貴金屬在地殼中的分布狀態_貴金屬包括哪些元素其分析有何特點

1. 地球上的金子等貴金屬是在地球上形成的還是在宇宙中

是超新星爆發以及中子星碰撞後產生了黃金等重金屬，這些物質先是漂浮在宇宙中形成星雲，然後在萬有引力的作用下，各種物質聚集逐漸變成了星球。宇宙中的行星的形成機制基本差不多，在太陽系外的行星系統中也會有很多貴金屬以及重金屬元素

2. 地殼中元素含量分布示意圖

地殼中各元素的含量由多到少的順序（前四位）排列依次是氧、硅、鋁、鐵，從圖中看，3區域代表的元素含量在地殼中占第三位，故圖中3區域代表的元素是鋁．
故選C．

3. 地殼中都有哪些元素

主量元素：主量元素有時也稱為常量元素，是指那些在岩石中(≠地殼中)含量大於1%(或0.1%)的元素，在地殼中大於1%的8種元素都是主量元素，除氧以外的7種元素在地殼中都以陽離子形式存在，它們與氧結合形成的氧化物(或氧的化合物)，是構成三大類岩石的主體，因此又常被稱為造岩元素。地殼中重量百分比最大的10個元素的順序是：O＞Si＞Al＞Fe＞Ca＞Na＞K＞Mg＞Ti＞H，若按元素的原子克拉克值(原子個數)，則原子個數最多的元素是：O＞Si＞H＞Al＞Na＞Mg＞Ca＞Fe＞K＞Ti。Ti、H(P)在地殼中的重量百分比雖不足1%，但在各大類岩石中頻繁出現，也常被稱為造岩元素。上述地殼中含量最高的十種元素，在各類岩石化學組成中都占重要地位。雖然不同類型岩石的礦物成分有差異，但主要礦物都是氧化物和含氧鹽，尤其是各種類型的硅酸鹽，因此可將整個地殼看成一個硅酸鹽礦物集合體。岩漿岩是地殼中分布最廣的岩石大類，從酸性岩直到超基性岩，主要礦物都是硅酸鹽，不同的是：超基性岩和基性岩主要由鎂、鐵(鈣)的硅酸鹽組成，中、酸性岩主要由鉀、鈉的鋁硅酸鹽和氧化物組成。大陸地殼中上部中酸性岩石佔主導的地位，下部中基性岩為主體；大洋地殼以基性岩石為主，因此地球科學家常稱地殼為硅酸鹽岩殼。也有的學者將以中酸性岩為主的部分稱為硅鋁質地殼，將以基性岩為主的部分稱為硅鎂質地殼。由此可知：地殼中主量元素的種類(化學成分)決定了地殼中天然化合物(礦物)的類型；主要礦物種類及組合關系決定了其集合體(岩石)的分類；而地殼中主要岩石類型決定了地殼的基本面貌。微量元素：在地殼(岩石)中含量低於0.1%的元素，一般來說不易形成自己的獨立礦物，多以類質同象的形式存在於其它元素組成的礦物中，這樣的元素被稱為微量元素。比如：鉀、鈉的克拉克值都是2.5%，屬主要元素，在自然界可形成多種獨立礦物。與鉀、鈉同屬第一主族的銣、銫，由於在地殼中的含量低，在各種地質體中的濃度亦低，難以形成自己的獨立礦物，主要呈分散狀態存在於鉀、鈉的礦物中。硫(硒、碲)和鹵族元素：在地殼中，除氧總是以陰離子的形式存在外，硫(硒、碲)和鹵族元素在絕大多數情況下都以陰離子形式存在。雖然硫在特定情況下可形成單質礦物(自然硫S2)，硫仍是地殼中除氧以外最重要的呈陰離子的元素。硫在熱液成礦階段能與多種金屬元素(如貴金屬Ag、Au，賤金屬Pb、Zn、Mo、Cu、Hg等)結合生成硫鹽和硫化物礦物，這些礦物是金屬礦床的物質基礎。若礦物結晶時硫含量不充分，硒可以進入礦物中占據硫在晶格中的位置，硫、硒以類質同象的方式在同種礦物中存在。碲與硫的晶體化學性質差別比硒大，故碲通常不進入硫化物礦物，當硫不足時，它可以結晶成碲化物。氯、氟等鹵族元素，通過獲得一個電子就形成穩定的惰性氣體型(8電子外層)的電層結構，它們形成陰離子的能力甚至比氧、硫更強，只是因為鹵族元素的地殼豐度較氧、硫低得多，限制了它們形成獨立礦物的能力。鹵族元素與陽離子結合形成典型的離子鍵化合物。離子鍵化合物易溶於水，但氣化溫度較高，在乾旱條件下，鹵化物還是比較穩定的。當鹵族元素的濃度較低，不能形成獨立礦物時，它們進入氧化物，在含氧鹽礦物中，常見它們以類質同象方式置換礦物中的氧或羥基金屬成礦元素：在地質體中金屬元素多形成金屬礦物(硫化物、單質礦物或金屬互化物，部分氧化物)，在礦產資源中作為冶煉金屬物質的對象。金屬成礦元素按其晶體化學和地球化學習性以及珍稀程度可以分為：貴金屬元素、金屬元素、過渡元素、稀有元素、稀土元素。貴金屬元素Ag、Au、Hg、Pt等，貴金屬元素在地殼中主要以單質礦物，硫化物形式存在，在地質體中含量低，成礦方式多樣，但礦物易分選，元素化學穩定性高，成礦物質的經濟價值高；金屬元素Pb、Zn、Cu（又稱賤金屬元素）、Sb、Bi等，在地殼中主要以硫化物形式存在。成礦物質主要通過熱液作用成礦，硫(硒、碲)的富集對成礦過程有重要意義。礦床中成礦元素含量較高，是國民經濟生活中廣泛應用的礦產資源；過渡元素Co、Ni、Ti、V、Cr、Mn和W、Sn、Mo、Zr、Hf等，這些元素在自然界多以氧化物礦物形式存在，部分也可形成硫化物(如鉬)或硫鹽(如錫)。稀有元素Li、Be、Nb、Ta、Ti、Zr在地殼中含量很低，主要形成硅酸鹽或氧化物。稀土元素釔和鑭系元素統稱為稀土元素，地殼中稀土元素含量低，但它們常成組分布。稀土元素較難形成自己的獨立礦物，主要進入鈣的礦物，在礦物中類質同象置換鈣。較常見的稀土元素礦物和含稀土元素的礦物都是氧化物或含氧鹽類礦物。親生物元素和親氣元素：主要有C、H、O、N和P、B，它們是組成水圈、大氣圈和生物圈的主要化學成分，在地殼表層的各種自然過程中起著相當重要的作用。部分微量元素(如Zn、Pb、Se等)以及在地殼表層和水圈中富集的元素Ca、Na、F、Cl等對生命的活動有重要意義，具親生物的屬性。某些親生物元素的過量或饋乏不僅會影響生命物體的正常發育，嚴重時還會引起一些物種的絕滅。放射性元素：現代地殼中存在的放射性元素（同位素）有67種。原子量小於209的放射性同位素僅有十餘種，它們是：10Be,14C，40K,50V,87Rb,123Te,187Re,190Pt,192Pe,138La,144Na,145Pm,147Sm,148Sm和149Sm，自84號元素釙(Po)起，元素(同位素)的原子質量都等於或大於209，這些原子核都有放射性，它們都是放射性同位素。現代核物理技術的高度發展，已經能夠通過中子活化及核合成技術生成許多新的放射性元素(同位素)，若將這些元素計算在內，元素周期表內的元素總數應增加到109個。（2）礦物的分類、晶形及其物理性質地殼中各種元素多數組成化合物，並以礦物的形式出現。礦物多數是在地殼(地球)物理化學條件下形成的無機晶質固體，也有少數呈非晶質和膠體。礦物學是地球科學中研究歷史最悠久的分支學科之一。自有人類以來就開始了對礦物的認識和利用，人類有了文字就有了對礦物認識的記載。