Fe,Co,Ni元素地球化学性质及成矿
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元素地球化学分类在元素周期表的基础上，结合元素的自然组合及各种地球化学特征，对化学元素进一步的分类。
它反映了化学元素在自然界的分布规律及其相互间的共生组合特征与其原子结构的密切关系。
元素的地球化学分类较多，被广泛采用的是V.M.戈尔德施密特及A.H.扎瓦里茨基的分类。
戈尔德施密特的分类是以其地球起源和内部构造的假说为基础的，他根据化学元素的性质与其在各地圈内的分配之间的关系，将元素分为4个地球化学组，如图1所示。
①亲石元素，离子最外层具有2个或8个电子，呈惰性气体型稳定结构，与O、F、CL亲合力强，多组成氧化物或含氧盐，特别是硅酸盐,形成大部分造岩矿物,并主要集中在岩石圈；②亲铜元素，离子最外层具有 18个电子的铜型结构，与S、Se、Te亲和力强，多形成硫化物和复杂硫化物；③亲铁元素，离子最外层具有8～18个电子的过渡型结构，与O及S的亲和力均较弱,主要集中在地球深部的铁镍核中；④亲气元素，为惰性气体，呈原子或分子状态集中在地球的大气圈中。
此外，戈尔德施密特还划分出亲生物元素，这些元素多富集在生物圈中。
元素地球化学分类扎瓦里茨基的分类能够从原子结构这一最本质的原因去理解元素在自然界的分布与组合规律。
按这种分类，化学元素被分成 12族（图2）:①氢族；②造岩元素族(Li、Be、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Rb、Sr、Cs和Ba)；③惰性气体族 (He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn)；④挥发分元素族(B、C、N、O、F、P、S、Cl)；⑤铁族(Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni);⑥稀土稀有元素族 (Sc、Y、Zr、Nb、TR、Hf、Ta等)；⑦放射性元素族(Fr、Ra、Ac、Th、Pa、U等）；⑧钨钼族 (Mo、Tc、W、Re)；⑨铂族(Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt)；⑩硫化矿床成矿元素族 (Cu、Zn、Ge、Ag、Cd、In、Sn、Au、Hg、Tl、Pb等)； 半金属元素族(As、Sb、Bi、Se、Te、Po)； 重卤素元素族(Br、I、At)。
铁系元素
空气中加热 隔绝空气
Co3O4
CoO
5
NiO2· 2O:黑色，不稳定 nH
2014-1-7
2.M(OH)2 Fe(OH)2
颜色 白
Co(OH)2
桃红
Ni(OH)2
绿
酸碱性 还原性
两性偏碱碱 弱Βιβλιοθήκη 2014-1-76
溶解性
Fe(OH)2+4OH-(浓碱)=[Fe(OH)6]4Co(OH)2+2OH-(浓碱)=[Co(OH)4]2Co(OH)2+6NH3=[Co(NH3)6](OH)2 土黄 Ni(OH)2+6NH3=[Ni(NH3)6](OH)2 蓝紫 M（OH）2+H+=M2++2H2O CoCI2+NaOH(NH3·2O)→Co(OH)CI↓→Co(OH)2 H
CoCI2
52℃
CoCI2〃H2O
90℃
CoCI2〃2H2O
120℃
CoCI2〃6H2O
蓝
蓝紫
紫红
粉红
2014-1-7 12
四、M（Ⅲ）盐
Fe3+较稳定,ψθ（Fe3+/Fe2+)=0.77V Co3+不稳定，只能以固态形式存在. ψθ（Co3+/Co2+)=1.84V Ni3+极不稳定，仅制得NiF3 ，25℃即分解. FeCI3:无水盐为棕褐 色,共价化合物,易升 华,易溶于水及有机溶 剂,蒸气为双聚体.
⑷Fe3++nSCN-=Fe(SCN)n3-n
⑸2Fe(SCN)n3-n+SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H++2nSCN-
地球的化学组成与地球化学过程探究
地球的化学组成与地球化学过程探究地球是我们生活的家园，它由各种不同的元素和化合物组成。
地球的化学组成以及其中发生的地球化学过程对于我们理解和探索地球的起源和演化至关重要。
在本文中，我将探讨地球的化学组成以及地球化学过程，以帮助我们更好地理解地球的奥秘。
首先，我们来看地球的化学组成。
地球主要由四种元素组成：氧气、硅、铝和铁。
氧气是地球上最丰富的元素，占地壳质量的约45%，它主要存在于水和氧化物中。
硅是地壳中的次丰富元素，约占地壳质量的28%，它是构成岩石和矿物的重要成分。
铝是地壳中最丰富的金属元素，占地壳质量的8%，主要以氧化铝的形式存在。
铁是地球上第四丰富的元素，占地壳质量的5%，主要以氧化铁、硫化铁的形式存在。
此外，地球上还存在许多其他的元素，如钙、钠、镁、钾等，它们在地球的化学组成中也起着重要的作用。
这些元素的存在形式主要是以矿物质的形式存在，组成岩石和土壤，并参与地球化学过程。
地球化学过程是指地球中发生的与化学有关的各种过程，包括物质的循环、岩石的形成和变质、矿物质的生成和变质等。
地球的化学组成与地球化学过程密不可分，它们相互作用，共同塑造着地球的外貌和内部结构。
首先，地球化学过程中的物质循环起着重要的作用。
地球上的物质循环主要包括水循环和碳循环。
水循环通过蒸发、降雨和水域的流动使得地球上的水资源得到再生和再利用，维持了地球上的生物生存。
碳循环则是指碳在地球上的循环，包括光合作用、呼吸作用、分解作用等。
碳循环是维持地球生态平衡的重要过程之一。
其次，岩石的形成和变质也是地球化学过程中的重要部分。
