地质岩石矿物成份元素分布

地质岩石矿物成份元素分布

（一）钒、钛磁铁矿

钒钛磁铁矿是含钒的钛磁铁矿。他的化学成分除铁、钛、钒外，伴生元素有硅、铝、钙、镁、钾、钠、锰、铜、钴、镍、铬及微量的锶、钡、钼、硫、磷等。它产出于具有显著分异的基性—超基性岩体中，含矿母岩主要是辉长岩、辉石岩和橄榄岩类中岩石。主要由钒钛磁铁矿，粒状钛铁矿、硫化矿和硅酸盐组成。钛磁铁矿中全铁含量为60%左右。二氧化钛在4%~15%之间，五氧化二钒在0.x%，三氧化铬在0.0x~0.x%之间，氧化锰为0.x%。粒状钛铁矿中的二氧化钛，理论值为52.7%，但在蚀变矿物中二氧化钛相对富集，可达56%以上，氧化亚铁可在37%~46%之间变化，氧化镁为2%~9%，氧化锰在0.4%~0.9%之间，二氧化二铁在0.x~x%之间。

（二）金银矿石

金在自然界中主要以单质状态分布在岩石或砂矿中，以自然金（包括天然合金和金属互化物）硫化物、硒化物、碲化物和锑化物等。金矿床中伴生有用组分较多，在脉金矿或其它原生金矿床中常伴有银、铜、锌、铅、钨、钼、锑、铋、钇、硫等；在砂金矿床中常伴生有金红石、石榴石、钛铁矿、白钨矿、独居石、刚玉等矿物；在有色金属矿床中则常伴生金。银主要以硫化物形式存在，大部分是伴生在铜矿，铅、锌、铜多金属矿，铜镍矿和

金矿床中。在含金的矿石中，金的赋存状态有晶隙金，裂隙金，包体金及胶体吸附状态金等。

（三）超基性岩、硅酸盐：

1、超基性岩：包括橄榄岩和辉岩类及由其变质而成的蛇纹岩类等硅酸盐岩石，它与铬铁矿有十分密切的关系，铬铁矿绝大多数产生于超基性岩体内。其化学成分上的特点是硅酸不饱和，SiO2<40%；Al2O3的含量很低，MgO含量较高，可达40%以上；CaO含量则很低；FeO含量也较高，达10%左右；K2O、Na2O 的含量均小于1%。蚀变的超基性岩含有较多的化合水，往往高达15%~20%；如蚀变过程中伴有碳酸盐化作用，则含有一定量的CO2。此外，常伴有铬、镍、钴、铜、铂等元素。

超基性岩的主要矿物为：橄榄石、辉石、蛇纹石；其次为角闪石、黑云母；次要矿物为铬铁矿、铬尖晶石、铬石榴石、磁铁矿和钛铁矿等。

超基性岩中的蛇纹岩和橄榄岩是富镁的硅酸岩。纯质的橄榄岩含MgO可达49%；蛇纹岩是超基性岩受高温气体—液体的影响变质而成，主要组成矿物为叶蛇纹石，纤维蛇纹石，含MgO 最高可达40%以上。

超基性全分析一般要求测量下列组分：SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、CaO、MgO、MnO、TiO2、NiO、CoO、Cr2O3、K2O、Na2O、P2O5、H2O-、H2O+、CO2、S（或烧失量），有时还要求测V2O5及铂族元素。

2、硅酸盐：岩石按其形成原因可分为火成岩（岩浆岩）、沉积岩和变质岩三大类，火成岩和变质岩主要由硅酸盐岩石组成，而沉积岩除了由硅酸盐岩石组成外，还有碳酸盐岩石组成。