礦物學作為一門獨立的學科已有近三個世紀的歷史了，20世紀20年代以來在礦物學研究中逐步引入了現代科學技術的研究手段和方法，使礦物學進入了由表及裡、由宏觀到微觀的研究層次，開始了礦物成分、結構與物理性質、開發應用綜合研究的新階段。迄今發現的礦物種數已達3000餘種。常見的造岩礦物只有十餘種，如石英、正長石、斜長石、黑雲母、白雲母、角閃石、輝石、橄欖石等，其餘屬非造岩礦物。按礦物中化學組分的復雜程度可將礦物分成單質礦物和化合物。化合物按與陰離子的結合類型(化學鍵)劃分大類，主要大類有：硫化物(包括砷、銻、鉍、碲、硒的化合物)；氧的化合物；以及鹵化物。在各大類中按陰離子或絡陰離子種類可將礦物劃分類，各類中按礦物結構還可以劃分亞類，在亞類中又可以進一步劃分部、族和礦物種。硫化物及其類似化合物: 在礦物分類中，硫化物大類還可以分成三個礦物類。硫化物礦物的總特徵是：首先，它們由金屬陽離子與硫等陰離子之間以共價鍵方式結合形成。它們在地殼中的總量很低(＜1%)，但礦物種較多，占礦物種總數的16.5%。硫化物礦物的生成多與成礦作用有關，即絕大多數礦床中的金屬礦物都屬硫化物大類；其次，硫化物類礦物透明度和硬度較低，但通常色澤鮮艷、有金屬(半金屬)光澤、比重也較大；最後，結晶程度較好，硫與其它元素結合時配位方式多樣，因此晶體結構類型多，晶體形態多樣，容易識別。在成員眾多的硫化物礦物家族中，方鉛礦（PbS）、閃鋅礦（ZnS）、黃銅礦（CuFeS2）、黝錫礦（Cu2SnFeS4）和黃鐵礦（FeS2）、斑銅礦（Cu5FeS4）、雄黃（As4S4）、雌黃（As2S3）、辰砂（HgS）等是最常見的硫化物。此外，還有硒化物和碲硫化物。氧的化合物: 幾乎所有造岩礦物都是硅酸鹽和氧化物，如長石、雲母、角閃石、輝石等。但也有一些氧化物和含氧鹽主要與成礦作用有關，如錫石（SnO2）和黑鎢礦（(FeMn)WO4）、磁鐵礦（Fe2+Fe3+O4）、鈦鐵礦（FeTiO3），是錫、鎢、鐵礦床中的資源礦物(礦石礦物)。單質及其類似物: 它們在礦物分類中也是一個大類，包括由單質原子結晶的礦物和多種原子結合的金屬互殼重量的1%，但成礦能力很強，如自然銅（Cu）、銀金礦（AgAu）、自然鉑（Pt）、金剛石（C）、石墨（C）和自然硫（S）都可富集成礦。單質礦物中原子以金屬鍵或共價健和分子健相結合，原子間緊密堆積，礦物晶體對稱性高。寶石礦物: 寶石鮮艷的顏色和絢麗的光澤使其具有很高的價值在礦物學分類中並未劃分此大類，但它們是具特殊經濟意義的礦物群體。經過加工，能用於裝飾的礦物，稱為寶石礦物。寶石礦物主要有以下特點：第一是晶瑩艷麗，光彩奪目，即礦物的顏色和光澤質地優良。第二是質地堅硬，經久耐用，即寶石礦物的硬度較大；第三是稀少，即礦物產量少，又有一定的價值。據以上特徵，能稱為寶石礦物的只可能是氧的化合物和單質礦物中的少數非金屬礦物。自然界的寶石礦物共有百種，較重要的約20種。最貴重的寶石有四種：鑽石、紅寶石、藍寶石和祖母綠（見彩色照片）。鑽石的寶石礦物是金剛石（C），它屬單質非金屬礦物，是硬度最大的礦物。金剛石結晶溫度(＞1100℃)和壓力(＞40Pa)很高，是元素碳在距地表大約200km或更深處結晶的晶體。紅寶石和藍寶石是兩種極貴重的寶石，其寶石礦物都是剛玉（Al2O3）。剛玉雖是較常見的礦物，但能成為寶石礦物的剛玉僅出現在某些石灰岩和中酸性岩漿岩的接觸帶、基性岩牆及純橄欖岩中，成為寶石礦床還需經過沉積作用，即在碎屑礦物中聚集。還有一種寶石祖母綠也十分名貴，它的寶石礦物是綠柱石（Be3Al2〔Si6O18〕），綠柱石是環狀構造硅酸鹽，主要產於岩漿晚期形成的偉晶岩和一些高溫熱液形成的脈狀岩石中，作為寶石礦物的綠柱石主要產在熱液脈中，而且十分罕見。礦物的形態由礦物的晶形和結晶程度決定。礦物的結晶程度主要受礦物生長時的物理化學環境控制，而礦物的晶形則與礦物的晶體結構有關。晶體是晶體結構的最小單位(晶胞)在三維空間重復增長的結果，如果晶體結構的對稱性高，晶體的對稱性也高。三維對稱的晶體呈粒狀晶體(如金剛石、方鉛礦等)，二維對稱的晶體沿C軸發育的為長柱狀(如針鎳礦)，若C軸不發育的呈片狀(如輝鉬礦、雲母等)。化學鍵的各向異性也影響晶體的形態，如金紅石、輝銻礦的八面體化學鍵沿C軸延伸，它們的晶體發育成柱狀、針狀或毛發狀（圖4-1）。硅酸鹽礦物晶形與其結構的對應關系，將在岩漿岩組成礦物中作簡要介紹。晶體：a石英 b長石 c石榴子石礦物的比重是單位體積中礦物的重量與4℃水重量之比，礦物的密度是單位體積中礦物的質量，兩者概念不同，但數值相當。決定礦物比重和密度的主要因素是：陽離子的原子量、晶體中的原子間距和原子的配位數。例如，方解石CaCO3和菱鋅礦ZnCO3結構相同，但Ca、Zn的原子量分別是40.08和65.57，因而方解石的密度(2.71g/cm3)就比菱鋅礦(4.45g/cm3)小。又如文石和方解石的成分都是CaCO3，但兩者的配位數分別為9和6，兩者的密度就有差異，分別是2.95g/cm3和2.23g/cm3。礦物硬度是礦物內部結構牢固性的表現，主要取決於化學鍵的類型和強度：離子鍵型和共價健型礦物硬度較高，金屬鍵型礦物硬度較低。硬度也與化學鍵的鍵長有關，鍵長小的礦物硬度較大。離子價態高低和配位數大小對礦物硬度有一定影響，離子價態高，配位數較大的礦物硬度也較大。礦物的顏色由礦物的成分和內部結構決定。組成礦物的離子的顏色，礦物晶體中的結構缺陷，以及礦物中的雜質和包裹體等，都可影響礦物的顏色。在離子鍵礦物晶體中，礦物的顏色主要與離子的顏色有關，如Cu2+

4. 地殼中有哪些元素

5. 地殼中元素的分布特徵，簡答題，一兩句話

你好！
這是地殼中元素含量前九位的元素：氧
硅
鋁
鐵
鈣
鈉
鉀
鎂
氫
打字不易，採納哦！

6. 地球上的黃金儲量來源於哪裡，是如何分布的

黃金作為一種人見人愛的貴重金屬，其實並不是地球在漫長的地質活動中自然形成的。黃金的形成和宇宙中的中子星有關。並且其實大量的黃金分布在人類難以開採的地核內部。

發展到末期的恆星會面臨三種不同的選擇，分別是白矮星、中子星、黑洞。其中中子星密度每立方厘米1億噸僅次於黑洞。

這也就意味著整個地球含有的黃金總數超過了60萬億噸，平覺每一個人能分到8570噸黃金。但是為什麼黃金的產量並沒有這么多，因為後後來的幾十億年中，地球半液態的狀態逐漸凝固，密度大的黃金逐漸沉到了地球最內部，密度小的岩石圈浮在地球表面。幾乎所有的黃金都在距離地表幾千公里深的地核內部。

