络合作用与离子交换作用

❶ 什么叫络合作用与化合作用有什么区别

先介绍酸碱电子理论（Lewis理论、刘易斯理论）：酸是任何可以接受电子对的分子或离子；酸是电子对的接受体，必须具有可以接受电子对的空轨道。碱则是可以给出电子对的分子或离子；碱是电子对的机遇体，必须具有未共享的孤对电子。 许多络合物和有机物都是Lewis酸碱加合物。 络合物是典型的Lewis酸碱加合物，所以络合作用就是分子或离子经过Lewis理论所描述的过程形成络合物的化学反应。 络合物中Lewis酸被称为形成体（或中心离子），Lewis碱被成为配体。 没有必要与化合作用比较，没有意义。

❷ 络合作用与氧化还原作用

络合与氧化还原作用是地下水-岩系统中比较复杂和重要的化学作用。络合作用有助于了解水中各组分存在的形式，进而对元素迁移、控制等具有重要意义。氧化还原反应对于不同价态的化合物在水中的存在与迁移非常重要，同时Eh也是地下水环境状态的重要指标之一。

一、络合作用

溶解在地下水中的物质，可以是简单的游离态和复杂的络合化合态。前者如带电荷的阴、阳离子和中性没离解的分子（CH₄，CO₂，O₂等）；而后者往往存在于复杂的多组分体系中，即不仅存在着单个的离子，而且这些离子还进行缔合。在地下水中物质浓度越大则离子缔合过程的意义也越大，也越易形成络合物。

表5-2是根据地下水实际资料进行络合作用计算的结果。用于计算的地下水水质类型为常见的Ca—HCO₃型，pH值为8.4。从表中可以看出，地下水中无机碳的主要存在形式是

氧化还原反应与络合作用不同，一般认为后者在很短时间内就达到平衡，而氧化还原反应达到平衡是缓慢的。

❸ 什么是腐殖质

腐殖质是有机物经微生物分解转化形成的胶体物质，一般为黑色或暗棕色，是土壤有机质的主要组成部分（50％～65％）。腐殖质主要由碳、氢、氧、氮、硫、磷等营养元素组成，其主要种类有胡敏酸和富里酸（也称富丽酸）。腐殖质具有适度的黏结性，能够使黏土疏松，砂土黏结，是形成团粒结构的良好胶结剂。

腐殖质整体呈黑褐色，但不同腐殖物质的颜色因不同组分的分子质量大小或发色基团（如共轭双键、芳香环、酚基等）组成比例的不同而不同，其颜色有深浅之别。

富里酸的颜色较淡，呈黄色至棕红色；而胡敏酸的颜色较深，为棕黑色至黑色；吉马多美朗酸的颜色比胡敏酸浅，一般为巧克力棕色。腐殖质的光密度与其分子质量大小和分子的芳构化程度大体呈正相关。

(3)络合作用与离子交换作用扩展阅读

有机质和腐殖质

土壤腐殖质和有机质属于不同的概念，腐殖质是指已经腐殖化的有机物质，属于土壤中比较稳定有机物质。有机质包括腐殖质和没有分解和没有完全分解的有机物质，如动植物残体。

简单说来，如果苹果掉到土壤里，那么这个苹果可以粗略的认为是土壤中的有机质，而不是腐殖质。但是经过一定时间后苹果腐烂了，剩下的部分就渐渐的变成了腐殖质。

❹ 表面络合吸附和离子交换吸附哪个能力大

表面吸附作用指的是在固体表面有吸附水中溶解及胶体物质的能力，比表面积很大的活性炭等具有很高的吸附能力，可用作吸附剂。吸附可分为物理吸附和化学吸附。如果吸附剂与被吸附物质之间是通过分子间引力（即范德华力）而产生吸附，称为物理吸附；如果吸附剂与被吸附物质之间产生化学作用，生成化学键引起吸附，称为化学吸附。离子交换实际上也是一种吸附。物理吸附和化学吸附并非不相容的，而且随着条件的变化可以相伴发生，但在一个系统中，可能某一种吸附是主要的。

