岩中二氧化硅全部结合成硅酸盐形式。二氧化结合成硅酸盐形式。二氧化硅含量为硅含量为52-65%。主要岩。主要岩石有闪长岩、闪长斑岩、安石有闪长岩、闪长斑岩、安山岩等。山岩等。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-23103、基性岩、基性岩 基性岩中二氧化硅含量基性岩中二氧化硅含量不饱和，二氧化硅含量为不饱

9、和，二氧化硅含量为45-52%。主要岩石有辉长岩、。主要岩石有辉长岩、辉绿岩、玄武岩等。辉绿岩、玄武岩等。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-23114、超基性岩、超基性岩 超基性岩中二氧化硅含量超基性岩中二氧化硅含量很不饱和，二氧化硅含量低于很不饱和，二氧化硅含量低于45%。主要岩石有橄榄岩、辉。主要岩石有橄榄岩、辉岩、角闪岩等岩、角闪岩等 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学

10、学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2312 按二氧化硅含量划分，粘土和黄土也属于硅酸按二氧化硅含量划分，粘土和黄土也属于硅酸盐岩石范畴。盐岩石范畴。 在以上几类岩石中，除二氧化硅含量以外，其在以上几类岩石中，除二氧化硅含量以外，其他金属氧化物的含量也有明显的变化。他金属氧化物的含量也有明显的变化。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2313 在酸性岩中，

11、三氧化二铝的含量约为在酸性岩中，三氧化二铝的含量约为10-16%，钾、钠氧化物的含量约为，钾、钠氧化物的含量约为7-8%，钛含量不高，钛含量不高，碱土金属的含量较低，铬、镍、锰通常不存在；碱土金属的含量较低，铬、镍、锰通常不存在； China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2314 中性岩含有较高的铝和碱金属，碱土中性岩含有较高的铝和碱金属，碱土金属的含量也较高。金属的含量也较高。 China University of Geoscien

12、ces材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2315 在基性和超基性岩中，钙和镁含量较在基性和超基性岩中，钙和镁含量较高，并含有镍、铬和亚铁，钒常存在于基高，并含有镍、铬和亚铁，钒常存在于基性或超基性岩石中，锶、钡则常存在于中性或超基性岩石中，锶、钡则常存在于中性或酸性岩石中。性或酸性岩石中。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-23

13、16二、硅酸盐岩石的成分二、硅酸盐岩石的成分 硅酸盐岩石和矿物的种类很多，其化学组成硅酸盐岩石和矿物的种类很多，其化学组成也各不相同，周期表中的大部分天然元素几乎都也各不相同，周期表中的大部分天然元素几乎都可能存在其中。可能存在其中。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2317 组成硅酸盐矿物和岩石的成分中最主要组成硅酸盐矿物和岩石的成分中最主要的元素是氧、硅、铝、铁、钙、镁、钾，其的元素是氧、硅、铝、铁、钙、镁、钾，其次是锰、钛

14、、硼、锆、锂、氢、氟等，各组次是锰、钛、硼、锆、锂、氢、氟等，各组分的含量变动很大。如下表所示：分的含量变动很大。如下表所示： China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2318硅酸盐岩石和硅酸盐矿物中基本成分的浓度范围硅酸盐岩石和硅酸盐矿物中基本成分的浓度范围成分成分浓度（浓度（%）成分成分浓度（浓度（%）SiO230-80H2O0-10Al2O30-30TiO20-5Fe2O30-10P2O50-1.5FeO0-10MnO20-1Mg

15、O0-50CO20-2CaO0-20F0-3Na2O0-15S0-1K2O0-15 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2319三、硅酸盐分析项目三、硅酸盐分析项目 在地质工作中，经常要求进行岩石成在地质工作中，经常要求进行岩石成分的全分析，其主要目的是为了了解岩石分的全分析，其主要目的是为了了解岩石内部组分的变化，元素在地壳内的迁移情内部组分的变化，元素在地壳内的迁移情况和变化规律，岩浆的来源，阐述岩石的况和变化规律，岩浆的来源，

