辉石角闪石三价铁及晶体化学式计算材料.

1、辉石等矿物的电子探针分析值中Fe3+含量的估算及晶体化学式

计算

①电价差值法

由于矿物中阳离子正电价总数与阴离子负电价总数应平衡，而电子探针得出的FeO*值把Fe3+也当成了Fe2+，因此分子式中的阳离子总电价必然低于理论电价。据此差值则可求出Fe3+含量，即：

Fe3+ =理论电价－计算电价

Fe2+＝FeO*－Fe3+

计算步骤：

A、按阳离子法计算出矿物各阳离子系数；

B、算出阳离子总电价，该电价与理论电价之差即为的Fe3+阳离子系数；

C、据分子式由Fe3+求出Fe2O3含量（重量%）

D、由Fe2+＝FeO*－Fe3+求出Fe2+的阳离子系数并求出FeO含量。

下面以辉石为例，计算电子探针数据中的Fe2+和Fe3+：

2+3+

Fe3+=理论电价－计算电价＝12-11.7858=0.2142

Fe2+=Fe总-Fe3+=0.3880-0.2142=0.1738

Fe2O3=0.2142÷(4/1.7941)÷2×159.7=7.67% FeO=0.1738 ÷(4/1.7941)×71.85=5.60%

②剩余氧计算法：

对于含变价Fe的矿物，电子探针分析值以FeO*形式给出全铁含量。把Fe2O3换算成FeO的关系式为：Fe2O3=2FeO+Ox（Ox表示剩余氧）

可见由于Fe3+和Fe2+的价态差异，在换算过程中损失了部分氧（剩余氧，用Ox表示），即FeO*中未包含剩余氧Ox。

对于阳阴离子总数有固定比值的矿物，如辉石为4：6，石榴石为8：12，钛铁矿为2：3等，可由电子探针分子值分别算出阳、阴离子总数，又可据其理论比值算出理论阴离子总数。理论阴离子总数与计算阴离子总数之差则为剩余氧Ox。

由于Fe2O3=2FeO+Ox，所以Fe2O3的分子数与Ox原子数相同，将其乘以Fe2O3的分子量就得出的Fe2O3百含分量。

2+3+

计算阳离子总数＝1.7941≈理论阳离子总数计算阴离子总数＝2.6432

理论比值：理论阳离子总数/理论阴离子总数＝4/6 理论阴离子总数=6/4×1.7941=2.6912 剩余氧Ox ＝理论阴离子总数－计算阴离子总数＝2.6912-2.6432=0.048

因为Fe2O3的分子数与Ox原子数相同，所以Fe2O3＝0.048×159.70(Fe2O3的分子量)＝7.67%

因为2Fe/(Fe2O3):(Fe/FeO)=0.8998(Fe2O3与中FeO含Fe量之比)

即FeO=0.8998×Fe2O3(等量Fe由Fe2O3形式换算成FeO形式)

所以FeO=FeO*-0.9 Fe2O3 =12.5-0.9×7.67%=5.60%

③通用公式计算法(Droop,1987)

原理：如果Fe是矿物中唯一的变价元素，则单位分子式中Fe3+的系数可以依据如下原理计算出来（1）若氧是唯一的阴离子，则阳离子正电价之和是氧原子数的2倍；（2）单位分子式中阳离子的总数符合理论化学计量系数；按照晶体化学原理，Fe3+与其他元素的含量具有确定的函数关系。

Droop(1987)根据上述原理，推导出计算铁镁硅酸盐和氧化物Fe3+的通用公式为：F=2X(1-T/S)；其中X为分子式中的氧原子数；T为阳离子的理论数目；S为将Fe均作为Fe2+时的阳离子数；F为分子式中Fe3+的系数。

该式适用的矿物包括：铝榴石、钙榴石、铝酸盐尖晶石、磁铁矿、辉石、硬绿泥石和钛铁矿。

部分矿物的X和T值

计算步骤:

(1)由电子探针结果（wt%），计算以X个O为基准，全Fe作为Fe2+的离子系数。

（2）计算S值（将Fe均作为Fe2+时的阳离子数（各阳离子系数之和））；如果S>T，

进入下一步计算，否则所有的Fe均应为Fe2+。

（3）由F=2X(1-T/S)计算的Fe3+系数（X为分子式中的氧原子数，T为分子式中阳

离子的理论数目）。

（4）各阳离子系数×T/S，将离子系数标定为T个阳离子的分子式单位。

（5）如果F< 经标定的全Fe离子数，则按Fe3+=F，剩余的Fe作为Fe2+，写出分

子式。否则，所有的Fe均应为Fe3+。

（6）计算wt(FeO)(%)=wt(FeO*)×Fe2+/(Fe2++Fe3+)

O3)(%)= 1.1111×wt(FeO*)×Fe3+/(Fe2++Fe3+)

wt(Fe

F=2X(1-T/S)=2×6×（1－4/4.072）=2.122

若F小于标定的全Fe离子数，按Fe3+＝F，剩余的Fe作为Fe2+，写出分子式。否则，所有的Fe均应为Fe3+。

Fe3+=0.2122;

Fe2+=0.388-0.2122 =0.1756

wt(FeO)(%)=wt(FeO*)×Fe2+/(Fe2++Fe3+)=12.5×0.1756/0.388=5.66%

Wt(Fe2O3)(%)= 1.1113×wt(FeO*)×Fe3+/(Fe2++Fe3+)=7.6%

2、角闪石族矿物的Fe 3+的估算和晶体化学式计算

角闪石的化学通式：

A 0-1(A)X 2（M 4）Y 5(M 1M 2M 3)[T 4O 11]2(OH)2 A:Na K

X:Na Ca Mn 2+ Fe 2+ Mg 2+

Y:Al 3+ Fe 3+ Ti 4+ Mn 2+ Mg 2+ Fe 2+

T: Si 4+ Al 3+

由于角闪石没有固定的阳离子数，因此用于计算辉石族Fe 3+含量的电价差值法、剩余氧计算法都不适用。目前常按照理想配比，分别计算Fe 3+最大值和最小值， Fe 3+的真实值被限定在此范围内。A ＝1（即A 位被K Na 充满）时，反映处于最强还原状态， Fe 3+为最小值。即迫使K Na 进入A 位，则Ca 以上的阳离子总数应等于15，此时计算的Fe 3+为最小值。A ＝0时，反映处于最强氧化状态， Fe 3+为最大值。即A 位空缺，K Na 进入M4位，则全部阳离子总数应该为15，据此计算的Fe 3+为最大值。