地球的岩石主要分为三类：火成岩、沉积岩和变质岩。
火成岩是由熔岩或岩浆冷却凝固而形成的岩石，沉积岩是由物质沉积堆积并经过压实而形成的岩石，变质岩是由已有的岩石在高温、高压条件下发生结晶和变质而形成的岩石。
岩石的形成和变质是地球化学过程中的重要环节，它们反映了地球表面和内部的物质变化和演化。
最后，地球中的矿物质的生成和变质也是地球化学过程中的重要内容。
金属矿床地球化学特征与成矿机制
金属矿床地球化学特征与成矿机制金属矿床是地球内部物质循环的产物，是地球上的宝贵资源之一。
对于研究金属矿床地球化学特征与成矿机制，不仅有助于我们进一步理解地壳物质及其演化过程，还可以为矿产资源勘查和开发提供重要依据。
一、金属矿床的地球化学特征金属矿床的地球化学特征主要表现在所含矿物种类、元素组成和同位素组成等方面。
例如，在铜矿床中常见的矿物有黄铜矿、赤铁矿等；在铁矿床中，主要矿物为磁铁矿、赤铁矿等。
金属矿床中的元素组成也表现出一定的规律性，例如铁矿床中富集的元素主要有铁、硅、锰等，而铜矿床中则富集铜、黄铜矿等。
此外，同位素的组成也是金属矿床地球化学特征的一部分，同位素的比例和分布可以提供有关地壳演化和金属矿床形成的信息。
二、金属矿床的成矿机制金属矿床的成矿机制是指金属矿床形成的物理、化学和地质过程。
常见的成矿机制有岩浆热液成矿、沉积成矿和变质成矿等。
岩浆热液成矿是指在地壳深部形成的岩浆在上升过程中携带和热液反应生成矿石的过程。
岩浆热液成矿的重要特点是成矿物质的来源来自地幔，例如铜的来源来自岩浆中的含铜矿物，如黄铜矿。
岩浆热液成矿还与构造活动密切相关，如在火山带、构造隆起等地带易形成岩浆热液型金属矿床。
沉积成矿是指由流体沉积作用形成的金属矿床，主要是由流体中输运的金属离子沉积和沉积岩的作用形成的。
其中，古海洋中的铁矿床是沉积成矿的重要类型之一。
海洋中的富含铁离子的流体受到氧化条件的改变或者生物作用所影响，导致铁矿物的沉积和富集。
变质成矿是指在构造作用下，岩石发生变质作用，形成金属矿床的过程。
变质成矿主要发生在大规模变质作用带，如造山带、折山带等地区。
变质成矿的过程中，地壳中的岩石在高温和高压的环境下发生矿物相的变化，形成金属矿床。
总的来说，金属矿床的地球化学特征和成矿机制是相互联系的，地球化学特征可以为我们认识和解释成矿机制提供有力支持。
而研究成矿机制则可以为金属矿床的勘查和开发提供科学依据。
然而，由于地壳作为一个复杂的系统，金属矿床的成因机制还远未完全揭示。
铁系元素知识点
铁系元素知识点铁系元素是指周期表中的8个元素，包括铁（Fe）、铬（Cr）、锰（Mn）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）和钌（Ru）。
这些元素在化学性质和应用中有许多相似之处，下面将逐步介绍铁系元素的一些知识点。
1.铁（Fe）铁是地壳中含量最丰富的金属元素之一。
它的特点是具有良好的延展性和导电性，而且能够与氧反应生成氧化铁。
铁广泛应用于建筑、制造业和能源等领域。
2.铬（Cr）铬是一种硬质且具有优异耐腐蚀性的金属。
它在不锈钢制造和电镀行业中得到广泛应用。
铬还可以形成一种绿色的化合物——铬酸盐，被用作颜料和染料。
3.锰（Mn）锰是一种重要的合金元素，可以提高钢的硬度和韧性。
锰还被用于制造电池、化肥和染料。
锰的化合物在玻璃工业中也有应用。
4.钴（Co）钴是一种重要的金属元素，具有磁性和耐高温性能。
它广泛应用于合金制造、电池和催化剂等领域。
钴还用于制造钴蓝颜料，被广泛用于陶瓷和玻璃工艺品中。
5.镍（Ni）镍是一种耐腐蚀的金属，广泛应用于合金制造和电镀行业。
镍合金在航空航天、化工和核工业中具有重要作用。
镍也是一种重要的催化剂，被用于化学反应中。
6.铜（Cu）铜是一种良好导电性能和导热性能的金属。
它广泛应用于电线、电缆和电子设备制造。
铜还是一种重要的合金元素，例如青铜就是铜和锡的合金。
7.锌（Zn）锌是一种常见的金属元素，具有抗腐蚀性。
锌广泛应用于镀锌、电池、合金制造和化工等领域。
锌还是人体必需的微量元素，对维持免疫系统和生长发育具有重要作用。
8.钌（Ru）钌是一种稀有的金属元素，具有良好的耐腐蚀性。
钌常被用作催化剂和合金元素。
它还被用于制造钌红颜料、电子元件和光学器件。
以上是铁系元素的一些知识点介绍。
铁系元素在工业和科学研究中扮演着重要角色，它们的性质和应用各不相同，但又有些相似之处。
了解这些知识点有助于我们更好地理解和应用这些元素。
地球化学中的重要元素及其地球内分布
地球化学中的重要元素及其地球内分布地球是一个复杂而奇异的星球，由许多不同元素组成。
这些元素在地球化学中扮演着重要的角色，影响着地球的组成和性质。
本文将探讨地球化学中的几个重要元素，包括碳、氧、硅、铁和铝，以及它们在地球内的分布。
碳是地球上最常见的元素之一。
它存在于地壳、大气和生物体中。
地壳中的碳以碳酸盐矿物的形式存在，如方解石和白云石。
大气中的二氧化碳是碳的另一种形式，它在地球的碳循环中起着重要作用。
生物体中的有机化合物也含有碳，如蛋白质、脂类和碳水化合物。
碳的地球内分布表明它在地球生命和能量循环中的关键作用。
氧是地球上最丰富的元素，占地壳和大气的大部分。
在地壳中，氧以氧化物的形式存在，如二氧化硅和氧化铁。
大气中的氧以氧气的形式存在，占空气的约20%。
氧也与其他元素形成化合物，如水和二氧化碳。
氧在地球内的广泛分布对于地球上的生物体进行呼吸和新陈代谢至关重要。
硅是地球壳中的主要元素之一。
它以硅酸盐矿物的形式存在，如石英和长石。
硅酸盐矿物在地壳岩石的形成和变质作用中起着重要作用。
硅也是硅酸盐岩和硅酸盐沉积物的主要组成部分。