❺ 腐殖质与金属离子之间作用关系

无论是煤炭腐殖质还是其他类型腐殖质，都与金属离子的络合作用及离子交换作用有着密切的关系。在环境保护方面，可以利用腐殖质与金属之间的化学作用，来处理含有重金属离子的工业废水和含废油、染料、农药、细菌等城市污水。农业上可利用腐殖质来富集土壤中的矿物质成分和微量元素，提高肥力。目前我们发现的地下沉积地层中某些金属矿床的形成，与腐殖质的特殊化学作用有密切的关系。因此，腐殖酸（或黄腐酸）与金属离子的相互作用关系的研究是一个十分引人注目，又十分重要的课题。

（一）离子交换

从广义上讲，离子交换是指当一电解质溶液与一不溶性物体相接触时，因该物体基质上带有正电荷或负电荷的取代基结合着可以移动的离子，则离子交换作用就可以发生。对于腐殖酸或黄腐酸来说，离子交换作用的进行是通过金属阳离子与腐殖酸和黄腐酸所形成的大分子阴离子原子团相互作用而发生的。在水溶液中，腐殖酸或黄腐酸中离子交换官能团（如—COOH），可以发生电离：

吐哈盆地铀有机地球化学研究及侏罗系划分

电离出来的氢离子可以与溶液中的金属阳离子进行离子交换，这一离子交换过程可以简单表示为：

吐哈盆地铀有机地球化学研究及侏罗系划分

其中Mⁿ⁺表示n价金属离子。一般情况下，离子交换后所生成的“结合体”，如上式中的（FA—COO）_nM或（HA—COO）_nM均是可以发生电离子离子型基团。目前的观点，在酸性和中性环境中，腐殖酸或黄腐酸具有羧基型离子交换剂的作用，在碱性环境中氢离子和苯酚羟基能够参加离子交换作用。

（二）络合或螯合反应

经典理论认为，络合是指由电子供体（配位体，以L表示）的孤电子对，给予电子受体（金属离子，以H表示），形成带有共价键性质的配位键。在金属络合物中，一个金属原子结合了比简单化合键更多的离子或分子。各种配位体中只含有一个可提供电子对的配位原子，如H₂O：、：NH₃、：CN、：F^-等，称为单齿配位体；如果配位体中含有两个以上的配位原子，如乙二胺（H₂N^..—CH₂—CH₂—N^..H₂），称为多齿配位体。单齿配位体以配位键与金属离子结合时，只有一个结合点。若金属离子的配位数是n，则一个金属离子可与n个配位体结合，形成ML_n型络合物，如

、

、

等。单齿配位络合物ML_n是逐级形成的，络合物多数不稳定，相邻两级的稳定常数相差较小。多齿配位体以配位键与金属离子结合时，每个配位体与金属离子将有两个以上的结合点，这样就形成了环状结构，配位体好似蟹钳一样抓住金属离子，这类络合物称为螯合物。如乙二胺和金属Cu²⁺的反应：

吐哈盆地铀有机地球化学研究及侏罗系划分

由于形成了环状结构，络合物的稳定性增高。螯合物的稳定性与成环数目有关。当配位原子相同时，环越多螯合物越稳定；螯合物的稳定性还与螯环的大小有关，一般五员或六员环最为稳定。

1.金属与腐殖质形成络合物（螯合物）的本质

腐殖酸和黄腐酸的络合能力，主要取决于它们的含氧官能团的含量。例如COOH、酚OH和各种C=O基团。还可能包括氨基和亚氨基。腐殖酸或黄腐酸的结构，提供了多种螯合的可能位置。可能在腐殖物质的1，2-二羟基或羟基醌位置上发生络合作用，腐殖物质中可能有多重配位位置。研究认为，腐殖酸保持Zn至少有三种位置，最不稳定的络合物据认为是与酚OH和弱酸性COOH联系在一起；比较稳定的络合物是包含有强酸性的COOH。虽然强结合Zn只占总保留量的1%以下，据信其有关位置具有很大的重要性，因为少量的Zn将首先结合为最稳定的络合物。研究认为，在金属与黄腐酸的相互作用中有两种类型的反应，最重要的一种包括有酚OH和COOH基。重要性较差的反应只包括酸度较小的COOH。这个反应是：