地核內部的環境超高溫超高壓，人類目前最深的鑽井也就10幾公里，所以人類是不可能通過人工開采出地核深處的黃金的。現在人類在淺地層開採到的黃金是因為地球幾十億年的發展演化過程中，無時無刻不在發生著深源火山噴發與深部地層劇烈活動導致的地震，地核深處的黃金就有極其少的部分被帶到地殼中。

通過對黃金的來歷和分布的了解，我們對這種貴金屬的來源有了一定的認識，說不定未來有一天隨著科技的發展我們能夠挖掘出地核中的黃金，讓每個人都穿金戴銀。

7. 貴金屬包括哪些元素，其分析有何特點

貴金屬分析有以下特點：（1）貴金屬在自然界中含量甚微，價格昂貴。因此，對分析測定結果准確度要求較高。（2）貴金屬在地殼中的平均含量都很低，即使富集在某些某些礦床中，其實際含量也不高。除銀（可達1000g/t）外，一般多為0.1~10 g/t或更低，因此，准確測定其含量，需要有高靈敏度的測定方法和特效的分離與富集技術。（3）貴金屬在自然界中多以顆粒狀的自然金屬和合金狀態分布在礦床中，其次以呈類質同象形式分布於某些礦物中。此外，幾中狀態同時存在也是常見的，使取樣和制樣變得十分復雜，這是貴金屬礦石分析的一個特性。如果沒有足夠的代表性試樣，就會使後面的分析變得沒有實際意義，這是分析工作者值得注意的問題。（4）貴金屬元素的分析，特別是鉑族元素的分析是現今人們公認的一個難題。鉑族元素具有相似的電子層結構和化學性質，使很多分析試劑能同時與多種鉑族元素發生相似的反應並產生互相干擾，很難找到一些特效的分析試劑。加之，它們又多伴生在一起，因此分離和測定十分困難。如銠、銥的分離，無論是在分析和濕法治金方面都仍然是一個未能很好地解決的課題。鉑族元素具有d電子層結構，因此它們有多種變價狀態，且有形成絡合物的趨勢。這對於分析化學是十分重要的，了解和掌握生成各種絡合物的條件及其穩定性是分析取得成功的關鍵。（5）貴金屬分析應用最早的技術是火試金法，雖然操作較繁雜，但它是貴金屬分析的特效方法，迄今仍廣泛採用。利用貴金屬的變價性質建立的氧化還原滴定法是測定高含量貴金屬的有效方法。絡合滴定法由於選擇性差，在貴金屬分析中用得不多。目前發展最快的是使用各種有機顯色劑的吸光光度法，是各種技術中應用最廣的方法。極譜催化法已成功地用於痕量鉑族金屬的測定。溶出伏安法、離子選擇性電極電位法在貴金屬分析中也有新的發展。原子發射光譜法（AES）用於純貴金屬的分析已日趨成熟。ICP-AES法及ICP-MS法的應用，為各種貴金屬的分析開拓了廣闊前景。原子吸收光譜法（AAS）用於Au、Ag的測定是十分成功的，並用於某些鉑族元素的分析。此外，X射線熒光光譜法（XRF）、中子活化分析（NAA）也有應用。根據不同的分析對象和要求選用適當的分析技術是十分重要的。元素分析儀

8. 地殼中的金是怎麼分布的

在地殼里金的含量不算少，據估計，大約佔地殼的一百億分之五，但是都很分散，真是「遍地有黃金」！另外，太陽周圍灼熱的蒸氣里有金；隕石里也有金；天上還真有「長滿金子」的星星；海洋中金的含量十分豐富，是個「大金庫」。

9. 任務貴金屬分析方法的選擇

任務描述

貴金屬元素由於其性質的特殊性，在樣品溶解、分離富集等方面與一般元素有很大的不同之處。通過本次任務的學習，加深對貴金屬元素性質的了解，能根據礦石的特性、分析項目的要求及干擾元素的分離等情況正確選擇分離和富集方法，學會基於被測試樣中貴金屬元素含量的高低不同以及對分析結果准確度的要求不同而選用適當的分析方法，能正確填寫樣品流轉單。

任務分析

一、貴金屬在地殼中的分布、賦存狀態及其礦石的分類

貴金屬元素是指金、銀和鉑族（銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑）共8 種元素，在元素周期表中位於第五、六周期的第Ⅷ族和第IB副族中。由於鑭系收縮使得第二過渡元素（釕、銠、鈀、銀）與第三過渡元素（鋨、銥、鉑、金）的化學性質相差很小，因此貴金屬元素的化學性質十分相近。

鉑族元按其密度不同，分為輕重兩族。釕、銠、鈀為輕族；鋨、銥、鉑為重族。

金在自然界大都以自然金形式存在，也能和銀、銅和鉑族元素形成天然合金。根據最新研究成果，金的地殼豐度值僅為1 ng/g。金礦床中伴生的有用礦產很多。在脈金礦或其他原生金礦床中，常伴生有銀、銅、鉛、鋅、銻、鉍和釔等；在砂金礦床中，常伴生有金紅石、鈦鐵礦、白鎢礦、獨居石和剛玉等礦物。此外，在有色金屬礦床中，也常常伴生金。金的邊界品位一般為1 g/t。一般自然金里的金含量大於80%，還有少量的銅、鉍、銀、鉑、銻等元素。

銀在地殼中的平均含量為1×10^-7，在自然界多以硫化物形式存在，單獨存在的輝銀礦（Ag₂S）很少遇見，而且主要伴生在銅礦、鉛鋅礦、銅鉛鋅礦等多金屬硫化物礦床和金礦床中。在開采和提煉銅、鉛、鋅、鎳和金主要組分時，可順便回收銀。一般含銀品位達到5～10 g/t即有工業價值。

鉑族元素在自然界分布量很低，鉑在地殼中的平均豐度僅為5×10^-9，鈀為5×10^-8。它們和鐵、鈷、鎳在周期表上同屬第Ⅷ族，因此也與鐵、鈷、鎳一樣，具有親硫性。鉑族元素常與鐵元素共生，它們主要富集在與超基性岩和基性岩有關的銅鎳礦床、鉻鐵礦床和砂礦床內。銅鎳礦床中所含鉑族元素以鉑、鈀為主，其次是銠、釕、鋨、銥。鉻鐵礦中所含鉑族元素以鋨、釕、銥為主。鉑族元素之間，以及它們與鐵、鈷、鎳、銅、金、銀、汞、錫、鉛等元素之間能構成金屬互化物。在自然界存在自然鉑和自然鈀。自然鉑含鉑量為84%～98%，其餘為鐵，及少量鈀、銥、鎳、銅等。自然鈀含鈀量為86.2%～100%，同時含有少量鉑、銥、銠等。自然釕很少見，我國廣東省發現的自然釕中含有91.1%～100% 的釕。鉑族元素還可以與非金屬性較強的第Ⅵ主族元素氧、硫、硒、碲及第V主族元素砷、銻、鉍等組成不同類型的化合物。目前已知的鉑族元素礦物有120多種。在一些普通金屬礦物（如黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃鐵礦、鉻鐵礦等）以及普通非金屬礦物（如橄欖石、蛇紋石、透輝石等）中也可能含有微量鉑族元素。

鉑族元素的共同特性是具有優良的抗腐蝕性、穩定的熱電性、高的抗電火花蝕耗性、高溫抗氧化性能以及良好催化作用，故在工業上應用很廣泛，特別是在國防、化工、石油精煉、電子工業上不可缺少的重要原料。