硅的地球内分布与地壳构造和岩石圈运动有密切联系。
铁是地球内最常见的金属元素之一。
它广泛存在于地壳、地球内部和大气中。
地壳中的铁以氧化铁矿物的形式存在，如赤铁矿和磁铁矿。
地球内部的外核主要由铁和镍组成。
大气中的铁以氧化铁粉尘的形式存在，这些粉尘来源于土壤和火山喷发。
铁在地球内的分布对于地球磁场和地球动力学过程具有重要影响。
铝是地壳中含量最丰富的金属元素之一。
它以铝硅酸盐矿物的形式存在，如长石和云母。
铝的地球内分布与地壳形成和岩石圈演化有密切关系。
铝也是许多工业材料的重要成分，如铝制品和建筑材料。
总结起来，碳、氧、硅、铁和铝是地球化学中的几个重要元素。
它们在地球内以不同形式存在，并且对地球的组成和性质起着关键作用。
了解这些重要元素的地球内分布可以帮助我们更好地理解地球的形成和演化过程。
10. 1铁钴镍及其化合物的性质(上)
铁钴镍[Ar]3d6~84s2铁系元素价电子构型重要氧化值Fe3d64s2+2,+3, (+6) Co3d74s2+2,+3,(+5) Ni3d84s2+2,+3,(+4)最高氧化值不等于族序数。
Fe(铁) Co(钴) Ni(镍)主要矿物磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)黄铁矿(FeS2)辉钴矿(CoAsS)镍黄铁矿(NiS·FeS)主要用途钢铁工业最重要的产品和原材料制造合金制造合金制造合金金属制品的保护层铁系元素具有光泽的银白色金属。
为铁磁性物质。
中等活泼金属，能溶于稀酸(钴、镍缓慢)。
空气和水对钴、镍和纯铁稳定,含杂质铁在潮湿空气中形成棕色铁锈(Fe 2O 3·x H 2O)，加热时，Fe, Co, Ni 可与O 2, S, X 2等反应。
冷、浓硝酸可使铁、钴、镍钝化。
铁系元素单质Fe, Co, Ni 熔点接近。
铁、钴、镍的化合物1. 氧化物混合价态Fe3O4具有强磁性、良好导电性FeⅡFeⅢ[FeⅢO4]+2 FeO CoO NiO黑色灰绿色暗绿色+3 Fe2O3 Co2O3 Ni2O3砖红色黑色黑色两种晶型：α-Fe2O3顺磁性，γ-Fe2O3铁磁性还原性递增氧化性递增，稳定性递减+2 FeO CoO NiO 黑色 灰绿色 暗绿色 +3Fe 2O 3 Co 2O 3 Ni 2O 3 砖红色黑色黑色均为碱性氧化物, 难溶于水和碱, 溶于强酸Fe 2O 3 + 6HCl ＝ 2FeCl 3 + 3H 2OCo 2O 3 + 6HCl ＝ 2CoCl 2+Cl 2 +3H 2O2. 氢氧化物Ox H O Fe 232⋅32224Fe(OH)O 2H O 4Fe(OH)−→−++) 白(s, Fe(OH)2OHFe2 2 2 O 无+ -+)红棕 (s, Fe(OH) 3 2O 红棕）(s,Fe(OH)3OH Fe3-3→++O3HFeCl 3HCl Fe(OH)233+−→−+白—灰绿—棕黑22Co2OH Co(OH)(s,)+-+−−→粉),Co(OH)Cl(s 蓝氯化羟钴(碱式氯化钴) O x H O Co 232⋅(慢))(s,Co(OH)32O 暗棕色−−→−蓝—灰蓝—灰棕)绿(s,Ni(OH)2OH Ni22果→+-+OH 6Cl 2MCl )HCl(62M(OH)Cl2M(OH)O H ClO 2M(OH)2223322++−→−++−→−++--浓还原性：Fe(Ⅱ)>Co(Ⅱ)>Ni(Ⅱ)M=Co,Ni)NiO(OH)(s,O 2黑色−−→−3. 卤化物 氧化性 大 小Fe(Ⅲ) Co(Ⅲ) Ni(Ⅲ)F - FeF 3 CoF 3 * (350℃分解) Cl - FeCl 3 CoCl 3 * (常温分解)Br - FeBr 3 * *I - * * * 小 大 稳定性 大 小大 小还原性 稳定性1） FeCl 3有明显的共价性，易潮解。
副族金属-铁钴镍及其化合物(解析版)
系列三副族金属专题2 铁钴镍及其化合物铁、钴、镍三种元素由于性质接近，故统称为铁系元素；铁、钴、镍都是中等活泼的金属元素，化合物性质比较接近，但也存在差异。
这与它们的电子层结构有关。
1．铁、钴、镍及其化合物性质的相似性2．铁、钴、镍及其化合物性质的差异（1）金属单质性质的差异（2）铁、钴、镍的氧化物和氢氧化物①铁、钴、镍氧化物和氢氧化物的基本性质注：①表示在碱性条件下不具有氧化性。
①比较与总结（1）在酸性溶液中，Fe2＋、Co2＋、Ni2＋分别是铁、钴、镍离子的稳定状态。
高价态的铁(①)、钴(①)、镍(①)在酸性溶液中都有很强的氧化性，空气中的O2能将酸性溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，但不能将Co2＋、Ni2＋氧化成Co3＋和Ni3＋。
（2）在碱性介质中，铁的最稳定价态是＋3，而钴、镍的最稳定价态仍是＋2，在碱性介质中，将低价态的Fe(①)、Co(①)、Ni(①)氧化成高价态比酸性介质中容易。
4．高铁盐的制备在酸性介质中，FeO 2－4(高铁酸根离子)是一种强氧化剂，一般氧化剂很难把Fe 3＋氧化成FeO 2－4，但在强碱性介质中，Fe(①)却能被一些氧化剂(如NaClO)所氧化：2Fe(OH)3＋3ClO －＋4OH －===2FeO 2－4＋3Cl －＋5H 2O ，将Fe 2O 3、KNO 3和KOH 混合并加热共融，生成紫红色的高铁酸钾：Fe 2O 3＋3KNO 3＋4KOH=====① 2K 2FeO 4＋3KNO 2＋2H 2O 。
5. 检验Fe 2＋和Fe 3＋时的注意事项（1）检验Fe 2＋时不能先加氯水后加KSCN 溶液，也不能将加KSCN 后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN －)。
