贵金属在地壳中的分布状态_贵金属包括哪些元素其分析有何特点

1. 地球上的金子等贵金属是在地球上形成的还是在宇宙中

是超新星爆发以及中子星碰撞后产生了黄金等重金属，这些物质先是漂浮在宇宙中形成星云，然后在万有引力的作用下，各种物质聚集逐渐变成了星球。宇宙中的行星的形成机制基本差不多，在太阳系外的行星系统中也会有很多贵金属以及重金属元素

2. 地壳中元素含量分布示意图

地壳中各元素的含量由多到少的顺序（前四位）排列依次是氧、硅、铝、铁，从图中看，3区域代表的元素含量在地壳中占第三位，故图中3区域代表的元素是铝．
故选C．

3. 地壳中都有哪些元素

主量元素：主量元素有时也称为常量元素，是指那些在岩石中(≠地壳中)含量大于1%(或0.1%)的元素，在地壳中大于1%的8种元素都是主量元素，除氧以外的7种元素在地壳中都以阳离子形式存在，它们与氧结合形成的氧化物(或氧的化合物)，是构成三大类岩石的主体，因此又常被称为造岩元素。地壳中重量百分比最大的10个元素的顺序是：O＞Si＞Al＞Fe＞Ca＞Na＞K＞Mg＞Ti＞H，若按元素的原子克拉克值(原子个数)，则原子个数最多的元素是：O＞Si＞H＞Al＞Na＞Mg＞Ca＞Fe＞K＞Ti。Ti、H(P)在地壳中的重量百分比虽不足1%，但在各大类岩石中频繁出现，也常被称为造岩元素。上述地壳中含量最高的十种元素，在各类岩石化学组成中都占重要地位。虽然不同类型岩石的矿物成分有差异，但主要矿物都是氧化物和含氧盐，尤其是各种类型的硅酸盐，因此可将整个地壳看成一个硅酸盐矿物集合体。岩浆岩是地壳中分布最广的岩石大类，从酸性岩直到超基性岩，主要矿物都是硅酸盐，不同的是：超基性岩和基性岩主要由镁、铁(钙)的硅酸盐组成，中、酸性岩主要由钾、钠的铝硅酸盐和氧化物组成。大陆地壳中上部中酸性岩石占主导的地位，下部中基性岩为主体；大洋地壳以基性岩石为主，因此地球科学家常称地壳为硅酸盐岩壳。也有的学者将以中酸性岩为主的部分称为硅铝质地壳，将以基性岩为主的部分称为硅镁质地壳。由此可知：地壳中主量元素的种类(化学成分)决定了地壳中天然化合物(矿物)的类型；主要矿物种类及组合关系决定了其集合体(岩石)的分类；而地壳中主要岩石类型决定了地壳的基本面貌。微量元素：在地壳(岩石)中含量低于0.1%的元素，一般来说不易形成自己的独立矿物，多以类质同象的形式存在于其它元素组成的矿物中，这样的元素被称为微量元素。比如：钾、钠的克拉克值都是2.5%，属主要元素，在自然界可形成多种独立矿物。与钾、钠同属第一主族的铷、铯，由于在地壳中的含量低，在各种地质体中的浓度亦低，难以形成自己的独立矿物，主要呈分散状态存在于钾、钠的矿物中。硫(硒、碲)和卤族元素：在地壳中，除氧总是以阴离子的形式存在外，硫(硒、碲)和卤族元素在绝大多数情况下都以阴离子形式存在。虽然硫在特定情况下可形成单质矿物(自然硫S2)，硫仍是地壳中除氧以外最重要的呈阴离子的元素。硫在热液成矿阶段能与多种金属元素(如贵金属Ag、Au，贱金属Pb、Zn、Mo、Cu、Hg等)结合生成硫盐和硫化物矿物，这些矿物是金属矿床的物质基础。若矿物结晶时硫含量不充分，硒可以进入矿物中占据硫在晶格中的位置，硫、硒以类质同象的方式在同种矿物中存在。碲与硫的晶体化学性质差别比硒大，故碲通常不进入硫化物矿物，当硫不足时，它可以结晶成碲化物。氯、氟等卤族元素，通过获得一个电子就形成稳定的惰性气体型(8电子外层)的电层结构，它们形成阴离子的能力甚至比氧、硫更强，只是因为卤族元素的地壳丰度较氧、硫低得多，限制了它们形成独立矿物的能力。卤族元素与阳离子结合形成典型的离子键化合物。离子键化合物易溶于水，但气化温度较高，在干旱条件下，卤化物还是比较稳定的。当卤族元素的浓度较低，不能形成独立矿物时，它们进入氧化物，在含氧盐矿物中，常见它们以类质同象方式置换矿物中的氧或羟基金属成矿元素：在地质体中金属元素多形成金属矿物(硫化物、单质矿物或金属互化物，部分氧化物)，在矿产资源中作为冶炼金属物质的对象。金属成矿元素按其晶体化学和地球化学习性以及珍稀程度可以分为：贵金属元素、金属元素、过渡元素、稀有元素、稀土元素。贵金属元素Ag、Au、Hg、Pt等，贵金属元素在地壳中主要以单质矿物，硫化物形式存在，在地质体中含量低，成矿方式多样，但矿物易分选，元素化学稳定性高，成矿物质的经济价值高；金属元素Pb、Zn、Cu（又称贱金属元素）、Sb、Bi等，在地壳中主要以硫化物形式存在。成矿物质主要通过热液作用成矿，硫(硒、碲)的富集对成矿过程有重要意义。矿床中成矿元素含量较高，是国民经济生活中广泛应用的矿产资源；过渡元素Co、Ni、Ti、V、Cr、Mn和W、Sn、Mo、Zr、Hf等，这些元素在自然界多以氧化物矿物形式存在，部分也可形成硫化物(如钼)或硫盐(如锡)。稀有元素Li、Be、Nb、Ta、Ti、Zr在地壳中含量很低，主要形成硅酸盐或氧化物。稀土元素钇和镧系元素统称为稀土元素，地壳中稀土元素含量低，但它们常成组分布。稀土元素较难形成自己的独立矿物，主要进入钙的矿物，在矿物中类质同象置换钙。较常见的稀土元素矿物和含稀土元素的矿物都是氧化物或含氧盐类矿物。亲生物元素和亲气元素：主要有C、H、O、N和P、B，它们是组成水圈、大气圈和生物圈的主要化学成分，在地壳表层的各种自然过程中起着相当重要的作用。部分微量元素(如Zn、Pb、Se等)以及在地壳表层和水圈中富集的元素Ca、Na、F、Cl等对生命的活动有重要意义，具亲生物的属性。某些亲生物元素的过量或馈乏不仅会影响生命物体的正常发育，严重时还会引起一些物种的绝灭。放射性元素：现代地壳中存在的放射性元素（同位素）有67种。原子量小于209的放射性同位素仅有十余种，它们是：10Be,14C，40K,50V,87Rb,123Te,187Re,190Pt,192Pe,138La,144Na,145Pm,147Sm,148Sm和149Sm，自84号元素钋(Po)起，元素(同位素)的原子质量都等于或大于209，这些原子核都有放射性，它们都是放射性同位素。现代核物理技术的高度发展，已经能够通过中子活化及核合成技术生成许多新的放射性元素(同位素)，若将这些元素计算在内，元素周期表内的元素总数应增加到109个。（2）矿物的分类、晶形及其物理性质地壳中各种元素多数组成化合物，并以矿物的形式出现。矿物多数是在地壳(地球)物理化学条件下形成的无机晶质固体，也有少数呈非晶质和胶体。矿物学是地球科学中研究历史最悠久的分支学科之一。自有人类以来就开始了对矿物的认识和利用，人类有了文字就有了对矿物认识的记载。