16、阐述岩石的成因等问题。成因等问题。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2320 在岩石中含量（以氧化物表示）在岩石中含量（以氧化物表示）超过超过1%的成分称作的成分称作“主成分主成分”；含量在含量在0.011.00%之间成分，称作之间成分，称作“次次要成分要成分”；低于低于0.01%的成分称作的成分称作“痕量成分痕量成分”。通常的岩石全分析包括主成分和次要成分。通常的岩石全分析包括主成分和次要成分。 China Universit

17、y of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2321 岩石的全分析项目一般为岩石的全分析项目一般为SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O+（化合水包括结构水和结晶水）、（化合水包括结构水和结晶水）、 H2O-（吸附（吸附水）、水）、TiO2、P2O5、MnO、CO2等等14项。项。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials S

18、cience and Chemistry2022-1-2322 有时还要求测定有时还要求测定SO3、Cl、F、SrO、BaO，或者还要求测定痕量元素：，或者还要求测定痕量元素：B、V、Cr、Ni、Co等等。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2323第二节第二节 硅酸盐岩石试样的硅酸盐岩石试样的 准备和分解准备和分解一、硅酸盐试样的处理一、硅酸盐试样的处理1、磨碎、磨碎 原试样在制备过程中，应研细至全部过原试样在制备过程中，应研细

19、至全部过160目筛，并目筛，并充分混匀。充分混匀。2、试样的烘干、试样的烘干 试样吸附的水分为无效成分，一般应在分析前将其除试样吸附的水分为无效成分，一般应在分析前将其除去。采取的方法一般是在去。采取的方法一般是在105110下烘干下烘干2h。粘土样品。粘土样品烘干后吸水性很强，冷却后要快速称量。烘干后吸水性很强，冷却后要快速称量。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2324（一）酸分解（一）酸分解1 1、氢氟酸分解、氢氟酸分解

20、氢氟酸与二氧化硅作用生成挥发性的化合物四氢氟酸与二氧化硅作用生成挥发性的化合物四氟化硅或氟硅酸，所以氢氟酸是分解硅酸盐试样十氟化硅或氟硅酸，所以氢氟酸是分解硅酸盐试样十分有效的试剂，大多数硅酸盐岩石矿物试样均能被分有效的试剂，大多数硅酸盐岩石矿物试样均能被氢氟酸分解。氢氟酸分解。二、试样的分解方法二、试样的分解方法 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2325氟化物存在对某些元素测定有干扰，因此试样氟化物存在对某些元素测定有干扰，因

21、此试样分解后，应将氟除去。为此，常将氢氟酸与其它分解后，应将氟除去。为此，常将氢氟酸与其它无机酸混合使用，特别是高沸点的无机酸、加热无机酸混合使用，特别是高沸点的无机酸、加热蒸发时可以除去氢氟酸。蒸发时可以除去氢氟酸。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2326（1 1）氢氟酸）氢氟酸- -硝酸分解样品，可促使样品硝酸分解样品，可促使样品中硫化物、有机物、亚铁和其它还原物中硫化物、有机物、亚铁和其它还原物质氧化；质氧化； Chin

22、a University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2327（2 2）氢氟酸）氢氟酸- -硫酸分解样品，溶样温度较高，试硫酸分解样品，溶样温度较高，试样易分解完全。样易分解完全。硫酸蒸发冒烟温度高，可以彻底除尽氢氟酸。硫酸蒸发冒烟温度高，可以彻底除尽氢氟酸。但是如果试样中碱土金属和铅的含量较高时，因但是如果试样中碱土金属和铅的含量较高时，因硫酸存在，与这些金属离子形成难溶的硫酸盐，硫酸存在，与这些金属离子形成难溶的硫酸盐，给以后的分析带来麻烦。铝与铁的硫酸

23、盐，在冒给以后的分析带来麻烦。铝与铁的硫酸盐，在冒烟的温度过高时也脱水，形成难溶解的物质；烟的温度过高时也脱水，形成难溶解的物质； China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2328（3 3）氢氟酸）氢氟酸- -高氯酸分解样品，试样分解高氯酸分解样品，试样分解较完全。由于溶液蒸发冒烟温度较硫酸冒较完全。由于溶液蒸发冒烟温度较硫酸冒烟的温度低，残渣不易溅跳损失。烟的温度低，残渣不易溅跳损失。 China University of Geos