花岗岩以花岗岩为代表，包括各类岩浆岩和以硅酸盐矿物为主的变质岩，一般常见的有花岗岩、闪长岩、辉长岩、玄武岩、片麻岩、混合岩等。

硅砂是以石英为主要成分的砂矿的总称。主要有两种类型：一种是滨海沉积石英砂，另一种是陆相沉积砂矿，包括河流冲积含粘土质石英砂和湖积石英砂。硅石（石英砂岩）是自然界常见的硅质矿物原料，是由石英颗粒被胶结物结合而成的沉积岩，按胶结物质不同分为钙质砂岩、硅质砂岩、长石质砂岩等。主要成分是石英，其次为云母、长石、粘土矿物、岩屑，其化学成分为SiO2，次要为Al2O3（0.1~0.5）%、Fe2O3(0.1~0.5)%、CaO、MgO(0.1~0.2)%、K2O、Na2O0.1%。

火成岩的硅酸盐岩石可根据二氧化硅的含量分为：酸性岩（SiO2>63%），中性岩（SiO252%~65%），基性岩（SiO245%~52%），超基性岩（SiO2<45%）。

石英岩、石英砂岩、脉石英等都是以石英为主要成分的矿石，工业上统称为硅石。

（四）铬铁矿石、铁矿石：

1、铬铁矿石：铬的主要矿物为铬尖晶石类矿物，其中镁铬铁矿含Cr2O3（50~56）%；铝铬铁矿含Cr2O3（35~50）%；铬铁

矿含Cr2O3（47~60）%。这些矿物往往共生，难以区别，故统称铬铁矿，它们总是生成于超基性岩的纯橄榄岩和蛇纹岩中。这类矿物中的Cr2O3含量一般为（8~62）%，FeO（0~18）%，MgO （6~16）%，Al2O3（0~33）%，Fe2O3（2~30）%。常伴生的有用元素有铂族元素，钴、钛、钒、镍等。伴生的有害元素为SiO2允许含量为≤10%；P允许含量为≤0.07%，S允许含量为≤0.05%。对铬铁矿进行全分析时，需测定下列组分：SiO2、Cr2O3、Fe2O3、FeO、Al2O3、CaO、MgO、TiO2、MnO、NiO、CoO、V2O5、P2O5、K2O、Na2O、H2O+、CO2、S和铂族元素。

2、铁矿石：含铁的矿物种类很多，主要有磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿、针铁矿、褐铁矿、菱铁矿，此外还有一些合铁的矿物；如：黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、毒砂（FeAsS）和臭葱石（FeAsO4·2H2O）。铁矿石中常伴生有锰（Mn）、Ni、Co、V、Ti、Cu、Pb、Zn、Mo、W、Sn、Ga、Ge、Pt、U等，其中：有害元素为Cu、Pb、Zn、Sn、S、P、As、F等。

（五）盐类矿石：将明矾石、石膏、岩盐及芒硝归类与盐类矿石中，作为例行分析时使用。

1、明矾石：明矾石为钾、铅含水硫酸盐类矿物，其中含钾（K2O）11.4%、Al2O337%、SO338.6%、H2O13%。它分布于蚀变火山岩中，常与高岭土、黄铁矿、叶腊石、绢云母、石英和水铅石等伴生，并有镓等稀散元素赋存。明矾石的基本分析项目为：Al2O3、SO3、K2O。全分析及组合分析还要求测定SiO

2、Fe2O

3、

TiO2、MnO、P2O5、CaO、Mg、Na2O、H2O+、H2O-及烧失量。由于灼烧可能引起钾盐的损失，故烧失量可改为850℃。

2、石膏：石膏主要成分为硫酸钙，按其组分可分为：石膏CaSO4·2H2O又称为二水石膏、水石膏、软石膏，常含少量锶、钡。天然石膏按形状可分为纤维石膏、雪花石膏、普通石膏、土状石膏和透明石膏。

硬石膏即无水石膏CaSO4，常含少量锶、钡。还有半水石膏，钾石膏（K2Ca(SO4)6·2H2O）

3、岩盐及芒硝：岩盐又称石盐，主要成分为NaCl，常伴生有芒硝（Na2SO4·10H2O）石膏、钙芒硝、光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）以及它的硫酸盐、卤化物。并常夹杂有粘土、碳酸盐和有机质等杂质。