矿物学作为一门独立的学科已有近三个世纪的历史了，20世纪20年代以来在矿物学研究中逐步引入了现代科学技术的研究手段和方法，使矿物学进入了由表及里、由宏观到微观的研究层次，开始了矿物成分、结构与物理性质、开发应用综合研究的新阶段。迄今发现的矿物种数已达3000余种。常见的造岩矿物只有十余种，如石英、正长石、斜长石、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石等，其余属非造岩矿物。按矿物中化学组分的复杂程度可将矿物分成单质矿物和化合物。化合物按与阴离子的结合类型(化学键)划分大类，主要大类有：硫化物(包括砷、锑、铋、碲、硒的化合物)；氧的化合物；以及卤化物。在各大类中按阴离子或络阴离子种类可将矿物划分类，各类中按矿物结构还可以划分亚类，在亚类中又可以进一步划分部、族和矿物种。硫化物及其类似化合物: 在矿物分类中，硫化物大类还可以分成三个矿物类。硫化物矿物的总特征是：首先，它们由金属阳离子与硫等阴离子之间以共价键方式结合形成。它们在地壳中的总量很低(＜1%)，但矿物种较多，占矿物种总数的16.5%。硫化物矿物的生成多与成矿作用有关，即绝大多数矿床中的金属矿物都属硫化物大类；其次，硫化物类矿物透明度和硬度较低，但通常色泽鲜艳、有金属(半金属)光泽、比重也较大；最后，结晶程度较好，硫与其它元素结合时配位方式多样，因此晶体结构类型多，晶体形态多样，容易识别。在成员众多的硫化物矿物家族中，方铅矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）、黄铜矿（CuFeS2）、黝锡矿（Cu2SnFeS4）和黄铁矿（FeS2）、斑铜矿（Cu5FeS4）、雄黄（As4S4）、雌黄（As2S3）、辰砂（HgS）等是最常见的硫化物。此外，还有硒化物和碲硫化物。氧的化合物: 几乎所有造岩矿物都是硅酸盐和氧化物，如长石、云母、角闪石、辉石等。但也有一些氧化物和含氧盐主要与成矿作用有关，如锡石（SnO2）和黑钨矿（(FeMn)WO4）、磁铁矿（Fe2+Fe3+O4）、钛铁矿（FeTiO3），是锡、钨、铁矿床中的资源矿物(矿石矿物)。单质及其类似物: 它们在矿物分类中也是一个大类，包括由单质原子结晶的矿物和多种原子结合的金属互壳重量的1%，但成矿能力很强，如自然铜（Cu）、银金矿（AgAu）、自然铂（Pt）、金刚石（C）、石墨（C）和自然硫（S）都可富集成矿。单质矿物中原子以金属键或共价健和分子健相结合，原子间紧密堆积，矿物晶体对称性高。宝石矿物: 宝石鲜艳的颜色和绚丽的光泽使其具有很高的价值在矿物学分类中并未划分此大类，但它们是具特殊经济意义的矿物群体。经过加工，能用于装饰的矿物，称为宝石矿物。宝石矿物主要有以下特点：第一是晶莹艳丽，光彩夺目，即矿物的颜色和光泽质地优良。第二是质地坚硬，经久耐用，即宝石矿物的硬度较大；第三是稀少，即矿物产量少，又有一定的价值。据以上特征，能称为宝石矿物的只可能是氧的化合物和单质矿物中的少数非金属矿物。自然界的宝石矿物共有百种，较重要的约20种。最贵重的宝石有四种：钻石、红宝石、蓝宝石和祖母绿（见彩色照片）。钻石的宝石矿物是金刚石（C），它属单质非金属矿物，是硬度最大的矿物。金刚石结晶温度(＞1100℃)和压力(＞40Pa)很高，是元素碳在距地表大约200km或更深处结晶的晶体。红宝石和蓝宝石是两种极贵重的宝石，其宝石矿物都是刚玉（Al2O3）。刚玉虽是较常见的矿物，但能成为宝石矿物的刚玉仅出现在某些石灰岩和中酸性岩浆岩的接触带、基性岩墙及纯橄榄岩中，成为宝石矿床还需经过沉积作用，即在碎屑矿物中聚集。还有一种宝石祖母绿也十分名贵，它的宝石矿物是绿柱石（Be3Al2〔Si6O18〕），绿柱石是环状构造硅酸盐，主要产于岩浆晚期形成的伟晶岩和一些高温热液形成的脉状岩石中，作为宝石矿物的绿柱石主要产在热液脉中，而且十分罕见。矿物的形态由矿物的晶形和结晶程度决定。矿物的结晶程度主要受矿物生长时的物理化学环境控制，而矿物的晶形则与矿物的晶体结构有关。晶体是晶体结构的最小单位(晶胞)在三维空间重复增长的结果，如果晶体结构的对称性高，晶体的对称性也高。三维对称的晶体呈粒状晶体(如金刚石、方铅矿等)，二维对称的晶体沿C轴发育的为长柱状(如针镍矿)，若C轴不发育的呈片状(如辉钼矿、云母等)。化学键的各向异性也影响晶体的形态，如金红石、辉锑矿的八面体化学键沿C轴延伸，它们的晶体发育成柱状、针状或毛发状（图4-1）。硅酸盐矿物晶形与其结构的对应关系，将在岩浆岩组成矿物中作简要介绍。晶体：a石英 b长石 c石榴子石矿物的比重是单位体积中矿物的重量与4℃水重量之比，矿物的密度是单位体积中矿物的质量，两者概念不同，但数值相当。决定矿物比重和密度的主要因素是：阳离子的原子量、晶体中的原子间距和原子的配位数。例如，方解石CaCO3和菱锌矿ZnCO3结构相同，但Ca、Zn的原子量分别是40.08和65.57，因而方解石的密度(2.71g/cm3)就比菱锌矿(4.45g/cm3)小。又如文石和方解石的成分都是CaCO3，但两者的配位数分别为9和6，两者的密度就有差异，分别是2.95g/cm3和2.23g/cm3。矿物硬度是矿物内部结构牢固性的表现，主要取决于化学键的类型和强度：离子键型和共价健型矿物硬度较高，金属键型矿物硬度较低。硬度也与化学键的键长有关，键长小的矿物硬度较大。离子价态高低和配位数大小对矿物硬度有一定影响，离子价态高，配位数较大的矿物硬度也较大。矿物的颜色由矿物的成分和内部结构决定。组成矿物的离子的颜色，矿物晶体中的结构缺陷，以及矿物中的杂质和包裹体等，都可影响矿物的颜色。在离子键矿物晶体中，矿物的颜色主要与离子的颜色有关，如Cu2+

4. 地壳中有哪些元素

5. 地壳中元素的分布特征，简答题，一两句话

你好！
这是地壳中元素含量前九位的元素：氧
硅
铝
铁
钙
钠
钾
镁
氢
打字不易，采纳哦！

6. 地球上的黄金储量来源于哪里，是如何分布的

黄金作为一种人见人爱的贵重金属，其实并不是地球在漫长的地质活动中自然形成的。黄金的形成和宇宙中的中子星有关。并且其实大量的黄金分布在人类难以开采的地核内部。

发展到末期的恒星会面临三种不同的选择，分别是白矮星、中子星、黑洞。其中中子星密度每立方厘米1亿吨仅次于黑洞。

这也就意味着整个地球含有的黄金总数超过了60万亿吨，平觉每一个人能分到8570吨黄金。但是为什么黄金的产量并没有这么多，因为后后来的几十亿年中，地球半液态的状态逐渐凝固，密度大的黄金逐渐沉到了地球最内部，密度小的岩石圈浮在地球表面。几乎所有的黄金都在距离地表几千公里深的地核内部。