24、ciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2329金属的高氯酸盐大多易溶于水，但钾、铷、铯金属的高氯酸盐大多易溶于水，但钾、铷、铯的高氯酸盐水溶性较小，所以如需测上述三个元的高氯酸盐水溶性较小，所以如需测上述三个元素时，不应使用高氯酸。使用氢氟酸素时，不应使用高氯酸。使用氢氟酸- -高氯酸溶高氯酸溶样时要注意安全，一般先加硝酸，氧化样品中的样时要注意安全，一般先加硝酸，氧化样品中的还原性物质，再加高氯酸，使用高氯酸溶样的通还原性物质，再加高氯酸，使用高氯酸溶样的通风橱管道需注意定期用水

25、冲洗；风橱管道需注意定期用水冲洗； China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2330二、熔融二、熔融1、无水碳酸钠熔融分解、无水碳酸钠熔融分解 无水碳酸钠（无水碳酸钠（851 ）与硅酸盐共熔时发生）与硅酸盐共熔时发生复分解反应，生成易溶性的硅酸钠、铝酸钠、铬复分解反应，生成易溶性的硅酸钠、铝酸钠、铬酸钠、锰酸钠、磷酸钠等盐类，经盐酸酸化，得酸钠、锰酸钠、磷酸钠等盐类，经盐酸酸化，得到硅酸和金属氯化物。到硅酸和金属氯化物。 China U

26、niversity of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2331熔样时，熔剂的用量取决于岩石的性质，如为酸性熔样时，熔剂的用量取决于岩石的性质，如为酸性岩，熔剂用量约为试样的岩，熔剂用量约为试样的56倍，如为基性岩，则需倍，如为基性岩，则需增加熔剂的用量。增加熔剂的用量。熔样前先将试样与熔剂仔细混匀，并在表面覆盖一熔样前先将试样与熔剂仔细混匀，并在表面覆盖一层熔剂，然后逐渐升温，一般在层熔剂，然后逐渐升温，一般在9501000熔融熔融3040分钟。分解时使用铂坩埚。

27、分钟。分解时使用铂坩埚。熔样时应注意以下几点熔样时应注意以下几点: China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2332使用铂坩埚时，一定要遵守铂器皿的使使用铂坩埚时，一定要遵守铂器皿的使用规则。含重金属的试样不能直接在铂坩用规则。含重金属的试样不能直接在铂坩埚中熔融，以免损坏坩埚，遇到这种情况埚中熔融，以免损坏坩埚，遇到这种情况，先用王水处理样品，分解重金属并洗净，先用王水处理样品，分解重金属并洗净王水后，将其不溶残渣进行熔融。王水后，将

28、其不溶残渣进行熔融。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2333氢氧化钠、氢氧化钾分解硅酸盐岩石试样能氢氧化钠、氢氧化钾分解硅酸盐岩石试样能力较强，石英也能与之迅速作用，生成可溶力较强，石英也能与之迅速作用，生成可溶性硅酸盐。氢氧化钠（性硅酸盐。氢氧化钠（314 314 ）、氢氧化钾）、氢氧化钾（360360）熔点均较低，可在较低温度（）熔点均较低，可在较低温度（500-500-600 600 ）下分解试样。）下分解试样。2 2、

29、氢氧化钠（钾）熔融分解、氢氧化钠（钾）熔融分解 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2334由于分解温度较低，有些难分解的样品由于分解温度较低，有些难分解的样品分解不完全，为了提高分解能力，有时加分解不完全，为了提高分解能力，有时加入少量的过氧化钠共熔。通常用镍、铁、入少量的过氧化钠共熔。通常用镍、铁、银或石墨坩埚在银或石墨坩埚在600 600 左右熔融左右熔融1515分钟。分钟。试样与熔剂的比例为试样与熔剂的比例为1:8-1:10

