花岗黄金麻质熔体中氧的结构状态及其地球化学意义
信息来源:互联网 更新时间:2013-3-13 查看:3768次
一、桥氧、非桥氧和自由氧的物理化学含义 天然花岗
黄金麻岩熔体是一种多组分的硅酸盐熔体,其中除Si`+和 A1`+外,还有一部分电荷大,半径小的阳离子(Me")。它们也可与氧结合形成配位多面体〔McO,J`"-". Me"++XO`--=LMeO"J`‘一,(1-8) 式中Me"+代表除Si'+以外的各种阳离子。
这些配位多面体中的键结合强度既取决于阳离子的性质,同时也与熔体中R值有关。极化能力强的阳离子能够从硅氧四面体中夺出一部分氧离子,单独构成络离子基团,在熔体结晶时形成各种氧化物,部分阳离子如Al'等可替换硅,并参与构成硅氧络阴离子空间网络,极化能力较弱的阳离子(Mg`+, Ca', Fe`等) 则主要聚集在〔SiOJ4一周围。 根据离子结构模型,与氧结合能力强的阳离子将屏蔽着硅氧络阴离子,从而使硅酸盐熔体的聚合度随金属阳离子与氧结合能的增加而降低。但实验结果表明,在MeO/SiO,等值情况下,硅酸盐熔体的聚合程度却随Me-0结合能的增高而增加。这表明在熔体内出现的不只是[[Si0.1‘一和〔McOJ="-",而且存在着 Me:SiO4(或McO"mSiO:)型的阳离子一阴离子基团,并作为熔体的单一结构单元出现: 2MeO+ SiO,共,七Me,SiO.
(1-9) 或mSiO2+MeOl.cl-- MeO"mSiO, 表明熔体中存在独立化合物微粒的证据是: (1)对玻璃质进行的红外光谱分析证实硅酸盐熔体中局部存在着原子的有序体系(即化合物), (2)硅酸盐的晶格能(12x104--16x104J/9)及熔融热(2x 10'-4 x 102J/g)之间的巨大差别, (3)熔体的扩散系数因不同矿物的熔融而发生明显变化,这表明熔体组分之间是相互作用的. 综合上述,我们可以把部分硅酸盐熔体看作是液相二氧化硅和液相金属氧化物的反应平衡体系,其结构表达式如下: Si-O-Si+Me一O-Me=2CSi-O--Me] (1一10) (液相二氧化硅)(液相金属氧化物)(硅酸盐熔体) 硅酸盐熔体中的氧按其结构状态的不同可以分为三种:Si- 0-Si中的氧离子称之为桥氧(bridging oxygen), UO0表示, M e-O-M e中的氧称为自由氧(free oxygen),以0-’表示*, S i-O-M e中的氧为非桥氧(non-bridging oxygen),以0-表示。这样,上述结构平衡式可以按照结构氧状态简写为 O0+0-'=20- (1-11)