主要组分和次要组分

主要组分是指在地下水中经常出现、分布较广、含量较多的化学元素或化合物，这些组分包括：重碳酸根（ ）、硫酸根（ ）、氯离子（Cl-）、钾离子（K+）、钠离子（Na+）、钙离子（Ca2+）、镁离子（Mg2+）等。它们构成了水中所谓的七大离子，占据了地下水中无机物成分含量的90%以上，决定着地下水的水化学类型。

构成这些离子的元素，或者是地壳中含量较高且较易溶于水的（如 O2，Ca，Mg，Na，K），或者是地壳中含量虽不很大，但极易溶于水的（如Cl-，以 形式出现的S）。Si，Al，Fe等元素，虽然在地壳中含量很大，但由于其难溶于水，在地下水中含量通常不大。一般情况下，随着地下水中溶解组分含量的增高，地下水中占主要地位的离子成分也随之发生变化。溶解组分含量低的水中常以 及Ca2+，Mg2+为主；溶解组分含量高的水中则以Cl-及Na+为主；溶解组分含量中等的地下水中，阴离子常以 为主，主要阳离子则可以是Na+，也可以是Ca2+。地下水的溶解组分含量与离子成分之间之所以具有这种对应关系，一个主要原因是水中盐类的溶解度存在差异。

4111 氯离子

氯元素在地壳中的含量仅约为0017%，但Cl-具有很强的迁移性能。Cl-在溶解组分含量较低的水中是保守的，不易形成难溶的矿物，不被胶体所吸附，也难以被生物积累。氯化钠、氯化镁和氯化钙盐的溶解度都很大，因此Cl-可以自由地在水中迁移，成为地下水中分布最广的离子，几乎存在于所有的地下水中。一般来说，在溶解组分含量低的地下水中，Cl-含量很少，一般在阴离子中占第三位。随着溶解组分含量的增加，Cl-的绝对含量和相对含量都有所增加，并在溶解组分含量高的水中占主导地位，在卤水中Cl-在阴离子中占绝对优势。Cl-含量的变化范围由每升数毫克到数百克。

地下水中Cl-的天然来源主要包括来自沉积岩中所含盐岩或其他氯化物的溶解，来自岩浆岩中含氯矿物（如氯磷灰石Ca5[PO4]3Cl、方钠石Na8[AlSiO4]6Cl2）的风化溶解，来自海水对地下水的补给等；Cl-的人为来源主要包括工农业废水、粪便及生活污水等。

4112 硫酸根离子

天然水中 同样具有很好的迁移性，但由于CaSO4溶解度较小，Ca2+的存在会限制 含量的增加。此外，热带潮湿地区士壤中的氢氧化铁和氢氧化铝能够吸附 ，因此它的迁移性仅次于Cl-。 是天然水中的重要离子，地表水和浅层地下水中几乎都含有 。在溶解组分含量高的水中， 的含量仅次于Cl-，每升可达数克；在溶解组分含量低的水中，一般每升含量仅数毫克到数百毫克；溶解组分含量中等的水中， 常成为含量最高的阴离子。由于 在缺氧的条件不稳定，在还原环境去硫菌的作用下， 可以被还原成硫化氢，因此在深层封闭地质构造中或者强还原环境中常见到无 的水化学类型。

地下水中 的天然来源主要包括含石膏或其他硫酸盐沉积岩的溶解，以及地壳中广泛分布的硫化物和天然硫的氧化，使本来难以溶于水的S以 形式大量进入水中。例如方铅矿（PbS）、黄铜矿（CuFeS2）、黄铁矿（FeS2）等金属硫化矿床的氧化会造成矿床附近的地下水中含有大量的 。黄铁矿氧化反应式如下：

地下水科学概论（第二版·彩色版）

地下水中 的人为来源主要包括化石燃料燃烧释放到大气中的SO2以酸雨形式降落地表渗入地下，造成地下水 含量增高。还有一部分 来自于生活和工业废水。

4113 重碳酸根离子 在水中的积累往往会受到Ca2+含量的限制，一般每升水中含量不超过数百毫克，但当地下水中有大量CO2溶解时， 的浓度大大增高，有时每升水中含量可达数克。一般来说，在溶解组分含量低的水中， 常占据阴离子的首位，随着溶解组分含量的增高， 的相对含量会逐渐降低。但是，当水中阳离子以Na+为主时，可以在溶解组分含量较高的水中，形成以 为主要阴离子的HCO3Na型水，俗称“苏打水”，每升水中 含量可达数克到数十克。