（2）Fe 3＋、Fe 2＋、Cl －同时存在时不能用酸性KMnO 4溶液检验Fe 2＋(Cl －能还原酸性KMnO 4，有干扰)。
（3）检验Fe 2＋、Fe 3＋的其他方法①检验Fe 2＋最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾K 3[Fe(CN)6]：3Fe 2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe 3[Fe(CN)6]2↓(蓝色)。
地壳金属元素
地壳主要金属元素介绍地壳是地球表面整个固体部分，包括岩石、大陆、海洋、河流等。
地壳中含有各种化学元素，其中金属元素是最为重要和广泛存在的，并且在人类的经济和社会发展中起着重要作用。
下面，我们介绍一些地壳中主要金属元素。
1.铁（Fe）铁元素是地壳中含量最丰富的金属元素之一，占地球地壳总质量的5%左右。
地壳中最常见的铁矿物是赤铁矿及其它氧化铁矿物和硬锰矿。
铁不仅是制造钢铁和其他合金的重要原料，也广泛用于建筑、车辆、机器设备等各个领域。
2.铜（Cu）铜是一种红色的贵重金属，地壳的含铜量约为0.007%，位居地壳中丰度的第17位。
铜广泛用于建筑、电子、通信、运输和化学工业等领域。
它是半导体器件和电缆的主要材料，并用于制造硬币、珠宝首饰等。
3.铝（Al）铝是一种重要的工程材料，占地球地壳总质量的8%左右。
它广泛应用于航空、航天、汽车、建筑、包装等行业。
铝的优点在于其轻质、强度高、导热性好以及抗腐蚀性好等特性。
4.锌（Zn）地壳中的锌含量约为0.007%，通常被找到于含锌的矿物，例如闪锌矿和硫化锌。
锌广泛应用于建筑、电子、汽车、船舶和医药等领域。
锌的主要应用是作为防腐剂应用于钢制品和铝制品的制造。
5.镍（Ni）镍是一种化学元素，它的含量较少，大约占地球地壳质量的0.008%。
镍广泛应用于合金制造、电子、冶金、航空、化学等行业。
镍合金可以使钢铁具备更高的抗腐蚀性和耐磨性，还可以用于制造电池、硬币和首饰等。
总之，地壳中的金属元素是人类经济和社会发展中不可或缺的资源。
这些元素广泛应用于建筑、电子、航空、汽车、医药等各个领域。
了解它们的性质和应用，对于推动技术和经济的发展具有重要意义。
地球内部物质的组成和形成
地球内部物质的组成和形成地球作为我们熟悉的家园，在表面上展现出了千姿百态的美景。
而这种多样性是由地球内部的物质组成所决定的。
地球内部物质的组成和形成是地球科学研究的重要内容之一，对于了解地球的演化过程以及其他天体的形成起源也有重要意义。
一、地球内部物质的组成地球内部物质的主要组成元素有铁、氧、硅、镁、铝等。
根据这些元素的含量和比例不同，地球内部可分为核、地幔和地壳三个部分。
1.核核是地球内部的最内部部分，由铁和镍等重金属元素构成。
核分为内核和外核两部分，内核主要是固态铁和一小部分镍、硫等元素构成，外核主要是液态铁和少量硫和镍等元素构成。
2.地幔地幔是核与地壳之间的中间层，是地球最厚的部分。
地幔的主要成分为硅、氧、镁和铁等元素，其中镁、铁等元素含量最多。
根据不同的粘度和流动性质，地幔又可分为上地幔和下地幔两个层次。
3.地壳地壳是地球最外部的硬壳，与外界相互作用，构成了地球表面的地形和地貌。
地壳的主要成分有氧、硅、铝和镁等元素，与地幔元素类似，但是比地幔更丰富，形成了地球上的陆地和海洋两个不同的表面特征。
二、地球内部物质的形成地球自诞生以来，经历了漫长的演化过程。
从对地球成因的研究来看，地球内部物质的形成主要是来自于三个方面的因素：原始星际物质、地球内部自身的演化以及雷电活动。
1.原始星际物质的贡献在早期的宇宙演化中，地球作为一个星球与太阳系的其他行星物质入选同处于星云中，与原始星际物质混合着形成了地球。
原始星际物质呈现出了极高的化学复杂性，其中包括各种有机物质、水以及硅酸等物质。
这些物质在地球的形成过程中，成为了地球内部物质的重要来源。
2.地球内部自身演化的作用在地球形成后的演化过程中，地球自身内部的物质也在不断的发生变化。
地球本身的自身内核，经过漫长的岁月沉淀而形成，而地幔和地壳则是由地球本身的内部材料经过各种地质作用涌现而成形。
随着演化不断发展，地球内部材料的形成也变得更加复杂和多样化。
3.雷电活动对地球内部物质的贡献雷电活动在地球的形成和演化过程中也起到了重要的贡献。
高考--常考元素--铁、钴、镍
高考--常考元素--铁钴镍铁钴镍14.3.1 铁系元素概述铁在地壳中的含量为~5%，居第四位，次于铝。
在常用金属中，铁算得上最丰富、最重要和最廉价的了。
铁矿有赤铁矿Fe2O3 、磁铁矿Fe3O4、褐铁矿Fe2O3·3H2O、菱铁矿FeCO3、黄铁矿FeS2、钛铁矿FeTiO3和铬铁矿Fe(CrO2)2等，我国东北的鞍山、本溪、华北的包头、宣化、华中的大冶等地都有较好的铁矿。
钴相对地说是一种不常见的金属，地壳中的含量为0.0023%，但它分布很广，它通常和硫或砷结合，如辉钴矿CoAsS。
它还存在于维生素B12(一种钴(Ⅲ)的配合物)中。
镍比钴更丰富地存在于自然界，地壳中的含量为0.018%，它主要与砷、锑和硫结合为针镍矿、镍黄铁矿等，在陨石中含有铁镍合金。
铁、钴、镍主要用于制造合金。
铁有生铁、熟铁之分，生铁含碳在1.7﹪~4.5﹪之间，熟铁含碳在0.1﹪以下，而钢的含碳量介于二者之间。
如果在加入Cr、Ni、Mn、Ti等制成合金钢、不锈钢，可大大改善普通钢的性质。
铁Fe、钴Co、镍Ni位于周期表第四周期、第Ⅷ族，其物理性质和化学性质都比较相似，合称铁系元素。