吐哈盆地铀有机地球化学研究及侏罗系划分

曾应用红外光谱（IR）技术试图测定腐殖酸中金属与羧基结合的离子化程度。分析的基础是COOH基在1720cm^-1处C=O吸收带当与金属离子反应时便消失，而新的吸收带出现在近1600cm^-1和1380cm^-1处。这些带分别为COO^-结构不对称和对称伸缩振荡所形成的。不对称带的位置，提供了它的键是离子键抑或共价键的迹象。尤其是当形成共价键时，不对称带便移向较高的频率。Stevenson的结论是，对于Cu²⁺，在添加的金属离子水平低时形成共价键，但当腐殖酸被这种金属饱和时，离子键便逐渐增加。有些IR研究表明，OH、C=O和NH基在COOH基以外亦参与了金属离子的络合。Robert 利用核磁共振技术（NMR）研究腐殖酸与金属离子络合位置，认为起主要作用的官能团是羧基COOH和羟基OH。在黄腐酸（腐殖酸）与金属离子相互作用时，通常认为对一价金属离子可能是离子交换，而对于多价金属离子则可能既有离子交换又有络合（或螯合）作用。同离子交换作用一样，黄腐酸（腐殖酸）分子中的羧基（—COOH）和酚羟基（—OH）也是与金属离子进行络合（或螯合）的主要部位（结合点）。特别是邻苯二甲酸型（即两个羧基处于芳环的两个相互相邻的位置上）的邻位羧基和水杨酸型（即一个羧基和一个羟基处于芳环的两个相互相邻的位置上）的邻位羧基与酚羟基是发生络合（或螯合）的主要部位（结合点）：

吐哈盆地铀有机地球化学研究及侏罗系划分

另有研究证明醌羰基和邻位酚羟基结构以及互为邻位的两个酚羟基结构也有可能成为金属离子络合的部位（结合点）：

吐哈盆地铀有机地球化学研究及侏罗系划分

实际上，在分子较大、结构较复杂的黄腐酸（腐殖酸）分子中不会仅存在一种类型的络合位点，而是几种类型同时共存，即便是同一类络合位点，由于所处的化学环境不同，络合能力也会有所不同。因此，黄腐酸（腐殖酸）对金属离子的络合，有可能是多个位点同时发生，而最终得到混合型的金属络合物（或螯合物）。但是也并非完全不可控制，如果我们对络合环境的pH值加以控制，就有可能使得某种类型的络合成为主要形式。一般认为在中性和酸性环境中（pH=4～7），黄腐酸（腐殖酸）的邻苯二甲酸型的两个邻位羧基易发生络合（或螯合），其金属络合物以下列两种结合形式为主：

吐哈盆地铀有机地球化学研究及侏罗系划分

在碱性环境中（pH＞7），酚羟基上的氢才能发生解离，使得黄腐酸（腐殖酸）金属络合物以另外两种结合形式为主：

吐哈盆地铀有机地球化学研究及侏罗系划分

Schnitzer研究腐殖酸与金属离子的络合反应，认为即存在单齿的也存在多齿的络合。络合的形式是多样的，多核络合物也可能存在，其中一些腐殖酸和黄腐酸与金属的反应重要类型已经被证实：

吐哈盆地铀有机地球化学研究及侏罗系划分

一些金属离子与腐殖酸络合物形成腐殖酸盐的顺序是：

。

腐殖质与金属离子形成腐殖酸盐络合物与 pH 值关系，已有研究证实，他观察到在Cu²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺、Al³⁺与腐殖酸形成络合物后，若在酸性介质中，会发生不溶性腐殖酸盐沉淀。沉淀物中各种金属含量受pH值影响较大。当pH=1时，所有络合物完全溶解。

2.腐殖酸盐或黄腐酸盐络合物溶解性质

腐殖酸和黄腐酸可与多价金属离子形成可溶和不溶的络合物，这种溶解性质决定了在地球化学环境中金属元素的迁移和金属沉积矿床的形成。黄腐酸由于其高度酸性和较低的分子量，所以它的金属络合物溶解度要远大于腐殖酸。