二、貴金屬的分析化學性質

（一）化學性質

1.金

金具有很高的化學穩定性，即使在高溫條件下也不與氧發生化學作用，這大概就是在自然界中能夠以自然金甚至是以微小金顆粒存在的重要原因。金與單一的鹽酸、硫酸、硝酸和強鹼均不發生化學反應。金能夠溶解在鹽酸和硝酸的混合酸中，其中在王水中的溶解速率是最快的。用於分析化學中的金標准溶液通常就是以王水溶解純金來制備，但需要用鹽酸反復蒸發除去多餘的硝酸或氮氧化合物。在有氧化劑存在的鹽酸中，如 H₂O₂、KMnO₄、KClO₃、KBrO₃、KNO₃和溴水等，金也能夠很好被溶解，這主要是由於鹽酸與氧化劑相互作用產生新生態的氯氣同金發生反應所致。

2.銀

銀有較高的化學穩定性，常溫下不與氧發生化學作用，在自然界同樣能夠以元素形態存在。當與其他元素發生化學反應時，通常形成正一價的銀化合物。在某些條件下也可生成正二價化合物，例如AgO和AgF₂，但這些化合物不穩定。

金屬銀易溶於硝酸生成硝酸銀，也易溶於熱的濃硫酸生成硫酸銀，而不溶於冷的稀硫酸中。銀在鹽酸和王水中並不會很快溶解，原因在於初始反應生成的Ag^-以AgCl沉澱沉積在金屬表面而形成一層灰黑色的保護膜，阻止了銀的進一步溶解。但是如果在濃鹽酸中加入少量的硝酸，銀的溶解是比較快的。這是因為形成的 AgCl 又生成可溶性的［AgCl₂］^-配離子。這一反應對含銀的貴金屬合金材料試樣的溶解是很有用的。銀與硫接觸時，會生成黑色硫化銀；與游離鹵作用生成相應的鹵化物。銀飾品在空氣中長久放置或佩戴後失去光澤常常與其表面上硫化物及其氯化物的形成有關。在有氧存在時，銀溶解於鹼金屬氰化物而生成［Ag（CN）₂］^-配離子。銀在氧化劑參與下，如有Fe^3＋時也能溶於酸性硫脲溶液而形成復鹽。

3.鉑族金屬

鉑族金屬在常溫條件下是十分穩定的，不被空氣腐蝕，也不易與單一酸、鹼和很多活潑的非金屬元素反應。但是在確定的條件下，它們可溶於酸，並同鹼、氧和氯氣相互作用。鉑族金屬的反應活性在很大程度上依賴於它們的分散性以及同其他元素，即合金化的元素形成中間金屬化合物的能力。

就溶解能力而言，鉑族金屬粉末較海綿狀的易於溶解，而塊狀金屬的溶解是非常緩慢的。與無機酸的反應，除鈀外，鉑族金屬既不溶於鹽酸也不溶於硝酸。鈀與硝酸反應生成Pd（NO₃）₂。海綿鋨粉與濃硝酸在加熱條件下反應生成易揮發的OsO₄。鈀、海綿銠與濃硫酸反應，生成相應的PdSO₄、Rh₂（SO₄）₃。鋨與熱的濃硫酸反應生成OsO₄或OsO₂。鉑、銥、釕不與硫酸反應。王水是溶解鉑、鈀的最好溶劑。但王水不能溶解銠、銥、鋨和釕，只有當它們為高分散的粉末和加熱條件下可部分溶解。在有氧化劑存在的鹽酸溶液中（如H₂O₂、Cl₂等）於封管的壓力條件下，所有的鉑族金屬都能被很好地溶解。

通常，鹼溶液對鉑族金屬沒有腐蝕作用，但當加入氧化劑時則有較強的相互作用。如OsO₄就能夠在鹼溶液中用氯酸鹽氧化金屬鋨來獲得。在氧化劑存在條件下，粉末狀鉑族金屬與鹼高溫熔融，反應產物可溶於水（對於Os和Ru）、鹽酸、溴酸和鹽酸與硝酸的混合物中，由此可將難溶的鉑族金屬轉化為可溶性鹽類。高溫熔融時，常用的混合熔劑有：NaOH＋NaNO₃（或NaClO₃）、K₂CO₃＋KNO₃、BaO₂＋BaNO₃、NaOH＋Na₂O₂和Na₂O₂等。利用在硝酸鹽存在條件下的NaOH或KOH的熔融、利用Na₂O₂的熔融以及利用BaO₂的高溫燒結方法通常被認為是將鉑族金屬如銠、銥、鋨、釕轉化成可溶性化合物的方便途徑。

在鹼金屬氯化物存在條件下，鉑族金屬的氯化作用同樣是將其轉化成可溶性化合物的最有效途徑之一。

（二）貴金屬分析中常用的化合物和配合物

1.貴金屬的鹵化物和鹵配合物

貴金屬的鹵化物或鹵配合物是貴金屬分析中最重要的一類化合物，尤其是它們的氯化物或氯配合物。因為貴金屬分析中大多數標准溶液的制備主要來自這些物種；鉑族金屬與游離氯反應，即氯化作用，被廣泛用於分解這些金屬；更重要的是在鉑族金屬的整個分析化學中幾乎都是基於在鹵配合物水溶液中所發生的反應，包括分離和測定它們的方法。

鉑族金屬配合物種類繁多，能與其配位的除鹵素外，還有含O、S、N、P、C、As等配位基團，常見的有

NH₃、NO、NO₂、PH₃、PF₃、PCl₃、PBr₃、AsCl₃、CO、CN^-和多種含S、N、P的有機基團。貴金屬的簡單化合物在分析上的重要性遠不如其配合物。對於金或銀雖然形成某些穩定配合物，但無論其種類或數量都無法與鉑族金屬相比擬。

2.貴金屬氧化物

金、銀的氧化物在分析上並不重要。金的氧化物有Au₂O₃、Au₂O，Au₂O很不穩定，與水接觸分解為Au₂O₃和Au。用硝酸汞、乙酸鹽、酒石酸鹽等還原劑還原Au^（Ⅲ）可得到Au₂O。Au^（Ⅲ）與NaOH作用時，生成Au（OH）₃沉澱。通常，Au（OH）₃以膠體形態存在，所形成的膠粒直徑一般為80～200 nm。

向銀溶液中小心加入氨溶液時可形成白色的氫氧化銀。當以鹼作用時則有棕色的氧化銀析出。氧化銀呈鹼性，能微溶於鹼並生成［Ag（OH ）₂］^-；在300℃條件下分解為 Ag和O₂。

鉑族金屬及其化合物在空氣中灼燒可形成各種組分的氧化物。由於許多氧化物不穩定，或者穩定的溫度范圍比較窄，或者某些氧化物具有揮發性，因此在用某些分析方法測定時要十分注意。例如，一些採用重量法的測定需在保護氣氛中灼燒成金屬後稱重。Os^（Ⅷ）、Ru^（Ⅷ）的氧化物易揮發，這也是與其他貴金屬分離的最好方法。鉑族金屬對氧的親和力順序依次為：Pt＜Pd＜Ir＜Ru＜Os。鉑的親和力最差，但粉末狀的鉑能很好與氧結合。貴金屬的氧化物在溶液中多呈水合氧化物形式存在。

3.貴金屬的硫化物

形成硫化物是貴金屬元素的共性，但難易程度不同。其中IrS生成較難，而PdS、AgS較容易形成。貴金屬硫化物均不溶於水，其溶解度按下列順序依次減小：Ir₂S₃、Rh₂S₃、PtS₂、RuS₂、OsS₂、PdS、Au₂S₃、Ag₂S。在貴金屬的氯化物或氯配合物（銀為硝酸鹽）溶液中，通入H₂S氣體或加入Na₂S溶液可得到相應的硫化物沉澱。