30、1:8-1:10。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2335若用银坩埚熔样，会引入少量若用银坩埚熔样，会引入少量AgAg+ +，重量，重量法测法测SiOSiO2 2时，时，AgClAgCl会玷污沉淀，可采用较会玷污沉淀，可采用较浓的盐酸洗涤沉淀，使银形成银氯配离子浓的盐酸洗涤沉淀，使银形成银氯配离子而除去。而除去。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Facult

31、y of materials Science and Chemistry2022-1-2336过氧化钠是一种强氧化性的碱性熔剂，分解硅酸过氧化钠是一种强氧化性的碱性熔剂，分解硅酸盐岩石样能力极强，许多较难被酸或其它熔剂分盐岩石样能力极强，许多较难被酸或其它熔剂分解的硅酸盐矿物，如熄石、铬铁矿等，都能被过解的硅酸盐矿物，如熄石、铬铁矿等，都能被过氧化钠分解，用过氧化钠熔融分解样品时，能将氧化钠分解，用过氧化钠熔融分解样品时，能将一些元素的低价化合物氧化为高价状态。如铬被一些元素的低价化合物氧化为高价状态。如铬被氧化为六价，硫化物、砷化物被氧化为硫酸盐和氧化为六价，硫化物、砷化物被氧化为硫酸盐和砷

32、酸盐。砷酸盐。3 3、过氧化钠熔融分解、过氧化钠熔融分解 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2337试样与熔剂以试样与熔剂以1:6-1:81:6-1:8的质量比在铁、镍、刚玉的质量比在铁、镍、刚玉坩埚中进行熔样。熔样的温度坩埚中进行熔样。熔样的温度650-700650-700，熔融，熔融10-1510-15分钟。熔样时对坩埚的侵蚀严重，因此采用分钟。熔样时对坩埚的侵蚀严重，因此采用过氧化钠与碳酸钠或氢氧化钠混合物熔融分解，过氧化钠

33、与碳酸钠或氢氧化钠混合物熔融分解，或采用过氧化钠低温烧结分解法，以减轻对坩埚或采用过氧化钠低温烧结分解法，以减轻对坩埚的侵蚀。烧结温度控制的侵蚀。烧结温度控制540 540 以下时，对铂坩埚以下时，对铂坩埚损耗较小。损耗较小。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2338过氧化钠虽然有很强的氧化能力和分解效力，过氧化钠虽然有很强的氧化能力和分解效力，但因它强烈侵蚀坩埚带入大量杂质给分析造成不但因它强烈侵蚀坩埚带入大量杂质给分析造成不

34、便，又因过氧化钠本身纯度不高，所以在全分析便，又因过氧化钠本身纯度不高，所以在全分析中不常使用。中不常使用。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-23394 4、偏硼酸锂等含锂硼酸盐熔融分解、偏硼酸锂等含锂硼酸盐熔融分解 锂盐熔剂分解试样的最大优点是可以在制备锂盐熔剂分解试样的最大优点是可以在制备液中测定钾和钠。液中测定钾和钠。 偏硼酸锂为非氧化性熔剂，熔融分解时，可偏硼酸锂为非氧化性熔剂，熔融分解时，可在铂坩埚中进行，在铂坩埚中进

35、行，90090010001000熔融熔融1515分钟。偏分钟。偏硼酸锂熔融的缺点是熔融后熔块不易提取。硼酸锂熔融的缺点是熔融后熔块不易提取。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2340三、熔融、脱埚和酸化过程注意的要点三、熔融、脱埚和酸化过程注意的要点1 1、熔融、熔融为防止熔体从坩埚溢出，可采用如下措施：为防止熔体从坩埚溢出，可采用如下措施：（1 1）对用作熔剂的氢氧化钠要注意保存，勿使）对用作熔剂的氢氧化钠要注意保存，勿使其长

36、时间暴露在空气中，以免吸水过多，熔融时其长时间暴露在空气中，以免吸水过多，熔融时产生飞溅；产生飞溅； China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2341（2 2）熔融时要从低温开始（）熔融时要从低温开始（400400以下）；以下）；（3 3）银坩埚应放在炉膛底部的耐火泥板上，）银坩埚应放在炉膛底部的耐火泥板上，而不要直接放在炉膛板上，尽量位于炉膛中而不要直接放在炉膛板上，尽量位于炉膛中部，以免熔融温度过高。部，以免熔融温度过高。 Chin