实际上，在地球化学环境中，金属离子与腐殖质之间的作用关系是相互的，一方面金属离子可与腐殖酸或黄腐酸形成不溶性盐而发生沉淀；另一方面腐殖质的络合能力束缚了金属离子从而影响了腐殖质的溶解特性。当腐殖酸或黄腐酸溶解于水中时，酸性基团就发生解离，由于带电基团排斥的关系，分子成为伸展的结构。当加入金属离子时，通过形成盐而降低电荷，分子便萎缩，因而降低了溶解度。多价阳离子亦具有将各个分子连接起来以形成类似链状结构的潜能。按照Stevenson的理论，腐殖酸的金属络合物在低金属-腐殖酸比率时（链中有少数相结合的分子）是可溶的，但是，当链状结构增长而且游离的COOH基通过盐桥而中和时，便发生沉淀。发生沉淀的条件受离子强度、pH、腐殖酸浓度和金属阳离子类型等因素的影响。

下面的图解说明了以上的情况，金属离子（B）将两个分子结合在1条链中：

吐哈盆地铀有机地球化学研究及侏罗系划分

金属离子与腐殖物质相互作用而被固定，可通过或者形成不溶性络合物，或者与黏粒表面包被的腐殖质起固相络合。通过在黏粒—有机质界面上的直接交换，或通过形成可溶性络合物后又被矿物表面吸附而连结起来，是可以发生吸着的。有些阳离子将腐殖质络合物连结到黏粒表面上，其他的占据着边缘的位置并易与土壤溶液的配位体进行交换。

3.黄腐酸（腐殖酸）与金属离子络合作用的研究方法

虽然由于黄腐酸（腐殖酸）都是非均质性的化合物，使其与金属离子的相互作用不能够用严格的数学术语来描述，也较难于精确量化和解释。那些在独立化学体系中定义清楚的概念，如配位体浓度（络合容量）、稳定常数等，对黄腐酸（腐殖酸）类物质来说就变得意义模糊不清了。然而相关材料信息的积累，却可以帮助我们描绘出可以用来解释黄腐酸（腐殖酸）类物质的“平均行为”的简易方法。在对黄腐酸（腐殖酸）与金属离子络合作用的研究中，络合稳定常数是描述络合反应最重要的特征数据。

目前测定黄腐酸（腐殖酸）与金属离子络合反应的条件稳定常数已有许多方法，但是都不甚完善。应用最广泛的要数离子交换法和电化学法。现分别简单介绍如下：

（1）离子交换平衡法

配位体（L）和金属离子（B）进行络合（或螯合）反应，可以用以下平衡式表示为：

吐哈盆地铀有机地球化学研究及侏罗系划分

因此络合物（或螯合物）形成常数或稳定常数是：

吐哈盆地铀有机地球化学研究及侏罗系划分

在一金属离子的溶液中，加入一定的阳离子交换树脂，达到平衡后，吸附在单位质量树脂上的金属摩尔数M_r和溶液中金属摩尔浓度之比用λ₀来表示，则

λ₀=M_r/［B］ （6-2）

λ₀是可以通过实验方法进行测定的数值。

保持其他条件不改变，只是加入了配位体L，此时达到一新的平衡，单位质量树脂上吸附的金属摩尔数M_r和溶液中游离金属离子加络合物浓度之和的比用λ来表示，即：

λ=M_r/（［B］+［BL_n］） （6-3）

将式（6-2）与式（6-3）联立可得：

［BL_n］=M_r/λ M_r/λ₀ （6-4）

现将式（6-4）和式（6-2）代入式（6-1）可得：

K=（λ₀/λ-1）/［L］ⁿ（6-5）

或

lg（λ₀/λ-1）=lgK +nlg［L］ （6-6）

如果以lg（λ₀/λ-1）对lg［L］作图，则纵坐标的截距就是lgK，斜率即为n值，从而就可以求得络合稳定常数K值。

这一方法只适用于单核络合物，即BL_n型的络合物，n必须是等于1或大于1的整数。

（2）阳极溶出伏安法（ASV）

阳极溶出伏安法（ASV）是一个极化微电极上利用控制一定的电极电位——预电解位，另一个电极为工作电极。使水溶液中的金属离子有选择地在电极上被还原生成金属，经过一定时间的预电解电极上积累了一定浓度，然后用各类极谱仪记录金属氧化生成离子（称阳极溶出）所产生的电流-电压曲线图。溶出峰电流I_p与被测定离子浓度［B］之间的比例关系简单地表示为：

