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4第三章水-岩化学作用和水介质中元素的迁移
一、地球系统的化学作用和化学迁移
2、元素的地球化学迁移
元素在水介质中迁移能力的影响因素
元素的存在形式；如吸附态、晶体
晶体化学键类型；
元素的地球化学性质；如电价、半径
CO3）和SiO2。
（3）Fe、Mn、P的化合物以及V、Cr、Ni、Co、Cu等元素。这些元素的化合物溶解度一般较小，除部分形成真溶液外，大多形成胶体。
（4）石英、硅酸盐和铝硅酸盐类矿物。溶解度极小，主要呈悬浮物或颗粒物状态。
溶解物质为主，地表水溶液中元素的搬运形式可划分为以下四种基本类型：
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三、水－岩化学作用的影响因素
1、体系组成对水－岩化学作用的影响
影响因素有两个方面，一方面是与元素本身性质有关；另一方面与环境因素有关，体系组成和物理化学条件。
2、体系物理化学环境对水－岩化学作用的影响
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三、水－岩化学作用的影响因素
1、体系组成对水－岩化学作用的影响
活度积原理
什么是溶度积？
对于一个难溶化合物来说，它的饱和溶液中固态物质与溶液中的化合物离子之间存在着多相平衡。
例如:CaF2(萤石)是难溶化合物
CaF2 Ca2+ + 2F-
包括两个方面：一是化合物本身，二是其它化合物的影响，如盐效应和共同离子效应。
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三、水－岩化学作用的影响因素
1、体系组成对水－岩化学作用的影响
活度积原理
根据质量作用定律，其平衡常数：
K=[Ca2+]·[F-]2/[CaF2]固 (CaF2是固体，其活度为1)
Ksp = [Ca2+]·[F-]2 (Ksp为活度积)
在一定温度下，难溶化合物中该化合物的离子活度乘积是一个常数， 这个常数称为活度积。
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某些化合物的溶度积（25oC）（，1968）
20oC时的溶度积
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从表上可见，各种化合物的理论溶度积相差悬殊，达几十个级次，各类溶度积由大到小的顺序为：
S2－ < PO43－ < CO32－ < SO42－ < Cl-
什么是溶度积原则？在天然水中金属元素首先选择形成活度积最小的化合物的阴离子化合，形成沉淀。这些阴离子称为对方的沉淀剂，如S2－是大多数重金属的沉淀剂。
（续上表）
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例1. 硫化物矿床的氧化带经常见到白铅矿（PbCO3）、铅矾（PbSO4），而在炭质页岩、煤层中黄铁矿和方铅矿等硫化物常见。为什么呢？
硫化物矿床氧化带由于原生硫化物的氧化，地下水中Pb2＋浓度很高，很容易达到沉淀PbCO3 (×10－13）、PbSO4（2×10－8）的Ksp，因此，在合适的条件下很容易形成白铅矿和铅矾。
而在自然界中，由于硫化物的Ksp很小［PbS(1×10－29)、FeS2（1×10－19）］，凡是只要有S2－离子的存在，一般情况都能形成黄铁矿、方铅矿等硫化物。可见在成岩水中Pb2＋、Fe2＋、Zn2＋离子浓度是很低的。
溶度积原则的应用：
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溶度积原则的应用：
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三、水－岩化学作用的影响因素
1、体系组成对水－岩化学作用的影响
共同离子效应
当难溶化合物的饱和溶液中加入与该化合物有相同离子的易溶化合物时，原难溶化合物的溶解度会降低，称为共同离子效应。其实只受活度积制约。
当溶液中出现能够形成更低活度积矿物的其它离子时，会发生活度积更低矿物的沉淀和已沉淀原矿物的溶解，这就是常说的“交代作用”。
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例2. 用溶度积原理产生的同离子效应解释矿物的交代作用
活度积更低的菱锶矿矿物沉淀(SrCO3)，交代了原矿物天青石 （SrSO4）。
交代作用的方向和程度取决于溶液中沉淀
剂的活度比（SO42－/ CO32－）。
则发生了SrCO3交代SrSO4的现象。其原因是：SrSO4的Ksp（×10－7）＞ SrCO3的Ksp（×10－9），
原溶液中：
当水溶液体系中出现CO32－络阴离子时，
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三、水－岩化学作用的影响因素
1、体系组成对水－岩化学作用的影响
盐效应
当溶液中存在易溶盐类（强电解质）时，溶液中的含盐度对化合物的溶解度会产生影响，表现为随溶液中的电解质浓度增大将导致其它难溶化合物的溶解度增大，称为盐效应。
I=×(m1z12+m2z22+········mnzn2)
a=γ× c
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三、水－岩化学作用的影响因素
1、体系组成对水－岩化学作用的影响
胶体作用
胶体的质点大小界于10-6~10-9m之间，它有两个基本特点：
① 胶体具有