铁系元素单质都是具有金属光泽的白色金属，铁、钴略带灰色，镍为银白色。
依Fe、Co、Ni 顺序，原子半径略有减小，密度增大。
它们的密度都比较大，熔点也比较高，熔点随原子序数的增加而降低，Fe、Co、Ni分别为1535℃、1495℃、1453℃。
这可能是因为3d轨道中成单电子数按Fe、Co、Ni的顺序依次减少(4、3、2)，金属键依次减弱的缘故。
钴比较硬而脆，铁和镍却有很好的延展性。
它们都表现有铁磁性，其合金是很好的磁性材料。
由于第一过渡系列元素原子的电子填充过渡到第Ⅷ族时，3d电子已经超过5个，所以它们的价电子全部参加成键的可能性减少，因而铁系元素已经不再呈现出与族数相当的最高氧化态。
铁的常见氧化态是+2和+3，与强氧化剂作用，铁可以生成不稳定的+6氧化态的高铁酸盐；钴和镍的常见氧化态都是+2，与强氧化剂作用，钴可以生成不稳定的+3氧化态，而镍的+3氧化态更少见。
地球化学知识点总结(详细)
第一章1.克拉克值：元素在地壳中的丰度，称为克拉克值。
元素在宇宙体或地球化学系统中的平均含量称之为丰度。
丰度通常用重量百分数（%），PPM（百万分之一）或g/t表示。
2 .富集矿物:指所研究元素在其中的含量大大超过它在岩石总体平均含量的那种矿物。
3. 载体矿物:指岩石中所研究元素的主要量分布于其中的那种矿物。
4. 浓集系数 =工业利用的最低品位/克拉克值。
为某元素在矿床中可工业利用的最低品位与其克拉克值之比。
5.球粒陨石：是石陨石的一种。
（约占陨石的84%）：含有球体，具有球粒构造，球粒一般为橄榄石和斜方辉石。
基质由镍铁、陨硫铁、斜长石、橄榄石、辉石组成。
划分为： E群——顽火辉石球粒陨石，比较稀少；O群——普通球粒陨石: H亚群—高铁群，橄榄石古铜辉石球粒损石；L亚群—低铁群，橄榄紫苏辉石球粒陨石；LL亚群—低铁低金属亚群；C群——碳质球粒陨石，含有碳的有机化合物和含水硅酸盐，如烷烃、芳烃、烯烃、氨基酸、卤化物、硫代化合物等。
为研究生命起源提供重要信息。
分Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。
Ⅰ型其非挥发性组成代表了太阳系星云的非挥发性元素丰度。
6.浓度克拉克值=某元素在地质体中的平均含量/克拉克值,反映地质体中某元素的浓集程度。
1.陨石在地化研究中的意义：（一）陨石的成分是研究和推测太阳系及地球系统元素成分的重要依据：（1）用来估计地球整体的平均化学成分。
1陨石类比法，即用各种陨石的平均成分或用球粒陨石成分来代表地球的平均化学成分。
2地球模型和陨石类比法来代表地球的平均化学成分，其中地壳占质量的1%，地幔31.4%，地核67.6%，然后用球粒陨石的镍—铁相的平均成分加5.3%的陨硫铁可以代表地核的成分，球粒陨石的硅酸盐相平均成分代表地壳和地幔的成分，用质量加权法计算地球的平均化学成分。
（2）I型碳质球粒陨石其挥发性组成代表了太阳系中非挥发性元素的化学成分。
（二）陨石的类型和成分是用来确定地球内部具层圈结构的重要依据：由于陨石可以分为三种不同的陨石—石陨石、石铁陨石和铁陨石，因而科学家设想陨石是来自某种曾经分异成一个富含金属的核和一个硅酸盐外壳的行星体，这种行星经破裂后就成为各种陨石，其中铁陨石来自核部，石铁陨石来自金属核和硅酸盐幔的界面，而石陨石则来自富硅酸盐的幔区。
元素fe、mn、ni、cr主要表征 -回复
元素fe、mn、ni、cr主要表征-回复本文主要讲解四种元素：铁（Fe）、锰（Mn）、镍（Ni）和铬（Cr）。
这些元素在自然界和工业中都有广泛应用，非常重要。
本文将详细介绍这些元素的主要特征以及它们的应用。
2. 铁（Fe）铁是地球上最常见的金属元素之一，它的存在可以追溯到地球形成之初。
铁的原子序数为26，它有良好的可塑性和可加工性，具有重要的工业价值。
铁是地球上最常见的金属之一。
在自然界中，铁以氧化物和硫化物的形式存在于矿物中。
工业上主要通过热还原法从铁矿石中提取出来。
铁主要用于生产钢铁，电子器件和车辆等制造业。
其中，钢铁生产是铁的主要应用领域。
钢铁质量的好坏取决于铁的纯度，因此，在工业生产中需要采用重要的钢铁生产技术，例如高炉法和直接还原法。
3. 锰（Mn）锰是一种重要的金属元素，其原子序数为25。
锰的特性和铁非常相似，具有优良的可塑性和可加工性。
锰是地球上氧化物和硫化物矿物中含量第11多的元素。
锰广泛用于冶金和化学工业。
在冶金工业中，锰主要用于生产不锈钢和合金钢，这些钢比普通钢具有更高的耐腐蚀性和耐高温性。
此外，锰也广泛用于生产电池和其他电子设备。
4. 镍（Ni）镍是一种化学性质稳定和坚固耐久的金属元素，其原子序数为28，有良好的可塑性和可加工性。
镍在自然界中主要以镍矿石形式存在。
镍主要用于制造合金和其他属于金属工业的产品，如飞机零件和化学设备。
镍主要用于生产不锈钢和耐腐蚀钢材，在船舶和汽车行业中也非常重要。
镍还用于生产合金、电耗材、化肥等，其中合金工业对镍的需求最多。
合金是一种用于制作各种产品的金属和非金属材料。
例如，镍铬合金用于制造极具耐腐蚀性的生产设备，铁镍合金用于制造温度计和热差计。
5. 铬（Cr）铬是一种蓝银色的金属元素，原子序数为24。
铬的特点是具有非常高的抗腐蚀性和热稳定性。
铬广泛地用于不锈钢的生产，以及其他一些金属合金和设备的制造。
铬主要用于制造不锈钢和合金，以及其他一些需要高强度、高硬度和抗腐蚀性的产品。
地球化学解析地球上的矿产资源形成过程
地球化学解析地球上的矿产资源形成过程地球是我们所生活的家园，也是养育万物的源泉。
地球上存在着丰富的矿产资源，这些资源对人类的生产和生活有着重要的作用。