I_p=k［B］

上式中k的含义与实验条件和仪器参数有关，可以由滴入已知浓度c（B）的标准金属溶液与测定出的峰电流值之间的关系曲线的斜率算出。

如果溶液中存在可与金属反应生成络合物的有机配位体L（如黄腐酸和腐殖质），则有络合反应：

mB +nL==B_mL_n

k=［B_mL_n/［B^m］［L］ⁿ

式中［B］、［L］——分别是游离金属离子和游离配位体的浓度；［M_mL_n］——络合物的浓度；m，n——配比系数；k——络合物生成的条件稳定常数。

对于黄腐酸和腐殖质这样结构不确定的有机配位体，只能考虑平均的总的条件稳定常数，以1：1配比求取的条件稳定常数可简化为：

k=［BL］/［B］［L］

式中络合物的浓度相当于已结合金属的浓度，即

［BL］=c_B［B］

已结合的配位体浓度也与已结合金属的浓度相等。而游离配位体浓度［L］则等于总配位体浓度［L₀］与已结合配位体浓度之差：

［B］=［L₀］（c_B［B］）

可得下式：

吐哈盆地铀有机地球化学研究及侏罗系划分

既然游离金属离子浓度与结合金属浓度之比［B］/c_B［B］对游离金属浓度［B］作图，可以获得一条直线，从直线斜率B和截距A就可以求得络合反应的条件稳定局势常数：k=B/A。

阳极溶出伏安法（ASV）所得金属浓度不单是游离金属离子，而是电化学不安定态的金属，既包括稳定常数较小的弱络合物，也包括动力学上迅速解离的络合物。此法测定腐殖质以及结构不明的天然有机物与金属络合物的总平均条件稳定常数是一个较实用的可靠方法。

（三）还原反应

腐殖质中含有相当可观的自由基（free radicals），它属于半醌基结构，既能氧化成醌又能还原成酚，因此他们是电子的给体也是受体。腐殖酸中的半醌基比黄腐酸中占有更重要位置。这些自由基可以是永久性的组成部分，也可以是相对暂时性的组成部分。它受pH变化的化学反应、或辐射等因素影响而产生。自由基可以有几分钟的或几小时的存在时间，这些自由基的存在，对地球化学环境中的一些聚合或氧化还原反应起着重要作用。腐殖质可以以还原电位+0.5～0.7eV还原许多金属离子，这对可还原金属的迁移有很大的影响。

腐殖质能还原某些氧化态的金属离子，最典型的情况是Fe³⁺还原为Fe²⁺，据研究腐殖酸可以还原Fe³⁺为Fe²⁺，而且在pH=3的条件下，腐殖酸对 Fe³⁺还原作用最强。Szalay（1982）实验证实，腐殖酸可还原流动的偏钒酸阴离子（

VO₃-），此种阴离子可以被还原为（VO⁺），而这种阳离子可以由腐殖酸的阳离子交换性质牢固地结合。

❻ 有机质在成矿过程中的作用

一、古石油包裹体的存在证实沥青直接来自石油

有人认为幔源非生物成因可以形成沥青(张景廉等，1998)，因此沥青产于玄武岩中自然会使人想到该沥青会不会是幔源非生物成因的?毛景文等(2003)和李厚民等(2004b)通过碳同位素组成研究认为沥青是生物成因的，其δ¹³C_V-PDB为-33.2‰～-27.3‰，平均-31.97‰。

玄武岩铜矿石石英中古石油包裹体的发现，进一步确证了沥青不但是生物成因的，而且直接来自石油。滇黔交界地区玄武岩铜矿中沥青只有一个期次，自然铜呈片状充填于沥青的裂隙中;铜厂河玄武岩铜矿中的古石油也只显示为一个期次的产物。古石油包裹体中固体沥青分布于包裹体壁附近并与液态烃共生，其形态和产状表明其不是形成于石英之前的固体捕获物，而是捕获后石油变质形成的。在成矿热液进入古油气藏之前，古油气藏中的石油未发生裂解，为均一的液相。只有这样，古石油才能被成矿热液中沉淀的石英以均一的液相捕获形成有机包裹体。由于受到后期热变质作用，原来均一的石油裂解为固体沥青、液态烃和气相，后二者极易溢散，有的运移到其他部位重新形成油气藏，仅将固体沥青残留在了古油气藏中，只有以包裹体形式圈闭在封闭性好的石英中的古石油才能完整地保留其裂解后的固体沥青、液态烃和气相。但是，同一成矿热液中沉淀的自然铜等矿物又沿固体沥青的裂隙分布，表明沥青的形成不晚于成矿作用。因此有理由推断，古石油热裂解形成沥青是由成矿热液引起的，与有机包裹体共生的气液包裹体的均一温度为190～290℃，据沥青的反射率估计的温度为159～229℃(李厚民等，2004c)也说明了这一点。