4.貴金屬的硝酸鹽和亞硝酸鹽化合物或配合物

在貴金屬的硝酸鹽中，AgNO₃是最重要的化合物。分析中所用的銀標准溶液都是以AgNO₃為初始基準材料配製的。其他貴金屬的硝酸鹽及硝基配合物不穩定，易水解，在分析中較少應用。鉑族金屬的亞硝基配合物是一類十分重要的配合物。鉑族金屬的氯配合物與NaNO₂在加熱條件下反應，生成相應的亞硝基配合物。這些配合物很穩定，在pH 8～10的條件下煮沸也不會發生水解。利用這種性質可進行貴金屬與賤金屬的分離。

三、貴金屬礦石礦物的取樣和制樣

含有貴金屬元素的樣品在分析之前必須具備兩個條件：①樣品應是均勻的；②樣品應具有代表性。否則，無論分析方法的准確度如何高或分析人員的操作如何認真，獲得的分析結果往往是毫無意義的。此外，隨著科學技術的發展，貴金屬資源被廣泛應用於各工業部門和技術領域，由於貴金屬資源逐漸減少，供需矛盾日漸突出，其價格日趨昂貴，因此對分析結果准確性的要求比其他金屬要高。

貴金屬礦石礦物的取樣、加工是為了得到具有較好代表性和均勻性的樣品，使所測試樣品中貴金屬的含量能夠較真實地反映原礦的情況，避免取樣帶來的誤差。貴金屬在自然界中的賦存狀態很復雜，又由於貴金屬元素的含量較低，故分析試樣的取樣量必須滿足兩個因素：①分析要求的精度；②試樣的均勻程度，即取出的少量試樣中待測元素的平均含量要與整個分析試樣中的平均含量一致。實際上貴金屬元素在礦石中的分布並不均勻，往往集中在少數礦物顆粒中，要達到取出的試樣與總試樣完全一致的要求是很難做到的。因此，只能在滿足所要求的分析誤差范圍內進行取樣，增加取樣量，分析誤差可能會減小。試樣中貴金屬礦物的破碎粒度與取樣量有很大關系，粒度愈大，試樣愈不均勻，取樣量也應愈大，因此加工礦物試樣時應盡可能磨細。為了達到一定的測量精度，除滿足上述取樣量的條件外，還應滿足測定方法的靈敏度。

一般的礦樣，可按常規方法取樣、制樣。金多以自然金的形式存在於礦石礦物中，它的粒度變化較大，大的可達千克以上，而微小顆粒甚至在顯微鏡下都難以分辨。金的延展性很好，它的破碎速度比脈石的破碎速度慢，因此對未過篩的和殘留在篩縫中的樣品部分絕對不能棄之，此部分大多含有自然金。金礦石的取樣與加工一般按切喬特經驗公式進行。對於比較均勻的樣品，K取值為0.05，一般金礦石樣品，K取值為0.6～1.5。

對於較難加工的金礦石，在棒磨之前加一次盤磨碎樣並磨至0.154mm，因為棒磨機的作用是用鋼棒沖擊和擠壓岩石再磨細金粒，能滿足一般金粒較細的試樣所需的破碎粒度。含有較粗金粒的試樣，用棒磨機只能使金粒壓成片狀或帶狀，達不到破碎的目的。而盤磨機是利用搓壓的作用力使石英等硬度較大的物料搓壓金粒來達到破碎的目的。

在金礦樣的加工過程中，應注意以下幾個方面：

（1）如果礦樣量在1kg以下，碎樣時應磨至200目。一半送分析用，一半作為副樣。如果礦樣量在1 kg以上，按加工流程進行破碎，作基本分析的樣品重量不應少於500～600 g。

（2）若樣品中含有明金時，應增設80目過篩和篩上收金的過程。

（3）對於1∶20萬區域化探水系沉澱物樣品，應將原分析樣混勻後分取40g，用盤磨粉碎至200目，混勻後作為金的測定樣。

（4）在過篩和縮分過程中，任何時間都不能棄去篩上物和損失樣品。

（5）所使用的各種設備每加工完一個樣品後必須徹底清掃干凈，並認真檢查在縫隙等處有無金粒殘留。

（6）礦樣經棒磨機粉碎至200 目後，送分析之前必須再進行混勻，以防止因金的密度大在放置時間過久或運送過程中金下沉而導致樣品不均勻。

由於金在礦石中的不均勻性，要製取有代表性、供分析用的礦樣，應盡可能地增大礦石取樣量。在磨樣過程中，對分離出粗粒的金應分別處理。其他貴金屬礦樣的取樣與加工要比金礦石的容易。

為了獲得准確的分析結果，貴金屬試樣在分析之前，取樣與樣品的加工，試樣的分解將是整個分析工作中的重要環節。另一方面，由於在大多數的分析方法中，獲得的分析結果常常是通過與已知的標准物質的含量，包括標准溶液和標准樣品進行比較獲得的，因此，准確的分析結果同樣也依賴於貴金屬標准溶液的准確制備。

四、貴金屬礦樣的樣品處理技術

貴金屬礦石礦物的分解有其特殊性，是分析化學中的難題之一。因為多數貴金屬具有很強的抗酸、鹼腐蝕的特點，常用的無機溶劑和分解技術難以分解。

含銠、銥和釕等試樣，在常溫、常壓，甚至較高溫度、壓力下用王水也難以分解。

砂鉑礦多由超基性岩體中的鉻-鉑礦風化次生而成，其密度及硬度極高、化學惰性極強，在高溫、高壓條件下溶解也較慢。

鋨銥礦是以鋨和銥為主的天然合金，晶格類型的差別較大（銥為等軸晶系，鋨為六方晶系）。含鋨高時稱為銥鋨礦，呈鋼灰色至亮青銅色；含銥高時稱為鋨銥礦，呈明亮錫白色。它們的密度都很大，性脆且硬，含銥、釕高時磁性均較強，鋨高時相反。化學性質也都很穩定，於王水中長時間煮沸難以被分解。

為了分解這些難溶物料，需要引入一些特殊的技術，如焙燒預處理技術、鹼熔融技術、加壓酸消解技術等。

（一）焙燒預處理方法

貴金屬在礦石中除以自然金、自然鉑等形式存在外，還以各種金屬互化物形式存在，並常伴生在硫化銅鎳礦和其他硫化礦中。用王水分解此類礦樣時，由於硫的氧化不完全，易產生元素硫，並吸附金、鉑、鈀等，使測定結果偏低，尤其對金的吸附嚴重，故需要先進行焙燒處理，使硫氧化為SO₂而揮發。焙燒溫度的控制是很重要的，溫度過低，分解不完全；溫度過高，會燒結成塊，影響分析測定。常用的焙燒溫度為600～700℃，焙燒時間與試樣量和礦石種類有關，一般為1～2h。不同硫化礦的焙燒分解情況不同，其中黃鐵礦最易分解，其次是黃銅礦，最難分解的是方鉛礦。以下是幾種貴金屬礦石的焙燒處理方法。

（1）含砷金礦的焙燒。先將礦石置於高溫爐中，升溫至400℃恆溫2h，使大部分砷分解、揮發，繼續升溫至650℃，使硫和剩餘的少量砷完全揮發。於礦石中加入NH₄NO₃、Mg（NO₃）₂等助燃劑，可提高焙燒效率，縮短焙燒時間。如果金礦中砷的含量在0.2% 以上，且砷含量比金含量高800倍的條件下焙燒時，會生成砷和金的一種易揮發的低沸點化合物而使金損失，此時的焙燒溫度應控制在650℃以下。當金礦石中硅含量較高時，加入一定量NH₄HF₂可分解SiO₂。

（2）含銀硫化礦的焙燒。先將礦石置於高溫爐中，升溫至650℃，恆溫2h，使硫完全揮發。當礦石中硅含量較高時，即使加入NH₄HF₂，由於焙燒過程中生成難溶的硅酸銀，使測定結果嚴重偏低。為此，用酸分解焙燒試樣時，加入HF以分解硅酸銀，可獲得滿意的結果。