37、a University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-23422 2、脱埚、脱埚 熔融结束后，应冷却，然后放入盛有熔融结束后，应冷却，然后放入盛有100mL100mL沸水的烧杯中，盖上表面皿，加热，使熔块完全沸水的烧杯中，盖上表面皿，加热，使熔块完全溶解，但加热的时间不宜太长，因为溶液是强碱溶解，但加热的时间不宜太长，因为溶液是强碱性的，长时间加热，会对烧杯产生侵蚀，影响二性的，长时间加热，会对烧杯产生侵蚀，影响二氧化硅的测定结果。氧化硅的测定结果。 Chi

38、na University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-23433 3、酸化、酸化 为防止碱性溶液对烧杯的侵蚀，要尽为防止碱性溶液对烧杯的侵蚀，要尽快酸化，不要久置。快酸化，不要久置。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2344第三节第三节 硅酸盐分析系统硅酸盐分析系统 硅酸盐岩石分析中，需要测

39、定的项目比较多，在硅酸盐岩石分析中，需要测定的项目比较多，在多年的分析工作中，人们设计了不同的分析系统，努多年的分析工作中，人们设计了不同的分析系统，努力做到同一份称样中，通过试样分解、分离、掩蔽等力做到同一份称样中，通过试样分解、分离、掩蔽等手段，测定多种组分。手段，测定多种组分。 已有的分析系统很多，以下介绍经典分析系统、已有的分析系统很多，以下介绍经典分析系统、碱熔系统和酸溶系统。碱熔系统和酸溶系统。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2

40、022-1-2345 经典的分析系统基本是在重量法的基础上设经典的分析系统基本是在重量法的基础上设计的，分析过程对干扰物质进行了完善地分离，计的，分析过程对干扰物质进行了完善地分离，尽管分离和测定方法操作费时，分离效果不尽完尽管分离和测定方法操作费时，分离效果不尽完善，但有的方法仍然在使用。目前的所谓经典系善，但有的方法仍然在使用。目前的所谓经典系统已在原有的基础上进行改进，增加了重量法以统已在原有的基础上进行改进，增加了重量法以外的其它化学分析方法。外的其它化学分析方法。一、经典分析系统一、经典分析系统 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学

41、学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2346一、经典分析系统一、经典分析系统 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2347二、碳酸钠熔融快速分析系统二、碳酸钠熔融快速分析系统 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistr

42、y2022-1-2348三、氢氧化钠（钾）熔融或过氧化钠快速分析系统三、氢氧化钠（钾）熔融或过氧化钠快速分析系统 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2349四、酸溶分析分析系统四、酸溶分析分析系统 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2350化合水包括结构水和结晶水化合

43、水包括结构水和结晶水1.结构水指以化合状态的氢或氢氧根存在于矿物的晶结构水指以化合状态的氢或氢氧根存在于矿物的晶格中，结合非常牢固，在加热到一定温度才开始分格中，结合非常牢固，在加热到一定温度才开始分解放出水。例如绿帘石。解放出水。例如绿帘石。2.结晶水与矿物结合的稳定性较差，它是以结晶水与矿物结合的稳定性较差，它是以H2O分子分子状态存在于矿物的晶格中，如石膏状态存在于矿物的晶格中，如石膏CaSO42H2O。234 32323222(,) () ()43(3)6CaAl FeSiOOHCaOAl OFe OSiOH O China University of Geosciences材材 料料

44、 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2351第四节第四节 主要成分的分析方法主要成分的分析方法一、硅一、硅 岩石、矿物中的硅常以石英或硅酸盐岩石、矿物中的硅常以石英或硅酸盐形式存在，其测定方法可以用重量法、滴形式存在，其测定方法可以用重量法、滴定法、原子吸收光谱法、微波等离子体定法、原子吸收光谱法、微波等离子体-发发射光谱法、射光谱法、X-射线荧光光谱法、分光光度射线荧光光谱法、分光光度法等，课程主要介绍重量法、滴定法和分法等，课程主要介绍重量法、滴定法和分光光度法。光光度法。 China Univer