地下水中HCO-3 主要来源包括CO2的溶解，各种碳酸盐岩（石灰岩、白云岩、泥灰岩等）的溶解，以及岩浆岩与变质岩中的铝硅酸盐矿物的风化溶解。例如钠长石和钙长石的风化溶解反应如下：

地下水科学概论（第二版·彩色版）

地下水科学概论（第二版·彩色版）

4114 钠离子

地壳中的钠元素含量约为25%，其中大部分原子组成了硅酸盐矿物。钠的几乎所有盐类都具有较强的溶解性，因此钠的迁移性很强。由于Na+可以与岩士介质产生阳离子交换吸附反应，从溶液中析出，所以在随水中溶解组分含量增加的过程中，Na+的增加有时会落后于Cl-。在溶解组分含量低的水中，Na+的含量一般很低，每升水中的含量仅数毫克到数十毫克，但在溶解组分含量高的水中则是主要的阳离子，每升水中其含量最高可达数十克至100克以上。

地下水中Na+的来源包括来自沉积岩及分散在岩石士壤中的盐岩、芒硝等钠盐的溶解，来自岩浆岩和变质岩的含钠矿物（如铝硅酸盐钠长石、斜长石、霞石等）的风化溶解。

4115 钾离子

钾的化学性质及在地壳中的含量与钠相似，它来自含钾盐类沉积岩的溶解，以及岩浆岩、变质岩中含钾矿物的风化溶解。K+在溶解组分含量低的水中含量甚微，而在溶解组分含量高的水中含量较多。虽然在地壳中钾的含量与钠相近，钾盐的溶解度也相当大，但是在地下水中K+的含量要比Na+含量少得多，一般只有Na+含量的4%～10%。这是因为K+大量参与形成不溶于水的次生矿物（水云母、蒙脱石、绢云母），并易为动植物有机质所摄取。正是由于K+的性质与Na+相近，含量少，分析比较困难，所以在早期的水质分析资料中，经常将K+归并到Na+中，不另区分，有些资料中提到的“六大离子”也是将K+和Na+合并到一起。现代分析技术如离子色谱仪，已经能够比较简便地分别测定K+和Na+的含量。

4116 钙离子

地壳中的钙元素含量约为36%，它在石灰岩、泥灰岩和其他一些岩石中的含量能超过10%。同时钙元素也积极参加生物作用，在有机体死亡后，钙很快变为矿物形式并转入士壤。一般来说，在溶解组分含量低的水中，Ca2+经常占优势，但随着溶解组分含量的增高，Ca2+的相对含量会迅速减少，这是由于CaSO4和CaCO3的溶解度低所致。因此，天然水中Ca2+的含量一般很低，每升水中其含量一般不超过数百毫克。但是在溶解组分含量很高的卤水中，由于阴离子主要是Cl-，而CaCl2的溶解度相当大，故Ca2+的绝对含量显著增大，有时甚至超过Na+，成为主要的阳离子，每升水中其含量可达几十克。

地下水中Ca2+的来源主要是石灰岩、白云岩等碳酸盐类沉积物及含石膏沉积物的溶解，以及岩浆岩、变质岩中含钙矿物的风化溶解。此外，阳离子交换吸附也是地下水中Ca2+的来源之一。

4117 镁离子

镁元素在地壳中的含量约为21%，其化学性质与钙相似，但迁移性能却有所不同。镁的生物活动性比钙弱，且MgSO4，Mg（HCO3）2的溶解性比CaSO4，Ca（HCO3）2好，所以几乎所有天然水中都有镁离子。但是由于镁盐在地壳中分布不广，Mg2+在水中含量一般都低于Ca2+，很少见到Mg2+占主要成分的水。

地下水中Mg2+的来源主要是白云岩、泥灰岩等含镁的碳酸盐岩的溶解，以及岩浆岩、变质岩中含镁矿物（如基性岩辉长岩、超基性岩橄榄岩）的风化溶解。

除上述7种主要组分以外，地下水中还有一些组分含量也较高，介于主要组分和微量组分之间，如： Mn2+，Fe2+，Fe3+，偏磷酸，偏硼酸等。一般情况下，它们不能决定地下水的水化学类型，但在某些特殊情况下，其含量可能超过主要组分，从而影响到水化学类型，这些组分归为次要组分。例如，在遭受人类活动影响的地下水中，每升水中 可达几十毫克甚至上百毫克；在一些封闭构造的油田水中，每升水中 的含量可达几百毫克；由于偏硅酸在碱性热水中的溶解性好，在一些地下热水中，每升热水中其含量也可高达几十毫克甚至上百毫克（李学礼，1988）。