然而，这些矿产资源并非天上掉下来的，它们都有其特定的形成过程。
本文将从地球化学的角度探讨地球上矿产资源的形成过程。
1. 大地构造与矿产资源形成地球的表面由一系列板块构成，这些板块通过板块运动相互交错。
在板块运动过程中，构造活动使得地壳发生破碎、抬升、沉降等变化，从而影响了矿物和矿床的形成。
例如，地壳的抬升可能会使得深层矿物质逐渐暴露在地表，形成矿床。
而板块相互碰撞时形成的岩浆活动，则是许多矿种形成的重要条件。
2. 岩石变质与矿产资源形成岩石变质是指岩石在高温、高压等条件下经历的变化过程。
变质过程中，岩石中的矿物质可能发生结晶、重排等变化，从而形成一些新的矿物质。
例如，由于地壳的抬升和岩浆的侵入，原本的沉积岩可能会经历高温变质，其中的黄铁矿、方解石等矿物质可能由此形成。
3. 地球化学过程与矿产资源形成地球化学过程是指地球上物质通过地质、气候等条件的作用发生化学变化的过程。
在这些过程中，一些化学元素会聚集在一起形成矿物质。
例如，水流的作用可能会导致金属矿物的富集，从而形成金矿。
而酸性介质的存在有助于铀等放射性元素的聚集和沉积，形成铀矿床。
4. 生物作用与矿产资源形成生物作用是指生物活动对地球化学过程的影响。
许多生物在生长过程中会吸收一些特定的化学元素，而这些元素在生物体内可能发生沉积形成矿物质。
例如，海洋中的贝壳、珊瑚等生物骨骼中的钙质可以通过堆积沉积形成石灰岩，这是一种重要的建筑材料和石灰石矿。
综上所述，地球上的矿产资源形成是一个复杂的过程，涉及到地质、化学、生物等多个学科的知识。
了解这些矿产资源形成的过程对于合理开发和利用矿产资源具有重要意义。
只有在尊重地球自然规律的基础上，我们才能实现可持续发展的目标，并且为后代留下更为丰富的矿产资源。
地壳中含量最多的金属元素化学符号
地壳中含量最多的金属元素化学符号
地壳中含量最多的金属元素化学符号有：
1.铁（Fe）:
铁是地壳中最丰富的元素，占总金属含量的五分之四以上。
铁锰矿就是地壳中最常见的铁矿，据估计，铁的质量分数约为35%，占地壳的比重为5%左右，是目前发现的最多的元素之一，也是近代金属冶炼所必不可少的原材料。
2.锰（Mn）:
锰是地壳中第二丰富的元素，大约有1.5%的锰铁硫复合物形成了大部分的地壳矿物质。
其中锰铁硫氧化物是地壳中最丰富的化合物，形成以岩石存在形式极为丰富。
3.镍（Ni）:
镍是地壳富集元素之一，占总金属含量的约0.02%，基本上全部存在于磁铁矿，如磁铁镍矿中的磁铁矿占其总量的五分之二以上。
镍常用于制作不锈钢、磷钢及抗腐蚀合金，因此有很高的经济价值。
4.铜（Cu）:
铜是地壳中富集型金属元素，占据总金属量的约0.027%，基本上存在于硫铜铁矿、绿铜矿以及铅锌矿。
铜具有耐腐蚀性能，能够有效地抵
御氧化还原作用，因此是非常重要的金属原料之一。
5.锌（Zn）:
锌是地壳中丰度最少的金属元素之一，占总金属含量的0.0013%左右，主要存在于硫铜铁矿、磁铁矿和铅锌矿中，这些物质的组成物含锌量为其重量的2%左右。
锌具有使金属成形和金属表面耐腐蚀的特点，因此它在金属冶炼中发挥着重要作用。
识别沉积环境的微量元素地球化学
微量元素地球化学在识别沉积环境中的应用沉积环境(Sedimentary environment)通常在沉积学上是指沉积作用进行的地理环境，它是地貌、气候、动植物、水深、水温、水动力和水化学的因素的总体结果。
由于地球表面所发生的自然作用是不同的，所以又可具体分为河流环境、湖泊环境、三角洲环境，滨海环境等地理单元。
在沉积环境进行的过程中，以各种沉积物为载体的微量元素也相应地随沉积过程的物理化学变化，而发生相应的迁移、转化、组合和分散等现象。
考虑到不同沉积环境如具有不同的水动力条件、介质性质、温度、压力和生物作用及古地貌特征等多种因素的影响, 因此在不同的沉积环境中, 元素的分散和聚集规律也就不同。
从而利用微量元素的地球化学特征来识别和恢复古沉积环境成为有力的武器。
1.微量元素地球化学简介微量元素（trace element），又称痕量元素，目前未有统一认可的严格定义。
Gast（1966）认为，微量元素是指“不作为体系中任何相的主要化学组份存在的元素”。
习惯上把研究体系（矿物、岩石等）中元素含量大于1％的称为主要元素或常量元素（major element），把含量在1％～0.1％称为次要元素（minor element），而把含量小于0.1％称之为微量元素，还有学者把含量小于1%的元素统称为微量元素，这主要取决于研究者对研究对象的兴趣和帮助。
微量元素可作为地质地球化学过程的示踪剂，在研究沉积岩，沉积环境和沉积相，矿床等基本地质问题中，提出的新的观点和方法。
至今，微量元素地球化学的研究几乎涉及地学的所有领域，包括对地幔的不均一性、古构造环境的恢复、成岩成矿物源的示踪、全球及局域环境的监测等问题的研究，成为解决许多重大地质问题的强大武器。
作为识别沉积环境的有力工具，元素地球化学也越来越起到重要的作用。
B含量、Sr/Ba、B/Ga等来分析陆相、海相、海陆过渡相等环境；利用REE含量识别古水深；P，Sr分析古气候条件；以及利用对氧化还原敏感的元素(如Mo、U、V、Ni、Ce、Eu等）能较好的恢复沉积水体的氧化还原状态。
铁系元素知识点总结高中
铁系元素知识点总结高中一、铁系元素的基本概念铁系元素是指周期表中第八族元素，包括铁、钴、镍等。
它们在自然界中非常常见，广泛存在于地壳、生物体中，对人类社会起着非常重要的作用。
铁系元素具有一些共同的特点，如具有相似的电子结构、物理性质和化学性质等。
二、铁的性质及应用1. 铁的性质铁是一种银白色的金属，具有很高的导电、导热性能和韧性，易于加工成各种形状，因此被广泛用作建筑材料、工业原料等。