芒硝的主要成分是含水硫酸钠，常伴生有钙芒硝、石膏、石盐、硫酸镁、氯化钾等硫酸盐、卤化物。岩盐及芒硝的主要成分为钾、钠、钙、镁、氯根、硫酸根及水分。硫酸钙在水中溶解度很小（0.2%左右），对含有石膏或钙芒硝的试样，若要测定钙或硫酸根时，试样分解方法要特别注意，必要时按石膏分析的方法处理。

（六）非金属矿

此矿将包括铝土、高岭土、粘土、石英岩、重晶石、萤石、云母、石棉等以及其他成分相近的非金属矿。

1、铝土、粘土、高岭土

铝土矿是一种土状矿物，是以三水铅石，一水硬铝石或一水软铝石为主要成分，并包含数量不等的高岭石、蛋白石、赤铁矿、针铁矿等组成的混合矿物，其化学成分为Al2O3·nH2O，常含有铁、二氧化硅等杂质，二氧化硅是制取氧化铝的主要有害杂质，因而对铝土矿质量的评价除氧化铝的含量外，还要看氧化铝对二氧化硅含量的比值，这是一个重要指标。

粘土以各种含水的铝硅酸盐都属于粘土矿物，主要组分是二氧化硅、氧化铝及水，也常含铁及少量的碱金属和碱土金属。主要组分SiO2(30~70)%，Al2O3(10~40)%，H2O(5~15)%,次要组分是TiO2、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、SO3、CO2、P2O5等。

高岭土：主要是由高岭石族组成（高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石）组成高岭土的矿物有粘土矿物（高岭土族矿物少量水云母、蒙脱石、绿泥石）和非粘土矿物（长石、石英、云母、铁矿物、钛矿物）两类，还有有机质（有机泥炭、煤、植物纤维）。自然产出的高岭土一般分为硬质高岭土，软质高岭土和砂质高岭土三种类型。高岭土的主要成分是水铝硅酸盐，主要由三种类型，其中以高岭石为主，SiO2 (46.5)%，Al2O3(39.5)%，H2O(13.96)%。

一般铝土、高岭土、粘土矿除分析主要成分Al2O3、SiO2、H2O外，还分析Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、P2O5、MnO、K2O、Na2O、S等组分。

2、石英岩

石英岩、石英砂岩、脉石英等都是以石英为主要成分的矿石，工业上统称为硅石，石英的化学式为SiO2，石英岩是一种含石英含量大于85%的变质岩石，岩石中除石英外，可含少量长石、绢云母绿泥石、白云母、黑云母、角闪石、辉石等，石英岩一般要求分析SiO2、Fe2O3、Al2O3、TiO2、CaO、MgO、P2O5、Cr2O3、K2O、Na2O；其中Fe、Al、Ti、Ca、Mg、Cr、K、Na、P为有害组分。

3、重晶石

重晶石是一种最重要的含钡硫酸盐，常与黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿及其氧化产物，与石英、碧玉、菱镁矿、菱锰矿、天青石、萤石等矿物共生，在有色金属矿、金、银、稀土矿床中重晶石是主要脉石矿物，一般含Sr、Ca、Pb、粘土及有机物等。含钡矿物除重晶石外，还有毒重石（BaCO3）、钡天青石[（BaSr）SO4]，钡解石（BaCa(CO3)2）等。分析的主要项目是BaSO4，其次为BaO、SO3，水溶盐SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等，还有有害杂质（铜）Cu、Pb、Mn。其化学成分BaO65.7%、SO334.3%。

4、萤石

萤石又名氟石，（CaF2）在岩浆岩、伟晶岩和碳酸岩类岩石中都含有氟石，伴生矿物有石英、重晶石、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿、石膏、方解石、白云石、高岭石等。萤石具有白、黄、玫瑰、蓝、绿、紫等多种颜色。其分析项目视工

