2) 原子(离子)结合时的几何关系
化学键性相同时,是否发生类质同象取决于 原子 (离子)结合时的几何关系-半径,配位数等。同价类质 同象发育程度主要取决于离子半径差,差值增大, 类质同象臵换范围减小; r1和r2分别代表较大离子和较小离子的半径,当: (r1-r2)/r2<10~15%, 形成完全类质同象,端元组分 间无限混溶; (r1-r2)/r2=10到20~40%, 高温下完全类质同象,低 温时形成不完全类质同象,固溶体发生分解; (r1-r2)/r2>25~40%, 高温下只能形成不完全类质同 象,低温下不能形成类质同象;
1.戈尔德斯密特类质同象法则 戈尔德斯密特(1937)在研究岩浆结晶过程中元素 在矿物间分配的基础上,总结出元素发生类质同 象臵换的规律; 1)小离子优先法则:两种离子电价相同,半径相似, 小半径离子优先进入矿物晶格,集中于早结晶矿 物中,大半径离子集中于晚结晶矿物中。 Mg2+、Fe2+、Mn2+和 Ca2+离子半径分别为0.078nm, 0.083nm,0.091nm,0.099nm,因此Mg2+、Fe2+ 集中在早期结晶橄榄石等矿物中, Mn2+和Ca2+集 中在晚期晶出的辉石,角闪石, 斜长石和黑云母 等矿物中;
同样Ca2+和Hg2+,二者半径相近 (rCa2+=1.05A, rHg2+=1.12A),电荷也相同, 但因二者电负性相差较大(Ca1.0,Hg1.9), 也不能相互臵换。硅酸盐造岩矿物中不易 发现Cu和Hg等元素,反之赋存Cu和Hg等元 素的硫化物中也不易发现Na、Ca等元素;
键性接近是类质同象置换的首要条件。
当两种元素数量差异很大时一种元素以分散量进入另一元素晶格主导和伴生元素地球化学参数相近伴生元素隐藏在主导元素晶格中称为内潜同晶内潜同晶置换可以使许多地球化学行为相同或相地球化学行为相同或相近的元素依次进入晶格形成内潜同晶链近的元素