二、地质构造条件有利于形成古油气藏

岩浆成因的玄武岩本身不可能形成生物成因的沥青。因此大面积面型分布的沥青是异地来源的。也就是说，本区曾经形成过古油气藏。事实上，火山岩型油气藏并不鲜见，日本、美国、俄罗斯、委内瑞拉、阿塞拜疆、印度尼西亚、越南等国家均有火山岩型油气田，我国的克拉玛依油田、辽河油田、山东济阳拗陷、内蒙二连盆地、渤海湾盆地、苏北盆地、南襄-江汉盆地、三水盆地、珠江口盆地、东海盆地和莺歌海盆地等均有与火山岩有关的油气藏(刘诗文，2001;金强，2001;张新荣等，2001)，在四川盆地西南部峨眉山玄武岩中已获得了高产工业气流(牛善正等，1994;宋文海等，1994)。而本区的地质构造条件也有利于形成古油气藏。

1.烃源岩

笔者在滇东北玄武岩铜矿外围的大关县城附近及彝良县毛坪乡附近的茅口灰岩中均发现有大量沥青等石油残迹(图版Ⅱ-1)，表明下伏地层尤其是下二叠统茅口灰岩有条件提供烃源。四川盆地西南部峨眉山玄武岩气藏中天然气的δ¹³C₁为-28.10‰，δ¹³C₂为-31.08‰，下二叠统阳新组气层天然气的δ¹³C₂为-31.5‰，威远震旦系和三叠系气藏中天然气的δ¹³C₁为-32‰～-33‰，上二叠统长兴组天然气δ¹³C₁为-32‰、δ¹³C₂为-35‰～-36‰(宋文海等，1994)，可见玄武岩中天然气的碳同位素组成与下二叠统阳新组的相似，而与震旦系、上二叠统长兴组及三叠系的差异较大，表明其源岩更可能为下二叠统阳新组。玄武岩中沥青和天然气均源自下伏地层，天然气有可能是古油气藏中石油分解后气相运移、重新聚集成藏的结果;而沥青是古油气藏中石油分解后的原地残留物。本区铜矿石中固体沥青碳同位素组成与四川盆地西南部峨眉山玄武岩气藏中天然气的碳同位素组成有差异，可能是石油裂解过程中同位素分馏造成的。

2.储集层

沥青主要分布于上二叠统玄武岩组第四岩性段下段(P₃e¹₄)，表明该层位是古油气藏的储集层。第四岩性段下段厚50～70m，由3～5个玄武岩流(旋回)组成，单个玄武岩流厚10m左右，每个玄武岩流的下部一般为致密块状玄武岩，向上杏仁逐渐增多，顶部多过渡为厚数十厘米至2m的角砾状玄武岩，各玄武岩流之间有时有喷发间歇期形成的含碳泥质粉砂岩、沉积凝灰岩等薄夹层。角砾状玄武岩呈层状顺层产出，其角砾为单一的玄武岩，有时具有可拼接性;其胶结物不是火山凝灰物质，而是热液矿物石英、方解石、沸石等。因此笔者认为这种角砾岩不是火山角砾岩，而可能是淬碎角砾岩或构造角砾岩。推测构造角砾岩的成因为:当玄武岩浆喷溢时，玄武岩流的顶部由于气体的溢出而发育气孔;当发生构造变形而褶皱时，易于沿玄武岩流之间的层面发生构造滑动，滑动面附近的气孔状玄武岩容易破碎呈构造角砾岩带。这种角砾构造及气孔成为后来石油及成矿热液充填的有利空间。当岩石中裂隙十分发育时，沥青及热液矿物沿裂隙充填、交代，显示热液矿物“胶结”具有可拼接性的玄武岩角砾的外貌。