业用途而定，除分析氟化钙外，还有SiO2、S、P、BaSO4、BaCO3、Fe2O3、Al2O3、MgO、Pb、Zn等。

5、云母、石棉

云母族矿物分布很广，种类繁多，是层状结构的硅酸盐矿物，在种类繁多的众云母中，具有实际意义的是白云母和金云母。锂云母中除锂、铝、铁外，尚有少量的镁、锰等离子，含锂的云母均含有一定的氟，含锂愈高，含氟也高。铁锂云母除铝、锂、铁外，尚有少量的钛、锰、镁。

石棉是纤维状的含铁、镁、钙、钠、铝等的含水硅酸盐矿物，可分为纤维蛇纹石石棉和角闪石棉，纤维蛇纹石石棉含镁较高，其化学组分MgO43.0%，SiO244.1%，H2O12.9%，它通常含有FeO 和Fe2O3达2%以及Al2O3、Cr2O3、NiO、CoO等杂质。角闪石棉包括青石棉、透闪石石棉、阳起石石棉，铁石棉直闪石石棉以及天蓝钠闪石石棉，由钠闪石、阳起石、透闪石或他种角闪石变质而来，含有较高的亚铁。系镁铁质碱性硅酸盐、钠闪石或石棉状者称为青石棉、商业上称蓝石棉、富镁的青石棉相当于镁钠闪石，又称为镁青石棉。

（七）非金属矿物化性能测试

它适用于膨润土、凹凸棒石粘土、海泡石粘土、累托石粘土、高岭土、硅藻土、硅灰石、蓝晶石、红柱石、矽线石、沸石、重晶石、蛭石、珍珠岩、松脂岩、黑曜岩、大理石、花岗岩、板石、硅砂（石英砂）、硅石（石英砂岩）等非金属矿物化性能的测试。

1、膨润土：是一种类似肥皂的粘土，它是一种以蒙脱石为主要矿物的粘土，主要杂质矿物是石英、长石、高岭石、云母、沸石等，蒙脱石是一种含水的层状铝硅酸盐矿物，其中：SiO265~70%，Al2O314~17%，Fe2O31~3%，MgO2~3%，CaO2~4%，K2O0.5~2%，Na2O0.5~2%，TiO20.1~0.2%，H2O+3~7%。根据蒙脱石层间阳离子的不同，主要分为钠基膨润土和钙基膨润土两大类，还有镁基、氢基（铝基、酸性）膨润土。

2、凹凸棒石粘土：又名坡缕石或坡缕缟石，是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。除凹凸棒石粘土矿物外，常含有蒙脱石、高岭石、水、云母、海泡石、石英、蛋白石、碳酸盐等矿物，其化学成分SiO252~60%，Al2O39~13%，Fe2O35~7%，MgO8~12%，CaO0.5~7%，Ti20.5~1%，K2O0.5~1%，Na2O0.1~0.5%，H2O+10~12%，H2O-10%左右。

3、海泡石粘土：是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，晶体结构与凹凸棒石粘土相似，除海泡石外，常含有滑石、方解石、石英、蒙脱石、高岭石、绿泥石。其中：SiO252~54%，Al2O31~6%，Fe2O30.5~2%，MgO15~20%，CaO0.2~1%，K2O、Na2O0.1~0.5%，H2O+8~9%，H2O-10~13%。

4、累托石粘土：是指以累托石为主或含有一定量累托石的粘土，称为累托石粘土。主要矿床为沉积型矿床，除此之外还有水云母、黄铁矿、碳酸盐、绿泥岩、叶腊石、蒙脱石和有机质等。根据K、Na、Ca含量可分为钾累托石、钠累托石、钙累托石等，

其化学成分SiO244~47%，Al2O334~36%，Fe2O31~2%，MgO0.2~0.5%，CaO0.5~3%，K2O0.2~1%、Na2O1~4%，H2O+6~7%，H2O-4~6%。