地核内部的环境超高温超高压，人类目前最深的钻井也就10几公里，所以人类是不可能通过人工开采出地核深处的黄金的。现在人类在浅地层开采到的黄金是因为地球几十亿年的发展演化过程中，无时无刻不在发生着深源火山喷发与深部地层剧烈活动导致的地震，地核深处的黄金就有极其少的部分被带到地壳中。

通过对黄金的来历和分布的了解，我们对这种贵金属的来源有了一定的认识，说不定未来有一天随着科技的发展我们能够挖掘出地核中的黄金，让每个人都穿金戴银。

7. 贵金属包括哪些元素，其分析有何特点

贵金属分析有以下特点：（1）贵金属在自然界中含量甚微，价格昂贵。因此，对分析测定结果准确度要求较高。（2）贵金属在地壳中的平均含量都很低，即使富集在某些某些矿床中，其实际含量也不高。除银（可达1000g/t）外，一般多为0.1~10 g/t或更低，因此，准确测定其含量，需要有高灵敏度的测定方法和特效的分离与富集技术。（3）贵金属在自然界中多以颗粒状的自然金属和合金状态分布在矿床中，其次以呈类质同象形式分布于某些矿物中。此外，几中状态同时存在也是常见的，使取样和制样变得十分复杂，这是贵金属矿石分析的一个特性。如果没有足够的代表性试样，就会使后面的分析变得没有实际意义，这是分析工作者值得注意的问题。（4）贵金属元素的分析，特别是铂族元素的分析是现今人们公认的一个难题。铂族元素具有相似的电子层结构和化学性质，使很多分析试剂能同时与多种铂族元素发生相似的反应并产生互相干扰，很难找到一些特效的分析试剂。加之，它们又多伴生在一起，因此分离和测定十分困难。如铑、铱的分离，无论是在分析和湿法治金方面都仍然是一个未能很好地解决的课题。铂族元素具有d电子层结构，因此它们有多种变价状态，且有形成络合物的趋势。这对于分析化学是十分重要的，了解和掌握生成各种络合物的条件及其稳定性是分析取得成功的关键。（5）贵金属分析应用最早的技术是火试金法，虽然操作较繁杂，但它是贵金属分析的特效方法，迄今仍广泛采用。利用贵金属的变价性质建立的氧化还原滴定法是测定高含量贵金属的有效方法。络合滴定法由于选择性差，在贵金属分析中用得不多。目前发展最快的是使用各种有机显色剂的吸光光度法，是各种技术中应用最广的方法。极谱催化法已成功地用于痕量铂族金属的测定。溶出伏安法、离子选择性电极电位法在贵金属分析中也有新的发展。原子发射光谱法（AES）用于纯贵金属的分析已日趋成熟。ICP-AES法及ICP-MS法的应用，为各种贵金属的分析开拓了广阔前景。原子吸收光谱法（AAS）用于Au、Ag的测定是十分成功的，并用于某些铂族元素的分析。此外，X射线荧光光谱法（XRF）、中子活化分析（NAA）也有应用。根据不同的分析对象和要求选用适当的分析技术是十分重要的。元素分析仪

8. 地壳中的金是怎么分布的

在地壳里金的含量不算少，据估计，大约占地壳的一百亿分之五，但是都很分散，真是“遍地有黄金”！另外，太阳周围灼热的蒸气里有金；陨石里也有金；天上还真有“长满金子”的星星；海洋中金的含量十分丰富，是个“大金库”。

9. 任务贵金属分析方法的选择

任务描述

贵金属元素由于其性质的特殊性，在样品溶解、分离富集等方面与一般元素有很大的不同之处。通过本次任务的学习，加深对贵金属元素性质的了解，能根据矿石的特性、分析项目的要求及干扰元素的分离等情况正确选择分离和富集方法，学会基于被测试样中贵金属元素含量的高低不同以及对分析结果准确度的要求不同而选用适当的分析方法，能正确填写样品流转单。

任务分析

一、贵金属在地壳中的分布、赋存状态及其矿石的分类

贵金属元素是指金、银和铂族（铑、钌、钯、锇、铱、铂）共8 种元素，在元素周期表中位于第五、六周期的第Ⅷ族和第IB副族中。由于镧系收缩使得第二过渡元素（钌、铑、钯、银）与第三过渡元素（锇、铱、铂、金）的化学性质相差很小，因此贵金属元素的化学性质十分相近。

铂族元按其密度不同，分为轻重两族。钌、铑、钯为轻族；锇、铱、铂为重族。

金在自然界大都以自然金形式存在，也能和银、铜和铂族元素形成天然合金。根据最新研究成果，金的地壳丰度值仅为1 ng/g。金矿床中伴生的有用矿产很多。在脉金矿或其他原生金矿床中，常伴生有银、铜、铅、锌、锑、铋和钇等；在砂金矿床中，常伴生有金红石、钛铁矿、白钨矿、独居石和刚玉等矿物。此外，在有色金属矿床中，也常常伴生金。金的边界品位一般为1 g/t。一般自然金里的金含量大于80%，还有少量的铜、铋、银、铂、锑等元素。

银在地壳中的平均含量为1×10^-7，在自然界多以硫化物形式存在，单独存在的辉银矿（Ag₂S）很少遇见，而且主要伴生在铜矿、铅锌矿、铜铅锌矿等多金属硫化物矿床和金矿床中。在开采和提炼铜、铅、锌、镍和金主要组分时，可顺便回收银。一般含银品位达到5～10 g/t即有工业价值。

铂族元素在自然界分布量很低，铂在地壳中的平均丰度仅为5×10^-9，钯为5×10^-8。它们和铁、钴、镍在周期表上同属第Ⅷ族，因此也与铁、钴、镍一样，具有亲硫性。铂族元素常与铁元素共生，它们主要富集在与超基性岩和基性岩有关的铜镍矿床、铬铁矿床和砂矿床内。铜镍矿床中所含铂族元素以铂、钯为主，其次是铑、钌、锇、铱。铬铁矿中所含铂族元素以锇、钌、铱为主。铂族元素之间，以及它们与铁、钴、镍、铜、金、银、汞、锡、铅等元素之间能构成金属互化物。在自然界存在自然铂和自然钯。自然铂含铂量为84%～98%，其余为铁，及少量钯、铱、镍、铜等。自然钯含钯量为86.2%～100%，同时含有少量铂、铱、铑等。自然钌很少见，我国广东省发现的自然钌中含有91.1%～100% 的钌。铂族元素还可以与非金属性较强的第Ⅵ主族元素氧、硫、硒、碲及第V主族元素砷、锑、铋等组成不同类型的化合物。目前已知的铂族元素矿物有120多种。在一些普通金属矿物（如黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铁矿、铬铁矿等）以及普通非金属矿物（如橄榄石、蛇纹石、透辉石等）中也可能含有微量铂族元素。

铂族元素的共同特性是具有优良的抗腐蚀性、稳定的热电性、高的抗电火花蚀耗性、高温抗氧化性能以及良好催化作用，故在工业上应用很广泛，特别是在国防、化工、石油精炼、电子工业上不可缺少的重要原料。

