元素在其遷移歷史的某個階段所處的物理化學狀態及與共生元素的結合特徵。有可以成為存在形式、相態等。它包括該元素所處在的物態、形成化合物的種類和形式、價態、鍵態、配位位置等多方面的物理化學特徵。因此，元素的賦存狀態是化學反應的結果，與作用條件有關。研究元素的自然賦存狀態對追蹤元素的遷移歷史，查明地球化學作用條件有重要意義。根據熱力學亞穩態原理，目前所觀測到的元素在自然固結相中的賦存狀態，大多能反映其形成時的物理化學條件，因此，元素賦存狀態有地質成因意義。
基本介紹
- 中文名：元素的賦存狀態
- 外文名：mode of occurrence of elements
- 類型：賦存狀態
- 對象：元素
- 分為：獨立礦物等
- 特點：多種角度劃分元素的自然賦存狀態
- ：
概述,地球化學中常遇到的元素的主要賦存狀態,獨立礦物,類質同象狀態,超顯微包體,吸附狀態,
概述
元素的賦存狀態
mode of occurrence of elements
有時在一種地質體中一種元素可以出現多種賦存狀態，它們之間常有一定聯繫，處於某種平衡，如中類質同象態的Pb與微細分散狀 PbS之間處於某種平衡，受岩漿中硫逸度控制。在一些複雜的地質體系中，一種元素的多種賦存狀態可能受多種因素影響或多次作用疊加形成，如土壤中的元素呈多種賦存狀態共存。
可以從多種角度或不同層次上劃分元素的自然賦存狀態，
地球化學中常遇到的元素的主要賦存狀態
主要有下面幾種：
獨立礦物
指形成能夠用肉眼或儀器進行礦物學研究的顆粒（粒徑大於0.001毫米）。獨立礦物屬於巨觀獨立的相，要求該組分在體系中達到一定的濃度，並有充分條件聚集成顆粒，因此屬於集中狀態。元素形成獨立礦物的能力與其豐度有關。常量元素在地殼中主要以獨立礦物形式存在，而微量元素如稀有元素只有總量的極少部分形成獨立礦物，而絕大部分處於各種形式的分散狀態。元素形成礦物的數目(N)與其原子克拉克值(K)呈正相關關係。
類質同象狀態
元素以離子或原子置換形式進入其他元素的晶格，構成固溶體，也稱固溶體或結構混入物形式。在一定條件下微量組分進入常量元素晶格，在體系能量上更為有利。因此，在一定濃度範圍內微量組分首先形成類質同象固溶體，在給定的溫度、壓力條件下微量成分濃度和與置換對象離子之間的差異超過一定限度時才能形成微量組分的獨立礦物。元素在兩種狀態之間的分配服從能斯脫分配定律。類質同象屬於元素的分散狀態，也是一種牢固結合狀態，為使兩者分離，必須破壞晶格，這一點對元素的活化遷移有重要意義。
超顯微包體
元素呈極細小顆粒(粒徑<0.001毫米)的獨立化合物或其原子和分子存在。又稱超顯微非結構混入物。主要特徵是不進入主要礦物晶格，但又不形成可以進行研究的顆粒的化合物。因此具有獨立的化學性質，一般可套用化學處理的方法使之分離和進行研究。元素的超顯微包體形式可有不同的地質成因，如在岩漿岩特別是噴發岩中呈微細分散的成礦元素的硫化物或氧化物，如、和鈾、釷的氧化物，以及呈原子分散狀態存在的金、銀等。其他如中的共沉澱物質、土壤中的微細次生礦物、中的交代殘餘包體等都屬此類。一些特例的超顯微化合物已被精細觀測和研究。
吸附狀態
元素以離子或化合物分子形式被膠體顆粒表面、礦物晶面、解理面所吸附，為一種非獨立化合物形式。元素以離子態或單獨分子存在，又不參加寄主礦物的晶格構造，因此是一種結合力較弱的、易於交換和分離的賦存狀態，亦稱活性狀態。表生粘土礦物、土壤和其他膠體物質對元素的吸附作用最常見，對元素的遷移和富集有重要影響。由於吸附過程存在某種飽和限，因此吸附態導致元素的分散。
與有機質結合的形式 生物和各種有機質除集中了親生物元素，如碳、氫、氧、氮、硫、磷、鈣等外，還吸收大量金屬和非金屬元素，構成其次要的或微量的元素組分。其主要的結合形式有：金屬有機化合物、金屬有機絡合物或螯合物，以及有機膠體吸附態離子等。這些元素在有機質體系中的存在，無論對有機質的性質和它們的生物功能，以及對元素本身的遷移活動和富集分散都有極重要的影響。
以上為元素在凝固相中的賦存狀態。當元素處於流體相中遷移時，其主要活動形式有：氣體狀態、溶解狀態、熔融狀態、各種膠體態、懸浮態等。其中溶解態又分為簡單離子、複雜離子、絡合物、溶解氣體、可溶分子等形式。