3.盖层

第四岩性段上段(P₃e²₄)为厚层块状玄武熔岩，致密，杏仁不发育，厚50～70m，其与上覆的晚二叠世宣威组((P₃x)底部粘土岩一起构成了古油气藏的盖层。

4.圈闭

在后期构造作用下，上述储、盖组合变形形成背斜等构造圈闭，而断裂构造将下部烃源岩中的石油导入该圈闭中形成油气藏。

黔西威宁县铜厂河玄武岩铜矿床就是背斜圈闭形成古油气藏和铜矿床的典型实例(图3-7)，该矿床的铜矿体顺层产出，呈背斜形态，矿体中沥青发育，铜矿石石英中有古石油包裹体(见前述)。

三、古油气藏对铜矿化的控制以还原作用为主

冉崇英等(1998)通过对砂岩铜矿的研究，总结出有机质在金属成矿过程中有如下四方面的作用:

(1)络合作用:腐殖酸、氨基酸或短链羧酸(如乙酸)都可以与一些金属元素形成稳定的络合物而迁移，石油因含N、O、S的配体，能从卤水中萃取金属元素使之络合迁移;

(2)吸附作用:富里酸可吸附大量的游离铜，干酪根类似活性炭，亦具强的吸附作用;

(3)阳离子交换作用:沉积物孔隙水中的过渡金属元素不断地与被腐殖质吸附的K、Na、Ca、Mg等离子交换而在有机质中富集;

(4)还原作用:早期成岩阶段，细菌还原作用生成还原硫，改变成矿环境。许多有机质(如煤、干酪根、短链羧酸)都具有一定的还原金属能力。与金属成矿有关的有机质中真正起作用的是这些物质中的含O、N、S配位体或极性基团以及其还原性。

冉崇英等(1998)的研究还表明，滇中砂岩铜矿不同世代的有机质与金属作用的方式及其作用结果是不同的:

(1)Cu的表生聚集和矿源层的形成与腐殖酸的络合、吸附作用关系密切;

(2)成岩成矿阶段:成矿流体为NaCl-CaCl₂型，羧酸的络合作用较重要;

(3)改造成矿期:成矿流体为Na₂SO₄-NaCl型，则高成熟干酪根与沥青甲烷气的还原作用更为重要。

本区玄武岩型铜矿主要为后生热液型铜矿，铜矿石中大量发育高成熟的沥青和炭质，因此沥青、炭质及甲烷气的还原可能在成矿过程中起了重要作用，本区Cu以低价的自然铜形式沉淀证明了这一点。

控制油气藏形成的圈闭构造同样也是控制铜矿化的圈闭构造，铜矿化与古石油一样，也主要发育于玄武岩组第四岩性段下段的角砾状玄武岩层中，上覆的第四岩性段上段块状玄武岩和宣威组底部粘土岩盖层同样也有利于成矿流体圈闭而不至于溢散。因此，铜矿成矿与古石油成藏具有同空间关系。

古油气藏中的石油等有机质流体与成矿流体发生化学反应而使成矿物质沉淀下来。前人研究认为有机质在金属成矿过程中有络合、吸附、阳离子交换和还原四方面的作用，而在改造成矿期，高成熟干酪根与沥青甲烷气的还原作用更为重要(冉崇英等，1998)。电子探针特征X-射线面扫描分析(图版Ⅹ-1、2、3、4、5、6、7、8)表明，本区有机质对玄武岩铜矿的控制以还原作用为主，而络合、吸附、阳离子交换等作用不明显，因为沥青中没有浸染状分布的铜元素，表明古石油不是铜成矿物质的搬运介质。本区玄武岩中磁铁矿发育，岩石磁性很强。但不发育沥青的矿化蚀变玄武岩的磁性大大减弱，磁铁矿被赤铁矿、褐铁矿等高价氧化铁代替。这表明，成矿流体为氧化性强的热液，Cu等成矿物质在成矿流体中以Cu⁺(和/或Cu²⁺)状态存在。