二、贵金属的分析化学性质

（一）化学性质

1.金

金具有很高的化学稳定性，即使在高温条件下也不与氧发生化学作用，这大概就是在自然界中能够以自然金甚至是以微小金颗粒存在的重要原因。金与单一的盐酸、硫酸、硝酸和强碱均不发生化学反应。金能够溶解在盐酸和硝酸的混合酸中，其中在王水中的溶解速率是最快的。用于分析化学中的金标准溶液通常就是以王水溶解纯金来制备，但需要用盐酸反复蒸发除去多余的硝酸或氮氧化合物。在有氧化剂存在的盐酸中，如 H₂O₂、KMnO₄、KClO₃、KBrO₃、KNO₃和溴水等，金也能够很好被溶解，这主要是由于盐酸与氧化剂相互作用产生新生态的氯气同金发生反应所致。

2.银

银有较高的化学稳定性，常温下不与氧发生化学作用，在自然界同样能够以元素形态存在。当与其他元素发生化学反应时，通常形成正一价的银化合物。在某些条件下也可生成正二价化合物，例如AgO和AgF₂，但这些化合物不稳定。

金属银易溶于硝酸生成硝酸银，也易溶于热的浓硫酸生成硫酸银，而不溶于冷的稀硫酸中。银在盐酸和王水中并不会很快溶解，原因在于初始反应生成的Ag^-以AgCl沉淀沉积在金属表面而形成一层灰黑色的保护膜，阻止了银的进一步溶解。但是如果在浓盐酸中加入少量的硝酸，银的溶解是比较快的。这是因为形成的 AgCl 又生成可溶性的［AgCl₂］^-配离子。这一反应对含银的贵金属合金材料试样的溶解是很有用的。银与硫接触时，会生成黑色硫化银；与游离卤作用生成相应的卤化物。银饰品在空气中长久放置或佩戴后失去光泽常常与其表面上硫化物及其氯化物的形成有关。在有氧存在时，银溶解于碱金属氰化物而生成［Ag（CN）₂］^-配离子。银在氧化剂参与下，如有Fe^3＋时也能溶于酸性硫脲溶液而形成复盐。

3.铂族金属

铂族金属在常温条件下是十分稳定的，不被空气腐蚀，也不易与单一酸、碱和很多活泼的非金属元素反应。但是在确定的条件下，它们可溶于酸，并同碱、氧和氯气相互作用。铂族金属的反应活性在很大程度上依赖于它们的分散性以及同其他元素，即合金化的元素形成中间金属化合物的能力。

就溶解能力而言，铂族金属粉末较海绵状的易于溶解，而块状金属的溶解是非常缓慢的。与无机酸的反应，除钯外，铂族金属既不溶于盐酸也不溶于硝酸。钯与硝酸反应生成Pd（NO₃）₂。海绵锇粉与浓硝酸在加热条件下反应生成易挥发的OsO₄。钯、海绵铑与浓硫酸反应，生成相应的PdSO₄、Rh₂（SO₄）₃。锇与热的浓硫酸反应生成OsO₄或OsO₂。铂、铱、钌不与硫酸反应。王水是溶解铂、钯的最好溶剂。但王水不能溶解铑、铱、锇和钌，只有当它们为高分散的粉末和加热条件下可部分溶解。在有氧化剂存在的盐酸溶液中（如H₂O₂、Cl₂等）于封管的压力条件下，所有的铂族金属都能被很好地溶解。

通常，碱溶液对铂族金属没有腐蚀作用，但当加入氧化剂时则有较强的相互作用。如OsO₄就能够在碱溶液中用氯酸盐氧化金属锇来获得。在氧化剂存在条件下，粉末状铂族金属与碱高温熔融，反应产物可溶于水（对于Os和Ru）、盐酸、溴酸和盐酸与硝酸的混合物中，由此可将难溶的铂族金属转化为可溶性盐类。高温熔融时，常用的混合熔剂有：NaOH＋NaNO₃（或NaClO₃）、K₂CO₃＋KNO₃、BaO₂＋BaNO₃、NaOH＋Na₂O₂和Na₂O₂等。利用在硝酸盐存在条件下的NaOH或KOH的熔融、利用Na₂O₂的熔融以及利用BaO₂的高温烧结方法通常被认为是将铂族金属如铑、铱、锇、钌转化成可溶性化合物的方便途径。

在碱金属氯化物存在条件下，铂族金属的氯化作用同样是将其转化成可溶性化合物的最有效途径之一。

（二）贵金属分析中常用的化合物和配合物

1.贵金属的卤化物和卤配合物

贵金属的卤化物或卤配合物是贵金属分析中最重要的一类化合物，尤其是它们的氯化物或氯配合物。因为贵金属分析中大多数标准溶液的制备主要来自这些物种；铂族金属与游离氯反应，即氯化作用，被广泛用于分解这些金属；更重要的是在铂族金属的整个分析化学中几乎都是基于在卤配合物水溶液中所发生的反应，包括分离和测定它们的方法。

铂族金属配合物种类繁多，能与其配位的除卤素外，还有含O、S、N、P、C、As等配位基团，常见的有

NH₃、NO、NO₂、PH₃、PF₃、PCl₃、PBr₃、AsCl₃、CO、CN^-和多种含S、N、P的有机基团。贵金属的简单化合物在分析上的重要性远不如其配合物。对于金或银虽然形成某些稳定配合物，但无论其种类或数量都无法与铂族金属相比拟。

2.贵金属氧化物

金、银的氧化物在分析上并不重要。金的氧化物有Au₂O₃、Au₂O，Au₂O很不稳定，与水接触分解为Au₂O₃和Au。用硝酸汞、乙酸盐、酒石酸盐等还原剂还原Au^（Ⅲ）可得到Au₂O。Au^（Ⅲ）与NaOH作用时，生成Au（OH）₃沉淀。通常，Au（OH）₃以胶体形态存在，所形成的胶粒直径一般为80～200 nm。

向银溶液中小心加入氨溶液时可形成白色的氢氧化银。当以碱作用时则有棕色的氧化银析出。氧化银呈碱性，能微溶于碱并生成［Ag（OH ）₂］^-；在300℃条件下分解为 Ag和O₂。

铂族金属及其化合物在空气中灼烧可形成各种组分的氧化物。由于许多氧化物不稳定，或者稳定的温度范围比较窄，或者某些氧化物具有挥发性，因此在用某些分析方法测定时要十分注意。例如，一些采用重量法的测定需在保护气氛中灼烧成金属后称重。Os^（Ⅷ）、Ru^（Ⅷ）的氧化物易挥发，这也是与其他贵金属分离的最好方法。铂族金属对氧的亲和力顺序依次为：Pt＜Pd＜Ir＜Ru＜Os。铂的亲和力最差，但粉末状的铂能很好与氧结合。贵金属的氧化物在溶液中多呈水合氧化物形式存在。

3.贵金属的硫化物

形成硫化物是贵金属元素的共性，但难易程度不同。其中IrS生成较难，而PdS、AgS较容易形成。贵金属硫化物均不溶于水，其溶解度按下列顺序依次减小：Ir₂S₃、Rh₂S₃、PtS₂、RuS₂、OsS₂、PdS、Au₂S₃、Ag₂S。在贵金属的氯化物或氯配合物（银为硝酸盐）溶液中，通入H₂S气体或加入Na₂S溶液可得到相应的硫化物沉淀。