2. 铁的应用铁广泛用于制造建筑材料、机械设备、交通工具、武器等。
在现代社会中，铁已成为不可或缺的航空工业的材料。
三、钴的性质及应用1. 钴的性质钴是一种贵金属，具有非常高的磁性和耐热性，是一种重要的合金原料。
钴的化学性质相对较稳定，不易氧化腐蚀。
2. 钴的应用钴广泛用于生产合金、电池、化工催化剂等。
其中，钴钼合金被广泛用于制造飞机发动机零件，电池中的锂钴酸锂也成为了电动汽车电池的主要材料。
四、镍的性质及应用1. 镍的性质镍是一种金属元素，与铁相似，具有较高的硬度、耐腐蚀性和磁性，是一种重要的合金原料。
镍的化学性质稳定，在氧化环境中不易被氧化。
2. 镍的应用镍广泛用于生产合金、电池、催化剂等。
其中，不锈钢是一种重要的合金材料，镍在其中起着非常重要的作用。
此外，镍在航空航天、医疗器械等领域也有着广泛的应用。
五、铁系元素在生物体中的作用铁系元素在生物体中起着非常重要的作用。
铁是血红素和肌红蛋白的组成成分，参与体内的氧气运输和储存，维持机体的生物活动。
在植物中，铁也是一种重要的微量元素，对植物的生长发育起着至关重要的作用。
六、铁系元素的环境影响铁系元素在工业生产、矿产开采等过程中会产生大量的废水、废气、废渣等，对环境造成了严重的污染。
特别是镍、铁等元素的矿产开采和冶炼过程中会产生大量的氧化镍、氧化铁等废渣，对土壤和地下水造成了严重的污染。
此外，钴、镍等元素的大量排放也对周围的生态环境产生了不良的影响。
七、铁系元素的利用与保护为了充分利用铁系元素的资源，减少对自然环境的破坏，需要采取一系列的措施，包括加强资源勘探、加强对冶炼废渣的处理、推广循环利用技术等，以实现可持续发展的目标。
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(Bau and Dulski, 1996; Bolhar et al., 2004; Derry and Jacobsen, 1990; Frei and Polat, 2007; Planavsky et al., 2010; Huston and Logan, 2004)
N P V Nb Ta Po
O S Cr Mo W U
F Cl Mn Tc Re Fe Ru Os Co Rh Ir Ni Pd Pt Cu Ag Au Zn Cd Hg Ga In Tl Ge Sn Pb As Sb Bi Se Te Po Br I At
Ac
亲石元素
亲 铁元素
亲铜元素
亲气 元素
Fe的地球化学性质
生物成因证据
光合作用
Bekker et al., 2010
BIF铁矿研究现状
1、BIF与绿岩带的关系
• 绿岩带由前寒武纪火山-沉积岩组成的表壳岩，通常由早期 的火山岩和晚期的沉积岩或火山碎屑岩组成，火山岩下部 为超基性-基性岩（常含科马提岩），上部为钙碱性火山岩 ，绿岩带主要产于古陆核之间或边缘。 • 代表性绿岩带地层序列
全球尺度
陆壳生长曲线
Bekker et al. (2010); Condie et al. (2010); Rasmussen et al., 2012, Nature
地壳快速生长与BIF的关系
Rasmussen et al., 2012, Nature
3、BIF对古海洋的反映 地球化学原理（温故和强调）：
• Eu2+ > Eu3+，还原使Eu2+增多，离子半径增加导致Eu相对邻近元素 Sm和Gd，被悬浮颗粒吸附的减弱，而从表现Eu正异常，如MORB 蚀变过程中Eu3+还原为Eu2+，因此形成的高温热液(>200或175oC ，此温度下Eu2+稳定)具明显的Eu正异常。
(Frei and Polat, 2007; Alibo and Nozaki, 1999; Byrne and Sholkovitz, 1996; Danielson et al., 1992)
Fe2+
Fe3+
Co的地球化学性质
Ni的地球化学性质
铁矿介绍
概述
• 铁是世界上消耗最多，最普及的一种金属，其消耗量占金
属消耗量的95%。铁矿石主要用于生铁（含碳量>2%）和 钢（含碳量<2%）。
• 有工业价值的主要含铁矿物：磁铁矿、赤铁矿、钛铁矿、
褐铁矿和菱铁矿。
• 根据铁矿资源的成因特征，分以下类型：沉积变质型
张连昌等， 2012
世界BIF矿床类型与绿岩带的关系
2、BIF与陆壳生长的关系
TTG
3.85Ga,世界上最 古老克拉通之一。
Zhao et al., 2005
Zhai, 2014
火成岩 侵入年龄
BIF
沈其韩等，2005
华北克拉通陆壳演化 与BIF成矿耦合 TTG与BIF时空耦合， 内在机理？
张连昌等，2012
徐林刚等，2007
陆相火山岩型---如宁芜-庐枞地区，产于下扬子晚侏罗世-早白 垩世的中酸性次火山岩中，构造上属于陆相火山断陷盆地。成 矿主要与岩石圈中偏基性富钠质闪长玢岩小侵入体有关。
林刚，许德如，2010
沉积型
是指主要与沉积作用有成因关系的铁矿床，不包括火山沉积作用。 分海相沉积型和陆相沉积型。矿石含磷较高，但含硫较低。 海相沉积型---含矿建造常位于海侵层序的底部，多属浅海-滨海相 沉积。矿层产于砂页岩，粉砂岩，页岩中。矿石矿物一般以赤铁 矿、菱铁矿为主，多呈鲕粒状、肾状。宣龙、宁乡铁矿。 陆相沉积型---形成于海陆交互相或湖相沉积环境中，形成时代以石 炭纪、二叠纪、三叠纪和侏罗纪为主，矿层多呈层状或透镜状， 规模中小型，矿石矿物为菱铁矿，赤铁矿。如綦江，华亭。
赤铁矿 (Fe2O3)