5、硅藻土：是一种生物成因的硅质沉积岩，化学成分主要SiO2和H2O。含有少量的Fe、Al、Ca、Mg、K、Na和有机质，SiO280~94%，Fe2O31~1.5%,，Al2O33~6%。硅藻土中的SiO2在结构和成分上与其它矿物和岩石中的SiO2不同，它是有机成因的无定形蛋白石矿物，称为硅藻质氧化硅。矿物主要成分是蛋白石及其变种，其次是粘土矿物，矿物碎屑和有机质等。

6、硅灰石：是一种钙的偏硅酸盐矿物，化学式为CaSiO3，理论化学成分CaO48.3%，SiO251.7%，其中钙常被Fe、Mg、Mn、Ti、Sr等置换，形成类质同象体。自然界少见纯净的硅灰石。

7、蓝晶石、红柱石、矽线石：统称为蓝晶石类矿物，是一组无水铝硅酸盐矿物，化学式为Al2O3·SiO2，系同质多相变体，化学成分：SiO237.07%，Al2O362.93%。

8、沸石：是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，沸石的化学组成十分复杂，不同种属有很大差异。它常与珍珠岩、膨润土等共生。

9、蛭石：是一种层状结构的含镁铝硅酸盐次生变质矿物，外形如云母，通常由黑（金）云母经热液蚀变作用或风化而成。其化学成分复杂，一般：SiO237~42%，Al2O39~17%，Fe2O35~18%，MgO11~23%，H2O5~11%，Ca，K，Na含量不定。

10、珍珠岩、松脂岩、黑曜岩：珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石。因具有珍珠裂隙结构而名为珍珠岩。珍珠岩矿包括珍珠岩、松脂岩、黑曜岩。三者的区别在于：珍珠岩含H2O(2~6)%，松脂岩含H2O（6~10%，黑曜岩含H2O<2%。工业上统称膨胀珍珠岩，其化学成分为：SiO268~74%，Al2O312%，Fe2O30.5~3%，CaO0.7~1%，MgO0.1~0.3%，K2O2~4%，Na2O3~5%，H2O2~6%。

11、大理岩、板岩：大理岩包括碳酸盐和有关的变质岩，常见的有大理岩、石灰岩、白云岩、矽卡岩等。

板岩则是由粘土岩、粉砂岩或中、酸性凝灰岩、轻微变质作用形成的浅变质岩石，常见的有硅质板岩、粘土质板岩、云母质板岩、粉砂质板岩、凝灰质板岩和千枚状板岩等。

（八）其它矿石：

1、锰及锰矿石：锰矿最常见的是无水和含水的氧化锰和碳酸锰，主要有软锰矿（MnO2），硬锰矿（MnO、MnO2·nH2O），水锰矿（Mn2O3·H2O），褐锰矿（Mn2O3）、黑锰矿（Mn3O4）和菱锰矿（MnCO3）等，这些矿物中的锰可达50~70%，锰方解石[(Ca,Mn)CO3]含锰20~25%，是碳酸锰矿石的主要矿物。矿石中的SiO

2、S、P、As都是有害杂质。

2、铜精矿：主要矿物有黄铜矿（常与黄铁矿伴生），辉铜矿、铜蓝、孔雀石等。它常与亲硫元素伴生，含有硒、锗、碲、镓、铼、铊、金、银等。

3、锌精矿：主要矿物是原生的硫化矿，有闪锌矿、ZnS、铁闪锌矿（Fe、Zn）S。其次为二次生的氧化矿、菱锌矿、水锌矿、绿铜锌矿、硅锌矿、异极矿等，一般锌矿中常与铅的硫化物共生，常伴生少量的Cd、Cu、Au、Ag、Ge、Ga、Sb等，锌精矿一般是由铅锌矿、铜锌矿或铅铜锌等多元素金属矿石中浮选而得，Zn 约50%。