4.贵金属的硝酸盐和亚硝酸盐化合物或配合物

在贵金属的硝酸盐中，AgNO₃是最重要的化合物。分析中所用的银标准溶液都是以AgNO₃为初始基准材料配制的。其他贵金属的硝酸盐及硝基配合物不稳定，易水解，在分析中较少应用。铂族金属的亚硝基配合物是一类十分重要的配合物。铂族金属的氯配合物与NaNO₂在加热条件下反应，生成相应的亚硝基配合物。这些配合物很稳定，在pH 8～10的条件下煮沸也不会发生水解。利用这种性质可进行贵金属与贱金属的分离。

三、贵金属矿石矿物的取样和制样

含有贵金属元素的样品在分析之前必须具备两个条件：①样品应是均匀的；②样品应具有代表性。否则，无论分析方法的准确度如何高或分析人员的操作如何认真，获得的分析结果往往是毫无意义的。此外，随着科学技术的发展，贵金属资源被广泛应用于各工业部门和技术领域，由于贵金属资源逐渐减少，供需矛盾日渐突出，其价格日趋昂贵，因此对分析结果准确性的要求比其他金属要高。

贵金属矿石矿物的取样、加工是为了得到具有较好代表性和均匀性的样品，使所测试样品中贵金属的含量能够较真实地反映原矿的情况，避免取样带来的误差。贵金属在自然界中的赋存状态很复杂，又由于贵金属元素的含量较低，故分析试样的取样量必须满足两个因素：①分析要求的精度；②试样的均匀程度，即取出的少量试样中待测元素的平均含量要与整个分析试样中的平均含量一致。实际上贵金属元素在矿石中的分布并不均匀，往往集中在少数矿物颗粒中，要达到取出的试样与总试样完全一致的要求是很难做到的。因此，只能在满足所要求的分析误差范围内进行取样，增加取样量，分析误差可能会减小。试样中贵金属矿物的破碎粒度与取样量有很大关系，粒度愈大，试样愈不均匀，取样量也应愈大，因此加工矿物试样时应尽可能磨细。为了达到一定的测量精度，除满足上述取样量的条件外，还应满足测定方法的灵敏度。

一般的矿样，可按常规方法取样、制样。金多以自然金的形式存在于矿石矿物中，它的粒度变化较大，大的可达千克以上，而微小颗粒甚至在显微镜下都难以分辨。金的延展性很好，它的破碎速度比脉石的破碎速度慢，因此对未过筛的和残留在筛缝中的样品部分绝对不能弃之，此部分大多含有自然金。金矿石的取样与加工一般按切乔特经验公式进行。对于比较均匀的样品，K取值为0.05，一般金矿石样品，K取值为0.6～1.5。

对于较难加工的金矿石，在棒磨之前加一次盘磨碎样并磨至0.154mm，因为棒磨机的作用是用钢棒冲击和挤压岩石再磨细金粒，能满足一般金粒较细的试样所需的破碎粒度。含有较粗金粒的试样，用棒磨机只能使金粒压成片状或带状，达不到破碎的目的。而盘磨机是利用搓压的作用力使石英等硬度较大的物料搓压金粒来达到破碎的目的。

在金矿样的加工过程中，应注意以下几个方面：

（1）如果矿样量在1kg以下，碎样时应磨至200目。一半送分析用，一半作为副样。如果矿样量在1 kg以上，按加工流程进行破碎，作基本分析的样品重量不应少于500～600 g。

（2）若样品中含有明金时，应增设80目过筛和筛上收金的过程。

（3）对于1∶20万区域化探水系沉淀物样品，应将原分析样混匀后分取40g，用盘磨粉碎至200目，混匀后作为金的测定样。

（4）在过筛和缩分过程中，任何时间都不能弃去筛上物和损失样品。

（5）所使用的各种设备每加工完一个样品后必须彻底清扫干净，并认真检查在缝隙等处有无金粒残留。

（6）矿样经棒磨机粉碎至200 目后，送分析之前必须再进行混匀，以防止因金的密度大在放置时间过久或运送过程中金下沉而导致样品不均匀。

由于金在矿石中的不均匀性，要制取有代表性、供分析用的矿样，应尽可能地增大矿石取样量。在磨样过程中，对分离出粗粒的金应分别处理。其他贵金属矿样的取样与加工要比金矿石的容易。

为了获得准确的分析结果，贵金属试样在分析之前，取样与样品的加工，试样的分解将是整个分析工作中的重要环节。另一方面，由于在大多数的分析方法中，获得的分析结果常常是通过与已知的标准物质的含量，包括标准溶液和标准样品进行比较获得的，因此，准确的分析结果同样也依赖于贵金属标准溶液的准确制备。

四、贵金属矿样的样品处理技术

贵金属矿石矿物的分解有其特殊性，是分析化学中的难题之一。因为多数贵金属具有很强的抗酸、碱腐蚀的特点，常用的无机溶剂和分解技术难以分解。

含铑、铱和钌等试样，在常温、常压，甚至较高温度、压力下用王水也难以分解。

砂铂矿多由超基性岩体中的铬-铂矿风化次生而成，其密度及硬度极高、化学惰性极强，在高温、高压条件下溶解也较慢。

锇铱矿是以锇和铱为主的天然合金，晶格类型的差别较大（铱为等轴晶系，锇为六方晶系）。含锇高时称为铱锇矿，呈钢灰色至亮青铜色；含铱高时称为锇铱矿，呈明亮锡白色。它们的密度都很大，性脆且硬，含铱、钌高时磁性均较强，锇高时相反。化学性质也都很稳定，于王水中长时间煮沸难以被分解。

为了分解这些难溶物料，需要引入一些特殊的技术，如焙烧预处理技术、碱熔融技术、加压酸消解技术等。

（一）焙烧预处理方法

贵金属在矿石中除以自然金、自然铂等形式存在外，还以各种金属互化物形式存在，并常伴生在硫化铜镍矿和其他硫化矿中。用王水分解此类矿样时，由于硫的氧化不完全，易产生元素硫，并吸附金、铂、钯等，使测定结果偏低，尤其对金的吸附严重，故需要先进行焙烧处理，使硫氧化为SO₂而挥发。焙烧温度的控制是很重要的，温度过低，分解不完全；温度过高，会烧结成块，影响分析测定。常用的焙烧温度为600～700℃，焙烧时间与试样量和矿石种类有关，一般为1～2h。不同硫化矿的焙烧分解情况不同，其中黄铁矿最易分解，其次是黄铜矿，最难分解的是方铅矿。以下是几种贵金属矿石的焙烧处理方法。

（1）含砷金矿的焙烧。先将矿石置于高温炉中，升温至400℃恒温2h，使大部分砷分解、挥发，继续升温至650℃，使硫和剩余的少量砷完全挥发。于矿石中加入NH₄NO₃、Mg（NO₃）₂等助燃剂，可提高焙烧效率，缩短焙烧时间。如果金矿中砷的含量在0.2% 以上，且砷含量比金含量高800倍的条件下焙烧时，会生成砷和金的一种易挥发的低沸点化合物而使金损失，此时的焙烧温度应控制在650℃以下。当金矿石中硅含量较高时，加入一定量NH₄HF₂可分解SiO₂。

（2）含银硫化矿的焙烧。先将矿石置于高温炉中，升温至650℃，恒温2h，使硫完全挥发。当矿石中硅含量较高时，即使加入NH₄HF₂，由于焙烧过程中生成难溶的硅酸银，使测定结果严重偏低。为此，用酸分解焙烧试样时，加入HF以分解硅酸银，可获得满意的结果。