Fe2O3 Iron 69.94% S.G. 5.3 Hardness 6.5 Color Reddish gray, Black, Blackish red. Fluorescence None Magnetic becomes magnetic after heating
（“豆”您玩、“姜”您军、“蒜”您狠）
国内铁矿主要为贫矿，富矿很少（＜3%）
贫矿为主：平均品位30.62% 沉积变质型铁矿为主，占55%，主要为鞍山式 （Algoma）
BIF怎么形成
Fe(II)溶液
Fe(OH)2
Fe(III)溶液
Fe(OH)3
Fe(III)溶液 沉淀，成矿
BIF
FeOX
过渡产物
绝大部分钢铁来自BIF
3.71 Ga Isua West Greenland Frei et al., 2007; Nutman et al., 2010. Algoma
West Australia Superior Hamersley 2.47 Ga. Haugaard et al. (2016)
菱铁矿 (FeCO3)
FeCO3 S.G. 3.96 Hardness 3.5 Color Yellowish brown, Brown, Gray, Yellowish gray, Greenish gray. Fluorescence None Magnetic No Iron 48.20 %
毛景文等，2012
火山岩型
是指产于火山岩建造中以铁为主的矿床。分海相火山岩型和陆相火山岩型。 海相火山岩型多产于优地槽褶皱带海底火山喷发中心附近或距火山活动中心 有一定距离的火山碎屑沉积岩中，常发生强烈的矽卡岩化。如，新疆阿尔泰 蒙库铁矿，赋存于阿尔泰山南缘早泥盆世变质火山岩地层中的大型磁铁矿型 矿床。
Transvaal, South Africa 2.46 Ga Steinhoefel et al., (2010) Bau and Dulski (1996). Superior
Jacadigo,Brazil 0.7 Ga, Rapitan Angerer et al. (2016)
Angerer et al. (2016)
Fe、Co和Ni
I. Fe的地球化学性质与成矿 II.Co的地球化学性质与成矿
III.Ni的地球化学性质与成矿
戈施密特元素地球化学分类
H He Ne Ar Kr Xe Rn Li Na K Rb Cs Fr Be Mg Ca Sr Ba Ra B Al Sc Y
La
C Si Ti Zr Hf Th
BIF特别的判断 Ce异常的方法
大部分的BIFs没有表现Ce的负异常(缺氧，定义为(Ce/Ce*)SN < 0.95,且(Pr/Pr*)SN > 1.05), 下标SN代表页岩均一化，使用的页岩参考McLennan (1989))，但是， 新元古代晚期(0.7-0.6 Ga)的BIFs表现出明显的Ce负异常（氧化）；而明显的正Ce异常 则出现在.8 Ga的BIFs中（强还原）。
第四周期，VIII族，变价元素，0，+2，+3价；亲铁，亲硫和亲氧。
亲铁：地核中的铁镍合金；亲硫:铁硫化物的普遍；亲氧：铁锈，二者 互为消长：还原条件下，形成Fe2+硫化物；氧化条件下形成Fe3+氧化物。 主要矿物类型：氧化物，碳酸盐，硫化物，硅酸盐。
氧化，失去电子 还原，得到电子 超基性岩：~10%，基性岩：~8%,中性岩：~4%，酸性岩：~2%。沉积岩中，黏土6.5>页岩4.7>砂 页岩3.3>砂岩0.98>碳酸盐岩0.9 陆壳中FeOT ~6.7%，原始地幔FeOT ~8.1% (TOG,2014)。
BIF中主要的赋铁矿物：
磁铁矿 (Fe3O4)
Fe3O4 S.G. 5.1 - 5.2, Average = 5.15 Hardness 5.5-6 Color Grayish black, Iron black. Fluorescence None Magnetic Strong Iron 72.36%
• Y具有与Ho相似的地球化学性 质，但不同的是，Ho被海水中 悬浮颗粒捕获的速度比Y快2倍 ，所以海水表现出较高的Y/Ho (44) • 通常把REE+Y放在一起研究即 REY。
(Nozake et al., 1997; Bau and Dulski, 1999)
Ce和Eu异常
• 离子半径逐渐减少: La3+ > … >Lu3+，镧系收缩。 • Ce4+ < Ce3+ ; 氧化使Ce4+增多，而Ce4+更容易被悬浮颗粒吸附，因 而，现代氧化的海水表现出明显的Ce负异常。
• 溶解的亚铁离子与氧 气反应产生铁的氢氧 化物； • 初始沉淀 非定形或 细晶的水铁矿(Fe5O7 OH*H2O; Fe10O15*
9H2O ）。
生物成因
多种海洋生物产生氧气氧化 了海水中的Fe2+
多种微生物(细菌)通过新陈代谢直接氧化 了海水中的Fe2+
Bekker et al., 2010
chemical characteristic is an anomalously high content of iron, commonly but not necessarily containing layers of chert (Klein, 2005).
• 分类一：根据构造特征：条带状（主要）和粒状（古元古主要） • 分类二：根据成岩成矿环境：Algoma, Superior和Rapitan型 • Algoma: 与海底火山作用密切相关产于太古宙绿岩带内，多发育为基性火山 岩向酸性火山岩或沉积岩的过渡区，主要矿体形成于火山作用的宁静期，规 模小； • Superior:与正常的沉积的细碎屑岩-碳酸盐岩共生，通常发育在被动大陆边 缘或克拉通盆地的浅海沉积环境，规模巨大，与火山作用没有直接联系； • Rapitan:新元古代海相沉积，与雪球事件密切相关。