（3）含鉑族元素硫化礦的焙燒。與含金硫化礦的焙燒方法相同。

（4）含鋨硫化礦的焙燒。試樣進行焙燒時，易氧化為OsO₄形式揮發損失，於焙燒爐中通入氫氣，硫以H₂S形式揮發；或按10∶1∶1∶1比例將礦石、NH₄Cl、（NH₄）₂CO₃、炭粉混合後焙燒，可加速硫的氧化，對鋨起保護作用。

（二）酸分解法

貴金屬物料的酸分解法是最常用的方法，操作簡便，不需特殊設備。常用的溶劑是王水，它所產生的新生態氯具有極強的氧化能力，是溶解金礦和某些鉑族礦石的有效試劑。溶解金時可在室溫下浸泡，加熱使溶解加速。溶解鉑、鈀時，需用濃王水並加熱。此外，分解金礦的試劑很多，如HCl-H₂O₂、HCl-KClO₃、HCl-Br₂等。被硅酸鹽包裹的礦物，應在王水中加少量HF或其他氟化物分解硅酸鹽。酸分解方法不能用於含銠、銥礦石的分解，此類礦石只有在高溫、高壓的特定條件下強化溶解才能完全溶解。

（三）鹼熔法

固體試劑與試樣在高溫條件下熔融反應可達到分解的目的。最常用的是過氧化鈉熔融法，幾乎可以分解所有含貴金屬的礦石，但對粗顆粒的鋨銥礦很難分解完全，常需要用合金碎化後再鹼熔才能分解完全。本法的缺點是引入了大量無機鹽，對坩堝腐蝕嚴重，又帶入了大量鐵、鎳。使用鎳坩堝還能帶入微量貴金屬元素。此法多用於無機酸難以分解的礦石。

五、貴金屬元素的分離和富集方法

貴金屬元素在岩石礦物中的含量較低，因此，在測定前對其進行分離富集往往是必要且關鍵的一步。貴金屬元素的分離和富集有兩種方法；一種是干法分離和富集——火法試金；一種是濕法分離和富集——將樣品先轉為溶液，然後採用沉澱、吸附、離子交換、萃取、色層等方法進行分離富集貴金屬與賤金屬分離，主要有共沉澱分離法、溶劑萃取法、離子交換分離法、活性炭分離富集法、泡沫塑料富集法及液膜分離富集法等。目前應用最廣泛的是火試金法、泡沫塑料法、萃取法。具體方法詳見任務2、任務3、任務4的相關內容。

六、貴金屬元素的測定方法

（一）化學分析法

1.重量法測定金與銀

將鉛試金法得到的金、銀合粒，稱其總量。經「分金後」得到金粒，稱重。兩者重量之差為銀的重量。

為了減少金在灰吹中的損失和便於分金，在熔煉時通常加入毫克量的銀。如果試樣中含金量較高，加入的銀量必須相應增加，以達金量的3倍以上為宜。低於此數時，分金不完全，且銀不能完全溶解，影響測定結果。

在實際應用中，不同含金量可按表7-1所示的銀與金的比例加入銀，可滿意地達到分金效果。

表7-1 銀與金的比例

如合粒中含銀量低、金量高時，可稱取兩份試樣，一份不加銀，所得合粒稱重，為金銀合量。另一份加銀，分金後測金。二者重量之差為銀量。亦可先將金、銀合粒稱重，再加銀灰吹，然後進行分金，測得金量。差減法得銀量。

分金可採用熱硝酸（1∶7），此時合粒中的銀、鈀以及部分鉑溶解，而金不溶並呈一黑色的整粒留下來。如果留的下金粒帶黃色，則表示分金不完全，應當取出，補加適量銀，包在鉛片中再灰吹，然後分金。

用硝酸（1∶7）分金後，金粒中還殘留有微量銀，可再用硝酸（1∶1）加熱數分鍾除去。

2.滴定法

在貴金屬元素的滴定法中，主要利用貴金屬離子在溶液中進行的氧化還原反應、形成穩定配合物反應、生成難溶化合物沉澱或被有機試劑萃取的化合反應。被滴定的貴金屬離子本身多數是有顏色的，而且存在著復雜的化學形態和化學平衡反應，故導致滴定法的應用有一定的局限性。

金的滴定法主要依據氧化還原反應，包括碘量法、氫醌法、硫酸鈰滴定法、釩酸銨滴定法及少數催化滴定法和原子吸收-碘量法聯合的分析方法。其中碘量法和氫醌法在我國應用最普遍，它們與活性炭或泡塑吸附分離聯用，方法的選擇性較好，且可測得微量至常量的金，已成為經典的測定方法或實際生產中的例行測定規程。由於樣品的成分的復雜性，故用活性炭吸附分離-碘量法測定金時，還應針對試樣的特殊性採取相應的預處理手段。例如，含鉛、銀高的試樣，可加入5～7g硫酸鈉，煮沸使二氯化鉛轉化為硫酸鉛沉澱過濾除去，銀用鹽酸溶液（2＋98）洗滌，可避免氯化銀沉澱以銀的氯配離子形式進入溶液中而被活性炭吸附。含鐵、鉛、銅、鋅的試樣，在滴定時加入0.5～1 g氟化氫銨可掩蔽50mg鐵、鉛，3～5mL的EDTA溶液（25g/L）可掩蔽大量鉛、銅、鋅，但需立即加入碘化鉀，以避免Au^（Ⅲ）被還原為Au^（Ⅰ）。含硫高時，於馬弗爐中500℃溫度下焙燒3h後再於650～700℃恆溫1～2h，可避免金的分析結果偏低。含銻的試樣，用氫氟酸蒸發2次，可消除其對金的影響。試樣中含鉑和鈀時，會與碘化鉀形成紅色和棕色碘化物，且消耗硫代硫酸鈉，可於滴定時加入5mL硫氰酸鉀溶液（250g/L），使之形成穩定的配合物而消除干擾。用碘量法測定金的誤差源於多種因素：金標准溶液的穩定性、活性炭吸附金的酸度、水浴蒸發除氮氧化物的條件、澱粉指示劑用量、滴定前碘化鉀的加入量、分取試液和滴定液的濃度、標定量的選擇等，因此應予以注意。

關於銀的化學滴定法，應用最普遍的是硫氰酸鉀（銨）和碘化鉀沉澱滴定法，其次是硫代硫酸鈉返滴定法、硫酸亞鐵氧化還原滴定法和二硫腙萃取滴定法等。

硫氰酸鉀滴定法測定銀：將試金所得的金、銀合粒用稀硝酸溶解其中的銀，以硫酸鐵銨為指示劑，用硫氰酸鉀標准溶液滴定至淡紅色，即為終點。其主要反應式如下：

Ag^＋＋KCNS→K^＋＋AgCNS↓

Fe^3＋＋3KCNS→3K^＋＋Fe（CNS）₃

在鉑族金屬的滴定中，以莫爾鹽還原Pt^（Ⅳ），用釩酸銨返滴定法或二乙基二硫代氨基甲酸鈉滴定法的條件苛刻，選擇性差，不能用於組成復雜的試樣分析中。於pH為3～4酸性介質中，長時間煮沸的條件下，Pt^（Ⅳ）能與EDTA定量絡合，在乙酸-乙酸鈉緩沖介質中，用二甲酚橙作指示劑，乙酸鋅滴定過量的EDTA，可測定5～30mg Pd。利用這一特性，採用丁二肟分離鈀，用酸分解濾液中的丁二肟，可測定含鉑、鈀的冶金物料中的鉑。Pd^（Ⅱ）的滴定測定方法較多，常見的是利用形成難溶化合物沉澱和穩定配合物的反應。在較復雜的冶金物料中，採用選擇性試劑掩蔽鈀，二甲酚橙作指示劑，鋅（鉛）鹽滴定析出與鈀等量的EDTA測定鈀的方法較多。