（3）含铂族元素硫化矿的焙烧。与含金硫化矿的焙烧方法相同。

（4）含锇硫化矿的焙烧。试样进行焙烧时，易氧化为OsO₄形式挥发损失，于焙烧炉中通入氢气，硫以H₂S形式挥发；或按10∶1∶1∶1比例将矿石、NH₄Cl、（NH₄）₂CO₃、炭粉混合后焙烧，可加速硫的氧化，对锇起保护作用。

（二）酸分解法

贵金属物料的酸分解法是最常用的方法，操作简便，不需特殊设备。常用的溶剂是王水，它所产生的新生态氯具有极强的氧化能力，是溶解金矿和某些铂族矿石的有效试剂。溶解金时可在室温下浸泡，加热使溶解加速。溶解铂、钯时，需用浓王水并加热。此外，分解金矿的试剂很多，如HCl-H₂O₂、HCl-KClO₃、HCl-Br₂等。被硅酸盐包裹的矿物，应在王水中加少量HF或其他氟化物分解硅酸盐。酸分解方法不能用于含铑、铱矿石的分解，此类矿石只有在高温、高压的特定条件下强化溶解才能完全溶解。

（三）碱熔法

固体试剂与试样在高温条件下熔融反应可达到分解的目的。最常用的是过氧化钠熔融法，几乎可以分解所有含贵金属的矿石，但对粗颗粒的锇铱矿很难分解完全，常需要用合金碎化后再碱熔才能分解完全。本法的缺点是引入了大量无机盐，对坩埚腐蚀严重，又带入了大量铁、镍。使用镍坩埚还能带入微量贵金属元素。此法多用于无机酸难以分解的矿石。

五、贵金属元素的分离和富集方法

贵金属元素在岩石矿物中的含量较低，因此，在测定前对其进行分离富集往往是必要且关键的一步。贵金属元素的分离和富集有两种方法；一种是干法分离和富集——火法试金；一种是湿法分离和富集——将样品先转为溶液，然后采用沉淀、吸附、离子交换、萃取、色层等方法进行分离富集贵金属与贱金属分离，主要有共沉淀分离法、溶剂萃取法、离子交换分离法、活性炭分离富集法、泡沫塑料富集法及液膜分离富集法等。目前应用最广泛的是火试金法、泡沫塑料法、萃取法。具体方法详见任务2、任务3、任务4的相关内容。

六、贵金属元素的测定方法

（一）化学分析法

1.重量法测定金与银

将铅试金法得到的金、银合粒，称其总量。经“分金后”得到金粒，称重。两者重量之差为银的重量。

为了减少金在灰吹中的损失和便于分金，在熔炼时通常加入毫克量的银。如果试样中含金量较高，加入的银量必须相应增加，以达金量的3倍以上为宜。低于此数时，分金不完全，且银不能完全溶解，影响测定结果。

在实际应用中，不同含金量可按表7-1所示的银与金的比例加入银，可满意地达到分金效果。

表7-1 银与金的比例

如合粒中含银量低、金量高时，可称取两份试样，一份不加银，所得合粒称重，为金银合量。另一份加银，分金后测金。二者重量之差为银量。亦可先将金、银合粒称重，再加银灰吹，然后进行分金，测得金量。差减法得银量。

分金可采用热硝酸（1∶7），此时合粒中的银、钯以及部分铂溶解，而金不溶并呈一黑色的整粒留下来。如果留的下金粒带黄色，则表示分金不完全，应当取出，补加适量银，包在铅片中再灰吹，然后分金。

用硝酸（1∶7）分金后，金粒中还残留有微量银，可再用硝酸（1∶1）加热数分钟除去。

2.滴定法

在贵金属元素的滴定法中，主要利用贵金属离子在溶液中进行的氧化还原反应、形成稳定配合物反应、生成难溶化合物沉淀或被有机试剂萃取的化合反应。被滴定的贵金属离子本身多数是有颜色的，而且存在着复杂的化学形态和化学平衡反应，故导致滴定法的应用有一定的局限性。

金的滴定法主要依据氧化还原反应，包括碘量法、氢醌法、硫酸铈滴定法、钒酸铵滴定法及少数催化滴定法和原子吸收-碘量法联合的分析方法。其中碘量法和氢醌法在我国应用最普遍，它们与活性炭或泡塑吸附分离联用，方法的选择性较好，且可测得微量至常量的金，已成为经典的测定方法或实际生产中的例行测定规程。由于样品的成分的复杂性，故用活性炭吸附分离-碘量法测定金时，还应针对试样的特殊性采取相应的预处理手段。例如，含铅、银高的试样，可加入5～7g硫酸钠，煮沸使二氯化铅转化为硫酸铅沉淀过滤除去，银用盐酸溶液（2＋98）洗涤，可避免氯化银沉淀以银的氯配离子形式进入溶液中而被活性炭吸附。含铁、铅、铜、锌的试样，在滴定时加入0.5～1 g氟化氢铵可掩蔽50mg铁、铅，3～5mL的EDTA溶液（25g/L）可掩蔽大量铅、铜、锌，但需立即加入碘化钾，以避免Au^（Ⅲ）被还原为Au^（Ⅰ）。含硫高时，于马弗炉中500℃温度下焙烧3h后再于650～700℃恒温1～2h，可避免金的分析结果偏低。含锑的试样，用氢氟酸蒸发2次，可消除其对金的影响。试样中含铂和钯时，会与碘化钾形成红色和棕色碘化物，且消耗硫代硫酸钠，可于滴定时加入5mL硫氰酸钾溶液（250g/L），使之形成稳定的配合物而消除干扰。用碘量法测定金的误差源于多种因素：金标准溶液的稳定性、活性炭吸附金的酸度、水浴蒸发除氮氧化物的条件、淀粉指示剂用量、滴定前碘化钾的加入量、分取试液和滴定液的浓度、标定量的选择等，因此应予以注意。

关于银的化学滴定法，应用最普遍的是硫氰酸钾（铵）和碘化钾沉淀滴定法，其次是硫代硫酸钠返滴定法、硫酸亚铁氧化还原滴定法和二硫腙萃取滴定法等。

硫氰酸钾滴定法测定银：将试金所得的金、银合粒用稀硝酸溶解其中的银，以硫酸铁铵为指示剂，用硫氰酸钾标准溶液滴定至淡红色，即为终点。其主要反应式如下：

Ag^＋＋KCNS→K^＋＋AgCNS↓

Fe^3＋＋3KCNS→3K^＋＋Fe（CNS）₃

在铂族金属的滴定中，以莫尔盐还原Pt^（Ⅳ），用钒酸铵返滴定法或二乙基二硫代氨基甲酸钠滴定法的条件苛刻，选择性差，不能用于组成复杂的试样分析中。于pH为3～4酸性介质中，长时间煮沸的条件下，Pt^（Ⅳ）能与EDTA定量络合，在乙酸-乙酸钠缓冲介质中，用二甲酚橙作指示剂，乙酸锌滴定过量的EDTA，可测定5～30mg Pd。利用这一特性，采用丁二肟分离钯，用酸分解滤液中的丁二肟，可测定含铂、钯的冶金物料中的铂。Pd^（Ⅱ）的滴定测定方法较多，常见的是利用形成难溶化合物沉淀和稳定配合物的反应。在较复杂的冶金物料中，采用选择性试剂掩蔽钯，二甲酚橙作指示剂，锌（铅）盐滴定析出与钯等量的EDTA测定钯的方法较多。

（二）仪器分析法

贵金属在地壳中的含量很低，因此各种仪器分析方法在贵金属的测定中获得了非常广泛的应用。主要有可见分光光度法、原子吸收光谱法、发射光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法等。具体的应用请参阅本项目的任务2、任务3、任务4的相关内容。