一般的油气藏分为三个带:下部为较重的水带，中部为油带，上部为较轻的气带(气顶)。这种结构与前述玄武岩铜矿的矿化蚀变垂直分带具有很好的对应性。笔者认为这种对应性不是偶然的，而是具有成因联系。笔者推断如下:古油气藏下部的水带还原性较弱，氧化的含铜流体进入还原的水带时，成矿流体中的Cu会与水带中的S发生反应形成辉铜矿等硫化物，因此辉铜矿化发育于下部;当氧化的成矿流体进入中部强还原的油带时，受成矿流体热量的影响，古石油发生热裂解而残留下固体沥青，而成矿热液中的Cu⁺(和/或Cu²⁺)被还原成Cu⁰状态的自然铜沉淀成矿，在发生自然铜矿化的同时，有方解石从热液中沉淀，因此自然铜多发育于中部，与沥青及方解石密切共生;当成矿流体进入上部的气带时，受强还原的烃类气体的影响，成矿热液中的Cu⁺(和/或Cu²⁺)同样被还原成Cu⁰状态的自然铜沉淀成矿，造成上部只有自然铜而没有沥青的矿化特征。

❼ 什么叫络合作用

高中涉及的配合物较少，
主要有，nh4+、ag(nh3)2+、h2ptcl4(顺反)、
[cu(nh3)4]2+、[cu(h2o)4]2+、[cucl4]2−、fe(scn)3
除了nh4+、ag(nh3)2+、[cu(nh3)4]2+、fe(scn)3需要了解一些反应外，其他的仅仅是出现过

❽ 阳离子交换作用 对土壤污染有何影响

阳离子交换使土壤比较重要的性质之一,使土壤本身的特有属性,主要原因就是土壤胶体的负电特性,其电荷分为可变电荷和固定电荷,当pH较低时（到达等电点时）,整个性质就会发生变化.阳离子交换,顾名思义,负电荷的土壤胶体表面吸附有一些可交换态的阳离子如K、Mg、Ca等,当污染物特别是重金属类物质与土壤接触时,由于其于土壤胶体表面基团具有更强的结合能力,从而取代部分正电性基团,但是阳离子交换过程并不稳定,属于静电作用,因此自身并不稳定,如上述内容所说,易受pH影响,低pH条件下容易被淋洗.同时由于其具有很强的水溶性,因此生物有效性较高,容易被动植物吸收而贮藏在体内,是土壤化学反应较为活跃的一部分,受土壤环境影响较大.
吸附作用是一种泛称,涉及内容较多,分配、离子交换、络合等都包括在内,以有机质吸附为例,土壤环境中存在很多的有机污染物如农药（有机氯、有机磷）、PAH、PCBs等,通过分配作用,这些污染物易与土壤中的腐殖质、植物残体、黑炭等结合,这一过程既可以促进有机污染物的分解,也可以抑制该过程.例如一些污染物进入当碳粒内部,从而抑制微生物的降解,也就限制了污染物的降解,但是也有一部分可能络合在碳颗粒表面,碳粒表层有较大的比表面积,提供了大量的微生物附着位点,为其降解提供了条件,本身也可以当做电子受体.
这一问题应因具体环境而异,因污染物性质变化而异,环境是复杂的体系,具体结果如何完全看如何读复杂过程进行解读,现在很多过程还是无法解释清楚的,我们目前位置更多的是控制条件,找出影响因素,因此并不是虽有条件都适用的.

❾ 腐殖质有什么作用

腐殖质具有适度的黏结性，能够使黏土疏松，砂土黏结，是形成团粒结构的良好胶结剂。能够产生有机胶体对金属离子的表面吸附和离子交换吸附作用，以及腐殖酸对元素的整合作用与络合作用。

此外，一些腐殖质能顽强地抵抗微生物的吞食，这种抵抗是重要的，因为它能保持土壤有机质水平，而且还有助保障氮和其它必需营养，这些都存在抗分解的腐殖质复合体结合中。

(9)络合作用与离子交换作用扩展阅读：

土壤腐殖质一般粘附在土粒的表面，它的多少主要是调节土壤颜色的深浅，黑色的土壤一般是腐殖质含量较高的，因为腐殖质呈黑色和棕色，“黑土地油汪汪，不上肥也长粮”的农谚就是这么来的；而腐殖质含量少时，土壤则呈现灰色或灰白色，如新疆灰漠土。

土壤的颜色不同也会影响土壤温度。土色深的，吸收阳光能力强，土温升高得快，土色浅的, 吸收阳光的能力弱,土温升高的慢些。土壤的温度与种子发芽、根系生长、微生物活动有着密切关系。

❿ 表面络合 与 离子交换有区别呢

络合可以分为表面络合和内络合，表面络合属于非专属吸附，应该不是形成络合物吧