45、sity of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2352(一一)方法综述方法综述1、重量法、重量法 测定测定SiO2的重量法主要有氢氟酸挥发的重量法主要有氢氟酸挥发重量法和硅酸脱水灼烧重量法两类。重量法和硅酸脱水灼烧重量法两类。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2353氢氟酸挥发重量法是将试样置于铂坩埚

46、中，经氢氟酸挥发重量法是将试样置于铂坩埚中，经灼烧至恒重后，加灼烧至恒重后，加H2F2-H2SO4处理后，再灼烧至处理后，再灼烧至恒重，差减法计算恒重，差减法计算SiO2的含量。的含量。该法只适用于较纯的石英制品中该法只适用于较纯的石英制品中SiO2的测定。的测定。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2354硅酸脱水灼烧重量法在经典和快速分析系统中均硅酸脱水灼烧重量法在经典和快速分析系统中均得到广泛地应用。其中两次盐酸蒸干脱水重量

47、法是得到广泛地应用。其中两次盐酸蒸干脱水重量法是测定高、中含量测定高、中含量SiO2的最精确的、经典的方法；采的最精确的、经典的方法；采用动物胶、聚环氧乙烷、十六烷基三甲基溴化铵等用动物胶、聚环氧乙烷、十六烷基三甲基溴化铵等凝聚硅酸胶体的快速重量法是长期应用于例行分析凝聚硅酸胶体的快速重量法是长期应用于例行分析的快速分析方法。的快速分析方法。 下面重点介绍两次盐酸蒸干法和动物胶凝聚硅下面重点介绍两次盐酸蒸干法和动物胶凝聚硅酸的重量法。酸的重量法。 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Sc

48、ience and Chemistry2022-1-2355硅酸有多种形式，其中偏硅酸是硅酸中最简单的硅酸有多种形式，其中偏硅酸是硅酸中最简单的形式。偏硅酸是二元弱酸，其电离常数形式。偏硅酸是二元弱酸，其电离常数K1、K2分分别是别是10-9.3和和10-12.16。在在pH=13或大于或大于13的低浓度的低浓度(1mg/mL)硅酸溶硅酸溶液中，硅酸以单分子形式存在。液中，硅酸以单分子形式存在。当当pH小于小于1或大于或大于3时，硅酸则胶体化，且聚合时，硅酸则胶体化，且聚合的速度加快。的速度加快。在在pH=56时，聚合速率最快，并形成水溶性很时，聚合速率最快，并形成水溶性很小的二聚物。小的二聚

49、物。（1）硅酸的性质和硅酸胶体的结构）硅酸的性质和硅酸胶体的结构 China University of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2356在含有在含有EDTA、柠檬酸等配合剂配合铁、柠檬酸等配合剂配合铁(II)、铝、铝、铀、铀(IV)、钍等金属离子以抑制其沉淀的介质中，、钍等金属离子以抑制其沉淀的介质中，滴加氨水至滴加氨水至pH为为48，硅酸几乎可完全沉淀。这是，硅酸几乎可完全沉淀。这是硅与其它元素分离的方法之一。硅与其它元素分离的方法之一。 China Un

50、iversity of Geosciences材材 料料 与与 化化 学学 学学 院院Faculty of materials Science and Chemistry2022-1-2357天然石英和硅酸盐岩石矿物试样与苛性钠、碳酸天然石英和硅酸盐岩石矿物试样与苛性钠、碳酸钠共熔时，试样中的硅酸盐全部转变为硅酸钠。钠共熔时，试样中的硅酸盐全部转变为硅酸钠。熔融物用水提取，盐酸酸化时，偏硅酸钠转变为熔融物用水提取，盐酸酸化时，偏硅酸钠转变为难离解的偏硅酸，金属离子均成为氯化物。难离解的偏硅酸，金属离子均成为氯化物。反应式：反应式： China University of Geosciences