七、贵金属矿石的分析任务及其分析方法的选择

贵金属矿石的分析项目主要是金、银、铑、钌、钯、锇、铱、铂含量的测定，除精矿外，一般矿石中贵金属的含量都比较低，因此，在选择分析方法时，灵敏度是需要重点考虑的因素。一般，银的测定主要用原子吸收光谱法和可见分光光度法，且10 g/t以上含量的不需要预富集，可直接测定。可见分光光度法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法在金的测定上都获得了广泛的应用。金的测定一般都需要采取预富集手段。铑、钌、钯、锇、铱、铂在矿石中含量甚微，因此对方法的灵敏度要求较高。目前，电感耦合等离子体质谱法在铑、钌、钯、锇、铱、铂的测定的应用已经越来越广泛和成熟。另外光度法、电感耦合等离子体发射光谱法也在铑、钌、钯、锇、铱、铂的测定中发挥了重要作用。

技能训练

实战训练

1.学生实训时按每组5～8人分成几个小组。

2.每个小组进行角色扮演，利用所学知识并上网查询相关资料，完成贵金属矿石委托样品从样品验收到派发样品检验单工作。

3.填写附录一中质量表格1、表格2。

10. 地壳由什么组成

主量元素：
主量元素有时也称为常量元素，是指那些在岩石中(≠地壳中)含量大于1%(或0.1%)的元素，在地壳中大于1%的8种元素都是主量元素，除氧以外的7种元素在地壳中都以阳离子形式存在，它们与氧结合形成的氧化物(或氧的化合物)，是构成三大类岩石的主体，因此又常被称为造岩元素。
地壳中重量百分比最大的10个元素的顺序是：O＞Si＞Al＞Fe＞Ca＞Na＞K＞Mg＞Ti＞H，若按元素的原子克拉克值(原子个数)，则原子个数最多的元素是：O＞Si＞H＞Al＞Na＞Mg＞Ca＞Fe＞K＞Ti。Ti、H(P)在地壳中的重量百分比虽不足1%，但在各大类岩石中频繁出现，也常被称为造岩元素。
上述地壳中含量最高的十种元素，在各类岩石化学组成中都占重要地位。虽然不同类型岩石的矿物成分有差异，但主要矿物都是氧化物和含氧盐，尤其是各种类型的硅酸盐，因此可将整个地壳看成一个硅酸盐矿物集合体。
岩浆岩是地壳中分布最广的岩石大类，从酸性岩直到超基性岩，主要矿物都是硅酸盐，不同的是：超基性岩和基性岩主要由镁、铁(钙)的硅酸盐组成，中、酸性岩主要由钾、钠的铝硅酸盐和氧化物组成。大陆地壳中上部中酸性岩石占主导的地位，下部中基性岩为主体；大洋地壳以基性岩石为主，因此地球科学家常称地壳为硅酸盐岩壳。也有的学者将以中酸性岩为主的部分称为硅铝质地壳，将以基性岩为主的部分称为硅镁质地壳。
由此可知：地壳中主量元素的种类(化学成分)决定了地壳中天然化合物(矿物)的类型；主要矿物种类及组合关系决定了其集合体(岩石)的分类；而地壳中主要岩石类型决定了地壳的基本面貌。
微量元素：
在地壳(岩石)中含量低于0.1%的元素，一般来说不易形成自己的独立矿物，多以类质同象的形式存在于其它元素组成的矿物中，这样的元素被称为微量元素。比如：钾、钠的克拉克值都是2.5%，属主要元素，在自然界可形成多种独立矿物。与钾、钠同属第一主族的铷、铯，由于在地壳中的含量低，在各种地质体中的浓度亦低，难以形成自己的独立矿物，主要呈分散状态存在于钾、钠的矿物中。
硫(硒、碲)和卤族元素：
在地壳中，除氧总是以阴离子的形式存在外，硫(硒、碲)和卤族元素在绝大多数情况下都以阴离子形式存在。虽然硫在特定情况下可形成单质矿物(自然硫S2)，硫仍是地壳中除氧以外最重要的呈阴离子的元素。硫在热液成矿阶段能与多种金属元素(如贵金属Ag、Au，贱金属Pb、Zn、Mo、Cu、Hg等)结合生成硫盐和硫化物矿物，这些矿物是金属矿床的物质基础。若矿物结晶时硫含量不充分，硒可以进入矿物中占据硫在晶格中的位置，硫、硒以类质同象的方式在同种矿物中存在。碲与硫的晶体化学性质差别比硒大，故碲通常不进入硫化物矿物，当硫不足时，它可以结晶成碲化物。
氯、氟等卤族元素，通过获得一个电子就形成稳定的惰性气体型(8电子外层)的电层结构，它们形成阴离子的能力甚至比氧、硫更强，只是因为卤族元素的地壳丰度较氧、硫低得多，限制了它们形成独立矿物的能力。卤族元素与阳离子结合形成典型的离子键化合物。离子键化合物易溶于水，但气化温度较高，在干旱条件下，卤化物还是比较稳定的。当卤族元素的浓度较低，不能形成独立矿物时，它们进入氧化物，在含氧盐矿物中，常见它们以类质同象方式置换矿物中的氧或羟基
金属成矿元素：
在地质体中金属元素多形成金属矿物(硫化物、单质矿物或金属互化物，部分氧化物)，在矿产资源中作为冶炼金属物质的对象。
金属成矿元素按其晶体化学和地球化学习性以及珍稀程度可以分为：贵金属元素、金属元素、过渡元素、稀有元素、稀土元素。
贵金属元素Ag、Au、Hg、Pt等，贵金属元素在地壳中主要以单质矿物，硫化物形式存在，在地质体中含量低，成矿方式多样，但矿物易分选，元素化学稳定性高，成矿物质的经济价值高；
金属元素Pb、Zn、Cu（又称贱金属元素）、Sb、Bi等，在地壳中主要以硫化物形式存在。成矿物质主要通过热液作用成矿，硫(硒、碲)的富集对成矿过程有重要意义。矿床中成矿元素含量较高，是国民经济生活中广泛应用的矿产资源；
过渡元素Co、Ni、Ti、V、Cr、Mn和W、Sn、Mo、Zr、Hf等，这些元素在自然界多以氧化物矿物形式存在，部分也可形成硫化物(如钼)或硫盐(如锡)。
稀有元素Li、Be、Nb、Ta、Ti、Zr在地壳中含量很低，主要形成硅酸盐或氧化物。
稀土元素钇和镧系元素统称为稀土元素，地壳中稀土元素含量低，但它们常成组分布。稀土元素较难形成自己的独立矿物，主要进入钙的矿物，在矿物中类质同象置换钙。较常见的稀土元素矿物和含稀土元素的矿物都是氧化物或含氧盐类矿物。
亲生物元素和亲气元素：
主要有C、H、O、N和P、B，它们是组成水圈、大气圈和生物圈的主要化学成分，在地壳表层的各种自然过程中起着相当重要的作用。部分微量元素(如Zn、Pb、Se等)以及在地壳表层和水圈中富集的元素Ca、Na、F、Cl等对生命的活动有重要意义，具亲生物的属性。某些亲生物元素的过量或馈乏不仅会影响生命物体的正常发育，严重时还会引起一些物种的绝灭。
放射性元素：
现代地壳中存在的放射性元素（同位素）有67种。原子量小于209的放射性同位素仅有十余种，它们是：10Be,14C，40K,50V,87Rb,123Te,187Re,190Pt,192Pe,138La,144Na,145Pm,147Sm,148Sm和149Sm，自84号元素钋(Po)起，元素(同位素)的原子质量都等于或大于209，这些原子核都有放射性，它们都是放射性同位素。
现代核物理技术的高度发展，已经能够通过中子活化及核合成技术生成许多新的放射性元素(同位素)，若将这些元素计算在内，元素周期表内的元素总数应增加到109个。
（2）矿物的分类、晶形及其物理性质
地壳中各种元素多数组成化合物，并以矿物的形式出现。矿物多数是在地壳(地球)物理化学条件下形成的无机晶质固体，也有少数呈非晶质和胶体。矿物学是地球科学中研究历史最悠久的分支学科之一。自有人类以来就开始了对矿物的认识和利用，人类有了文字就有了对矿物认识的记载。矿物学作为一门独立的学科已有近三个世纪的历史了，20世纪20年代以来在矿物学研究中逐步引入了现代科学技术的研究手段和方法，使矿物学进入了由表及里、由宏观到微观的研究层次，开始了矿物成分、结构与物理性质、开发应用综合研究的新阶段。
迄今发现的矿物种数已达3000余种。常见的造岩矿物只有十余种，如石英、正长石、斜长石、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石等，其余属非造岩矿物。按矿物中化学组分的复杂程度可将矿物分成单质矿物和化合物。化合物按与阴离子的结合类型(化学键)划分大类，主要大类有：硫化物(包括砷、锑、铋、碲、硒的化合物)；氧的化合物；以及卤化物。在各大类中按阴离子或络阴离子种类可将矿物划分类，各类中按矿物结构还可以划分亚类，在亚类中又可以进一步划分部、族和矿物种。
硫化物及其类似化合物:
在矿物分类中，硫化物大类还可以分成三个矿物类。硫化物矿物的总特征是：首先，它们由金属阳离子与硫等阴离子之间以共价键方式结合形成。它们在地壳中的总量很低(＜1%)，但矿物种较多，占矿物种总数的16.5%。硫化物矿物的生成多与成矿作用有关，即绝大多数矿床中的金属矿物都属硫化物大类；其次，硫化物类矿物透明度和硬度较低，但通常色泽鲜艳、有金属(半金属)光泽、比重也较大；最后，结晶程度较好，硫与其它元素结合时配位方式多样，因此晶体结构类型多，晶体形态多样，容易识别。
在成员众多的硫化物矿物家族中，方铅矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）、黄铜矿（CuFeS2）、黝锡矿（Cu2SnFeS4）和黄铁矿（FeS2）、斑铜矿（Cu5FeS4）、雄黄（As4S4）、雌黄（As2S3）、辰砂（HgS）等是最常见的硫化物。此外，还有硒化物和碲硫化物。
氧的化合物:
几乎所有造岩矿物都是硅酸盐和氧化物，如长石、云母、角闪石、辉石等。但也有一些氧化物和含氧盐主要与成矿作用有关，如锡石（SnO2）和黑钨矿（(FeMn)WO4）、磁铁矿（Fe2+Fe3+O4）、钛铁矿（FeTiO3），是锡、钨、铁矿床中的资源矿物(矿石矿物)。
单质及其类似物:
它们在矿物分类中也是一个大类，包括由单质原子结晶的矿物和多种原子结合的金属互壳重量的1%，但成矿能力很强，如自然铜（Cu）、银金矿（AgAu）、自然铂（Pt）、金刚石（C）、石墨（C）和自然硫（S）都可富集成矿。单质矿物中原子以金属键或共价健和分子健相结合，原子间紧密堆积，矿物晶体对称性高。
宝石矿物:

宝石鲜艳的颜色和绚丽的光泽使其具有很高的价值
在矿物学分类中并未划分此大类，但它们是具特殊经济意义的矿物群体。经过加工，能用于装饰的矿物，称为宝石矿物。宝石矿物主要有以下特点：第一是晶莹艳丽，光彩夺目，即矿物的颜色和光泽质地优良。第二是质地坚硬，经久耐用，即宝石矿物的硬度较大；第三是稀少，即矿物产量少，又有一定的价值。据以上特征，能称为宝石矿物的只可能是氧的化合物和单质矿物中的少数非金属矿物。自然界的宝石矿物共有百种，较重要的约20种。最贵重的宝石有四种：钻石、红宝石、蓝宝石和祖母绿（见彩色照片）。
钻石的宝石矿物是金刚石（C），它属单质非金属矿物，是硬度最大的矿物。金刚石结晶温度(＞1100℃)和压力(＞40Pa)很高，是元素碳在距地表大约200km或更深处结晶的晶体。
红宝石和蓝宝石是两种极贵重的宝石，其宝石矿物都是刚玉（Al2O3）。刚玉虽是较常见的矿物，但能成为宝石矿物的刚玉仅出现在某些石灰岩和中酸性岩浆岩的接触带、基性岩墙及纯橄榄岩中，成为宝石矿床还需经过沉积作用，即在碎屑矿物中聚集。
还有一种宝石祖母绿也十分名贵，它的宝石矿物是绿柱石（Be3Al2〔Si6O18〕），绿柱石是环状构造硅酸盐，主要产于岩浆晚期形成的伟晶岩和一些高温热液形成的脉状岩石中，作为宝石矿物的绿柱石主要产在热液脉中，而且十分罕见。
矿物的形态由矿物的晶形和结晶程度决定。矿物的结晶程度主要受矿物生长时的物理化学环境控制，而矿物的晶形则与矿物的晶体结构有关。晶体是晶体结构的最小单位(晶胞)在三维空间重复增长的结果，如果晶体结构的对称性高，晶体的对称性也高。三维对称的晶体呈粒状晶体(如金刚石、方铅矿等)，二维对称的晶体沿C轴发育的为长柱状(如针镍矿)，若C轴不发育的呈片状(如辉钼矿、云母等)。化学键的各向异性也影响晶体的形态，如金红石、辉锑矿的八面体化学键沿C轴延伸，它们的晶体发育成柱状、针状或毛发状（图4-1）。硅酸盐矿物晶形与其结构的对应关系，将在岩浆岩组成矿物中作简要介绍。

晶体：a石英 b长石 c石榴子石
矿物的比重是单位体积中矿物的重量与4℃水重量之比，矿物的密度是单位体积中矿物的质量，两者概念不同，但数值相当。决定矿物比重和密度的主要因素是：阳离子的原子量、晶体中的原子间距和原子的配位数。例如，方解石CaCO3和菱锌矿ZnCO3结构相同，但Ca、Zn的原子量分别是40.08和65.57，因而方解石的密度(2.71g/cm3)就比菱锌矿(4.45g/cm3)小。又如文石和方解石的成分都是CaCO3，但两者的配位数分别为9和6，两者的密度就有差异，分别是2.95g/cm3和2.23g/cm3。
矿物硬度是矿物内部结构牢固性的表现，主要取决于化学键的类型和强度：离子键型和共价健型矿物硬度较高，金属键型矿物硬度较低。硬度也与化学键的键长有关，键长小的矿物硬度较大。离子价态高低和配位数大小对矿物硬度有一定影响，离子价态高，配位数较大的矿物硬度也较大。
矿物的颜色由矿物的成分和内部结构决定。组成矿物的离子的颜色，矿物晶体中的结构缺陷，以及矿物中的杂质和包裹体等，都可影响矿物的颜色。在离子键矿物晶体中，矿物的颜色主要与离子的颜色有关，如Cu2+

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贵金属在地壳中的分布状态

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