石英晶格杂质元素的地质制约因素 - 天然石英的杂质元素种类和数量受地质环境因素制约，包括结晶过程中熔体或流体的性质、成岩作用、物理化学条件及后续变化 [1] - 石英晶格替代离子理论上包括Al3+、Fe3+、B3+、As3+、Ti4+、Ge4+、Ga4+、Sn4+、P5+，但实际受地质环境制约的敏感元素主要为Al3+、Ti4+、Ge4+ [1] 铝元素在石英晶格中的赋存规律 - 铝在石英晶格中以[AlO4]5–形式取代硅氧四面体，必须有M+或M2+离子平衡电荷，形成Al3+–M+共价键 [3] - 高温石英中B、K、Fe、Ti含量较高，而低温石英中Li、Al、P、Ge含量较高，表明温度对杂质铝有制约作用 [4] - 压力影响下，变形石英中的铝元素趋向于内部包裹体富集，M+含量也随之变化，表明存在晶格铝杂质的萃取机制 [4] - 碱性流体地质环境因pH值高、铝溶解度低而不利于铝进入石英晶格，酸碱度变化制约铝的溶解度 [5] - 人工合成石英晶体生长速度与其中铝含量正相关，成岩过程中长时间结晶的石英铝含量相对较低 [5] - 低温石英中锂与铝的浓度变化呈现相关性，暗示在低温环境下锂容易作为铝的电荷补偿元素进入石英晶格 [5] 钛元素在石英晶格中的赋存规律 - 钛主要以Ti4+价态单原子替代Si4+进入石英晶格，或以硅酸盐矿物/氧化物形式存在于石英包裹体中 [7] - 温度是制约钛在石英中配分的敏感因素，随温度降低石英中钛含量随之降低，在流体系统中钛的溶解度也随温度下降而减少 [7] - 高温石英中Ti、B、K、Fe含量较高，而Li、Al、P、Ge在低温石英中含量较高，暗示钛替代硅与高温作用有关 [7] - 压力是制约钛配分的敏感因素，受高压变质作用影响的石英中钛含量高达240×10–6，表明压力有利于钛进入重结晶石英晶格 [7] - 微量元素钛的浓度增加会加快石英晶体生长速度，榍石的早期结晶对后期石英中的钛含量有降低趋势 [7] 锗元素在石英晶格中的赋存规律 - 锗作为稀散元素可以单原子替代Si4+进入石英晶格 [8] - 在斑岩-浅成低温热液系统中，石英中锗含量随温度降低而升高，而Li、K、Ga与温度变化无显著相关性，表明温度仅控制锗而不影响其他元素 [8] - 低温石英中Li、Al、P、Ge含量较高，暗示在低温条件下Ge4+容易替代Si4+进入石英晶格，温度是影响锗元素丰度的重要因素 [8]