4、硫铁矿：主要矿物有黄铁矿FeS2、白铁矿FeS2及磁黄铁矿。黄白铁矿含S高达53.4%，磁黄铁矿含S达39~40%。自然硫有时夹杂着硒、碲、砷、硫铁矿常含有少量铜、铅、锌、砷和氟，有时还有金、银、钴、镍、铂、硒和碲。硫化矿以磁黄铁矿或黄铁矿为主，次要和偶见的伴生矿物有黄铜矿、镍黄铁矿、硫镍钴矿等。硅酸盐矿物主要有辉石、橄榄石和角闪石等。辉长岩中产出的钒钛磁铁矿常伴生有结晶粗大的磷灰岩，因此，其中的五氧化二磷含量约在0.x%范围，局部块段样品中的磷可达到x%范围。

5、钴矿石：钴在矿物中常与砷和硫相结合。其主要矿物有：辉砷钴矿、砷钴矿、硫钴硫、硫镍钴矿，含钴黄铁矿及土状钴矿。除单独钴矿外，在矽卡岩型铁矿、热液多金属矿、硫化铜镍矿、各种类型的铜矿、沉积钴锰矿、硅酸镍矿等矿床中常分散有大量的钴。其共生元素主要是镍和铁。其次还有一些稀散元素。

6、钛矿石、金红石：它主要由钒钛磁铁矿、粒状钛铁矿、硫化矿和硅酸盐组成。其中辉长岩中产出的钒钛磁铁矿常伴生有

磷灰石[Ca3(PO4)2]，因此其中的P2O5的含量常为0.x%或x%。粒状钛铁矿含TiO2在52.7~56%，FeO在37~46%之间，类质同象作用主要是镁（II）和锰（II）置换铁（II），因此，其中常含有2~9%的MgO和0.4~0.9%的MnO。由于蚀变原因还可能有0.x~x%的Fe2O3。

钛磁铁矿中全铁含量约60%左右，而TiO2在4~15%之间，其中V2O5为0.x%，Cr2O30.0x~0.x%，MnO0.x%。

硫化硫以磁黄铁矿或黄铁矿为主，次要或偶见伴生的有黄铜矿、镍黄铁矿、硫镍钴矿等。

硅酸盐矿物以辉石、橄榄石和角闪石等为主。

金红石含TiO290.99%，主要杂质为FeO、Fe2O3和少量的Sn、Cr、V等元素。

梢石（CaO、TiO2、SiO2）含TiO2常在34~42%。

7、磷矿石、磷精矿：磷易于氧化，常以正五价状态和氧结合成稳定的络阴离子PO3-4。因此除个别情况外，矿物中的磷总是呈磷酸盐形态。主要矿物是磷灰石（磷酸钙），按成分不同可分为：氟磷灰石、氯磷灰石、羟磷灰石和碳磷灰石。除了钙的磷酸盐矿物外，磷锰矿、蓝铁矿、磷钇矿、独居石和铝磷酸盐等矿物中磷的含量也较高。

8、石墨：石墨的成分是碳，且是碳元素结晶矿物之一。它很少有纯碳组成，往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、MgO、P2O5、CuO等杂质。

9、石灰石、白云石：是组成碳酸盐的主要矿物。最常见的石灰岩是由方解石组成。白云岩是由白云石组成，其中：方解石CaCO3含CaO56%，CO2 43.9%、白云石CaMg(CO3)2含CaO30.4%，MgO21.7%，CO247.7%。A.冶金用石灰岩S、P为有害元素，Mg、Si、Al含量高时对冶炼也不利。B.制水泥用对Mg、K、Na的含量有一定的要求，耐火材料及化学工业用对Fe、Al、Mn、Si等含量有一定的要求。

10、滑石：是一种含水的硅酸镁矿物，极少见单独晶体，常以片状集合体或致密块状产出，多为白色或灰色，含有杂质时为淡绿、浅黄、粉红、浅褐色。自然产出的滑石常伴有蛇纹石、绿泥石、白云石、方解石、菱镁矿、透闪石、透辉石及石英等矿物。根据滑石矿物和化学成分的特点，一般采用滑石含量来圈定矿体的计算储量，一般要求作滑石含量（钙、镁总量、可溶性钙、镁的量）及二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、酸不溶物、烧失量、白度等项目。