（二）儀器分析法

貴金屬在地殼中的含量很低，因此各種儀器分析方法在貴金屬的測定中獲得了非常廣泛的應用。主要有可見分光光度法、原子吸收光譜法、發射光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法等。具體的應用請參閱本項目的任務2、任務3、任務4的相關內容。

七、貴金屬礦石的分析任務及其分析方法的選擇

貴金屬礦石的分析項目主要是金、銀、銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑含量的測定，除精礦外，一般礦石中貴金屬的含量都比較低，因此，在選擇分析方法時，靈敏度是需要重點考慮的因素。一般，銀的測定主要用原子吸收光譜法和可見分光光度法，且10 g/t以上含量的不需要預富集，可直接測定。可見分光光度法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法在金的測定上都獲得了廣泛的應用。金的測定一般都需要採取預富集手段。銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑在礦石中含量甚微，因此對方法的靈敏度要求較高。目前，電感耦合等離子體質譜法在銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑的測定的應用已經越來越廣泛和成熟。另外光度法、電感耦合等離子體發射光譜法也在銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑的測定中發揮了重要作用。

技能訓練

實戰訓練

1.學生實訓時按每組5～8人分成幾個小組。

2.每個小組進行角色扮演，利用所學知識並上網查詢相關資料，完成貴金屬礦石委託樣品從樣品驗收到派發樣品檢驗單工作。

3.填寫附錄一中質量表格1、表格2。

10. 地殼由什麼組成

主量元素：
主量元素有時也稱為常量元素，是指那些在岩石中(≠地殼中)含量大於1%(或0.1%)的元素，在地殼中大於1%的8種元素都是主量元素，除氧以外的7種元素在地殼中都以陽離子形式存在，它們與氧結合形成的氧化物(或氧的化合物)，是構成三大類岩石的主體，因此又常被稱為造岩元素。
地殼中重量百分比最大的10個元素的順序是：O＞Si＞Al＞Fe＞Ca＞Na＞K＞Mg＞Ti＞H，若按元素的原子克拉克值(原子個數)，則原子個數最多的元素是：O＞Si＞H＞Al＞Na＞Mg＞Ca＞Fe＞K＞Ti。Ti、H(P)在地殼中的重量百分比雖不足1%，但在各大類岩石中頻繁出現，也常被稱為造岩元素。
上述地殼中含量最高的十種元素，在各類岩石化學組成中都占重要地位。雖然不同類型岩石的礦物成分有差異，但主要礦物都是氧化物和含氧鹽，尤其是各種類型的硅酸鹽，因此可將整個地殼看成一個硅酸鹽礦物集合體。
岩漿岩是地殼中分布最廣的岩石大類，從酸性岩直到超基性岩，主要礦物都是硅酸鹽，不同的是：超基性岩和基性岩主要由鎂、鐵(鈣)的硅酸鹽組成，中、酸性岩主要由鉀、鈉的鋁硅酸鹽和氧化物組成。大陸地殼中上部中酸性岩石佔主導的地位，下部中基性岩為主體；大洋地殼以基性岩石為主，因此地球科學家常稱地殼為硅酸鹽岩殼。也有的學者將以中酸性岩為主的部分稱為硅鋁質地殼，將以基性岩為主的部分稱為硅鎂質地殼。
由此可知：地殼中主量元素的種類(化學成分)決定了地殼中天然化合物(礦物)的類型；主要礦物種類及組合關系決定了其集合體(岩石)的分類；而地殼中主要岩石類型決定了地殼的基本面貌。
微量元素：
在地殼(岩石)中含量低於0.1%的元素，一般來說不易形成自己的獨立礦物，多以類質同象的形式存在於其它元素組成的礦物中，這樣的元素被稱為微量元素。比如：鉀、鈉的克拉克值都是2.5%，屬主要元素，在自然界可形成多種獨立礦物。與鉀、鈉同屬第一主族的銣、銫，由於在地殼中的含量低，在各種地質體中的濃度亦低，難以形成自己的獨立礦物，主要呈分散狀態存在於鉀、鈉的礦物中。
硫(硒、碲)和鹵族元素：
在地殼中，除氧總是以陰離子的形式存在外，硫(硒、碲)和鹵族元素在絕大多數情況下都以陰離子形式存在。雖然硫在特定情況下可形成單質礦物(自然硫S2)，硫仍是地殼中除氧以外最重要的呈陰離子的元素。硫在熱液成礦階段能與多種金屬元素(如貴金屬Ag、Au，賤金屬Pb、Zn、Mo、Cu、Hg等)結合生成硫鹽和硫化物礦物，這些礦物是金屬礦床的物質基礎。若礦物結晶時硫含量不充分，硒可以進入礦物中占據硫在晶格中的位置，硫、硒以類質同象的方式在同種礦物中存在。碲與硫的晶體化學性質差別比硒大，故碲通常不進入硫化物礦物，當硫不足時，它可以結晶成碲化物。
氯、氟等鹵族元素，通過獲得一個電子就形成穩定的惰性氣體型(8電子外層)的電層結構，它們形成陰離子的能力甚至比氧、硫更強，只是因為鹵族元素的地殼豐度較氧、硫低得多，限制了它們形成獨立礦物的能力。鹵族元素與陽離子結合形成典型的離子鍵化合物。離子鍵化合物易溶於水，但氣化溫度較高，在乾旱條件下，鹵化物還是比較穩定的。當鹵族元素的濃度較低，不能形成獨立礦物時，它們進入氧化物，在含氧鹽礦物中，常見它們以類質同象方式置換礦物中的氧或羥基
金屬成礦元素：
在地質體中金屬元素多形成金屬礦物(硫化物、單質礦物或金屬互化物，部分氧化物)，在礦產資源中作為冶煉金屬物質的對象。
金屬成礦元素按其晶體化學和地球化學習性以及珍稀程度可以分為：貴金屬元素、金屬元素、過渡元素、稀有元素、稀土元素。
貴金屬元素Ag、Au、Hg、Pt等，貴金屬元素在地殼中主要以單質礦物，硫化物形式存在，在地質體中含量低，成礦方式多樣，但礦物易分選，元素化學穩定性高，成礦物質的經濟價值高；
金屬元素Pb、Zn、Cu（又稱賤金屬元素）、Sb、Bi等，在地殼中主要以硫化物形式存在。成礦物質主要通過熱液作用成礦，硫(硒、碲)的富集對成礦過程有重要意義。礦床中成礦元素含量較高，是國民經濟生活中廣泛應用的礦產資源；
過渡元素Co、Ni、Ti、V、Cr、Mn和W、Sn、Mo、Zr、Hf等，這些元素在自然界多以氧化物礦物形式存在，部分也可形成硫化物(如鉬)或硫鹽(如錫)。
稀有元素Li、Be、Nb、Ta、Ti、Zr在地殼中含量很低，主要形成硅酸鹽或氧化物。
稀土元素釔和鑭系元素統稱為稀土元素，地殼中稀土元素含量低，但它們常成組分布。稀土元素較難形成自己的獨立礦物，主要進入鈣的礦物，在礦物中類質同象置換鈣。較常見的稀土元素礦物和含稀土元素的礦物都是氧化物或含氧鹽類礦物。
親生物元素和親氣元素：
主要有C、H、O、N和P、B，它們是組成水圈、大氣圈和生物圈的主要化學成分，在地殼表層的各種自然過程中起著相當重要的作用。部分微量元素(如Zn、Pb、Se等)以及在地殼表層和水圈中富集的元素Ca、Na、F、Cl等對生命的活動有重要意義，具親生物的屬性。某些親生物元素的過量或饋乏不僅會影響生命物體的正常發育，嚴重時還會引起一些物種的絕滅。
放射性元素：
現代地殼中存在的放射性元素（同位素）有67種。原子量小於209的放射性同位素僅有十餘種，它們是：10Be,14C，40K,50V,87Rb,123Te,187Re,190Pt,192Pe,138La,144Na,145Pm,147Sm,148Sm和149Sm，自84號元素釙(Po)起，元素(同位素)的原子質量都等於或大於209，這些原子核都有放射性，它們都是放射性同位素。
現代核物理技術的高度發展，已經能夠通過中子活化及核合成技術生成許多新的放射性元素(同位素)，若將這些元素計算在內，元素周期表內的元素總數應增加到109個。
（2）礦物的分類、晶形及其物理性質
地殼中各種元素多數組成化合物，並以礦物的形式出現。礦物多數是在地殼(地球)物理化學條件下形成的無機晶質固體，也有少數呈非晶質和膠體。礦物學是地球科學中研究歷史最悠久的分支學科之一。自有人類以來就開始了對礦物的認識和利用，人類有了文字就有了對礦物認識的記載。礦物學作為一門獨立的學科已有近三個世紀的歷史了，20世紀20年代以來在礦物學研究中逐步引入了現代科學技術的研究手段和方法，使礦物學進入了由表及裡、由宏觀到微觀的研究層次，開始了礦物成分、結構與物理性質、開發應用綜合研究的新階段。
迄今發現的礦物種數已達3000餘種。常見的造岩礦物只有十餘種，如石英、正長石、斜長石、黑雲母、白雲母、角閃石、輝石、橄欖石等，其餘屬非造岩礦物。按礦物中化學組分的復雜程度可將礦物分成單質礦物和化合物。化合物按與陰離子的結合類型(化學鍵)劃分大類，主要大類有：硫化物(包括砷、銻、鉍、碲、硒的化合物)；氧的化合物；以及鹵化物。在各大類中按陰離子或絡陰離子種類可將礦物劃分類，各類中按礦物結構還可以劃分亞類，在亞類中又可以進一步劃分部、族和礦物種。
硫化物及其類似化合物:
在礦物分類中，硫化物大類還可以分成三個礦物類。硫化物礦物的總特徵是：首先，它們由金屬陽離子與硫等陰離子之間以共價鍵方式結合形成。它們在地殼中的總量很低(＜1%)，但礦物種較多，占礦物種總數的16.5%。硫化物礦物的生成多與成礦作用有關，即絕大多數礦床中的金屬礦物都屬硫化物大類；其次，硫化物類礦物透明度和硬度較低，但通常色澤鮮艷、有金屬(半金屬)光澤、比重也較大；最後，結晶程度較好，硫與其它元素結合時配位方式多樣，因此晶體結構類型多，晶體形態多樣，容易識別。
在成員眾多的硫化物礦物家族中，方鉛礦（PbS）、閃鋅礦（ZnS）、黃銅礦（CuFeS2）、黝錫礦（Cu2SnFeS4）和黃鐵礦（FeS2）、斑銅礦（Cu5FeS4）、雄黃（As4S4）、雌黃（As2S3）、辰砂（HgS）等是最常見的硫化物。此外，還有硒化物和碲硫化物。
氧的化合物:
幾乎所有造岩礦物都是硅酸鹽和氧化物，如長石、雲母、角閃石、輝石等。但也有一些氧化物和含氧鹽主要與成礦作用有關，如錫石（SnO2）和黑鎢礦（(FeMn)WO4）、磁鐵礦（Fe2+Fe3+O4）、鈦鐵礦（FeTiO3），是錫、鎢、鐵礦床中的資源礦物(礦石礦物)。
單質及其類似物:
它們在礦物分類中也是一個大類，包括由單質原子結晶的礦物和多種原子結合的金屬互殼重量的1%，但成礦能力很強，如自然銅（Cu）、銀金礦（AgAu）、自然鉑（Pt）、金剛石（C）、石墨（C）和自然硫（S）都可富集成礦。單質礦物中原子以金屬鍵或共價健和分子健相結合，原子間緊密堆積，礦物晶體對稱性高。
寶石礦物:

寶石鮮艷的顏色和絢麗的光澤使其具有很高的價值
在礦物學分類中並未劃分此大類，但它們是具特殊經濟意義的礦物群體。經過加工，能用於裝飾的礦物，稱為寶石礦物。寶石礦物主要有以下特點：第一是晶瑩艷麗，光彩奪目，即礦物的顏色和光澤質地優良。第二是質地堅硬，經久耐用，即寶石礦物的硬度較大；第三是稀少，即礦物產量少，又有一定的價值。據以上特徵，能稱為寶石礦物的只可能是氧的化合物和單質礦物中的少數非金屬礦物。自然界的寶石礦物共有百種，較重要的約20種。最貴重的寶石有四種：鑽石、紅寶石、藍寶石和祖母綠（見彩色照片）。
鑽石的寶石礦物是金剛石（C），它屬單質非金屬礦物，是硬度最大的礦物。金剛石結晶溫度(＞1100℃)和壓力(＞40Pa)很高，是元素碳在距地表大約200km或更深處結晶的晶體。
紅寶石和藍寶石是兩種極貴重的寶石，其寶石礦物都是剛玉（Al2O3）。剛玉雖是較常見的礦物，但能成為寶石礦物的剛玉僅出現在某些石灰岩和中酸性岩漿岩的接觸帶、基性岩牆及純橄欖岩中，成為寶石礦床還需經過沉積作用，即在碎屑礦物中聚集。
還有一種寶石祖母綠也十分名貴，它的寶石礦物是綠柱石（Be3Al2〔Si6O18〕），綠柱石是環狀構造硅酸鹽，主要產於岩漿晚期形成的偉晶岩和一些高溫熱液形成的脈狀岩石中，作為寶石礦物的綠柱石主要產在熱液脈中，而且十分罕見。
礦物的形態由礦物的晶形和結晶程度決定。礦物的結晶程度主要受礦物生長時的物理化學環境控制，而礦物的晶形則與礦物的晶體結構有關。晶體是晶體結構的最小單位(晶胞)在三維空間重復增長的結果，如果晶體結構的對稱性高，晶體的對稱性也高。三維對稱的晶體呈粒狀晶體(如金剛石、方鉛礦等)，二維對稱的晶體沿C軸發育的為長柱狀(如針鎳礦)，若C軸不發育的呈片狀(如輝鉬礦、雲母等)。化學鍵的各向異性也影響晶體的形態，如金紅石、輝銻礦的八面體化學鍵沿C軸延伸，它們的晶體發育成柱狀、針狀或毛發狀（圖4-1）。硅酸鹽礦物晶形與其結構的對應關系，將在岩漿岩組成礦物中作簡要介紹。

晶體：a石英 b長石 c石榴子石
礦物的比重是單位體積中礦物的重量與4℃水重量之比，礦物的密度是單位體積中礦物的質量，兩者概念不同，但數值相當。決定礦物比重和密度的主要因素是：陽離子的原子量、晶體中的原子間距和原子的配位數。例如，方解石CaCO3和菱鋅礦ZnCO3結構相同，但Ca、Zn的原子量分別是40.08和65.57，因而方解石的密度(2.71g/cm3)就比菱鋅礦(4.45g/cm3)小。又如文石和方解石的成分都是CaCO3，但兩者的配位數分別為9和6，兩者的密度就有差異，分別是2.95g/cm3和2.23g/cm3。
礦物硬度是礦物內部結構牢固性的表現，主要取決於化學鍵的類型和強度：離子鍵型和共價健型礦物硬度較高，金屬鍵型礦物硬度較低。硬度也與化學鍵的鍵長有關，鍵長小的礦物硬度較大。離子價態高低和配位數大小對礦物硬度有一定影響，離子價態高，配位數較大的礦物硬度也較大。
礦物的顏色由礦物的成分和內部結構決定。組成礦物的離子的顏色，礦物晶體中的結構缺陷，以及礦物中的雜質和包裹體等，都可影響礦物的顏色。在離子鍵礦物晶體中，礦物的顏色主要與離子的顏色有關，如Cu2+

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貴金屬在地殼中的分布狀態

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