配合饲料的定义

配合饲料是以动物的不同生长阶段、不同生理要求、不同生产用途的营养需要以及饲料营养价值评定的实验和研究为基础，按科学配方把多种不同来源的饲料，依一定比例混合，并按规定的工艺流程生产的商品饲料。

发展配合饲料，可以最大限度地发挥动物生产能力，借以提高饲料报酬，降低饲养成本，使饲养者获得良好的经济效益。

饲料加工工业是饲料工业体系的主要部分，其主要产品包括全价配合饲料、浓缩饲料，添加剂预混料、混合饲料等。饲料添加剂工业是饲料工业的核心，饲料添加剂在饲料中应用少、作用大，一般添加量只有1-5%左右，但影响饲料效应占20%左右。饲料原料工业是指采用物理、化学、生物等方法，生产各种非粮食饲料的单体原料的工业，如鱼粉、肉骨粉、血粉、单细胞蛋白（饲料酵母）等。饲料机械制造工业是指为饲料工业提供生产手段，即加工制造各种类型的加工、包装、输送、贮存等机械设备的工业。

配合饲料按营养成分和用途可分类为全价配合饲料、混合饲料、浓缩饲料、精料混合料、预混合饲料等。 配合饲料组成中所含饲料原料见表1 。

表1 配合饲料组成

配合饲料类型

所含饲料原料

备注

草食动物全价饲粮

粗饲料＋青饲料＋青贮饲料＋ 能量饲料＋ 蛋白质饲料＋矿物质饲料＋维生素饲料＋添加剂＋载体或稀释剂

精粗混合饲喂

用量： 100 ％

单胃动物全价饲料

能量饲料＋ 蛋白质饲料＋矿物质饲料＋维生素饲料＋添加剂＋载体或稀释剂

用量： 100 ％

混合饲料

青饲料＋能量饲料＋ 蛋白质饲料＋矿物质饲料

用量： 100 ％

草食动物精料补充料

能量饲料＋ 蛋白质饲料＋矿物质饲料＋维生素饲料＋添加剂＋载体或稀释剂

用量占全饲粮干物质的 15 ％～ 40 ％

浓缩饲料

蛋白质饲料＋矿物质饲料＋维生素饲料＋添加剂＋载体或稀释剂

用量： 20 ％～ 40 ％

超级浓缩料

少量蛋白质饲料＋矿物质饲料＋维生素饲料＋添加剂＋氨基酸＋载体或稀释剂

用量： 10 ％～ 20 ％

基础预混料

矿物质饲料＋维生素饲料＋添加剂＋氨基酸＋载体或稀释剂

用量： 2 ％～ 6 ％

添加剂预混料

微量矿物元素＋ 维生素饲料＋添加剂＋载体或稀释剂

单一或复合，

用量： ≤ 1 ％

全价配合饲料由多种类的单一饲料组成，其组成包括 能量饲料、蛋白质饲料、常量矿物质饲料、微量矿物质饲料、维生素饲料、各种非营养性添加物。

由于工业生产程序和方法的制约，配合饲料一般需要经过多种工序才能完成，这样就出现了许多配合饲料生产过程中的中间产品，添加剂预混合料 (pre mix) 和浓缩饲料 (concentrated feed) 即属此种中间产品。

细胞组分是指参与细胞构成的成分

细胞成分从生物方面来说主要是细胞器和细胞质，从化学方面来说指水、无机盐、脂肪、蛋白质和其它微量有机物，所以，抗体，激素，细胞分泌物不属于细胞成分

（一）矿物组合及其确定标志

在共生分析中，把一定化学成分岩石达化学平衡时的矿物成分称为矿物组合（mineralassemblage）或矿物共生、矿物共生组合（mineral paragenesis）。矿物组合是岩石化学成分和温压等条件的反映，是共生分析的对象或出发点。由于温度升高的进变质过程反应速率大，易于达平衡，因此，岩石中见到的矿物组合多为热峰矿物组合。

确定矿物共生组合是共生分析的第一步，因为这是应用相律的先决条件。然而，由于不能排除天然变质岩系统存在不平衡状态，也不能排除变质岩中小范围内的化学成分变化，而造成在一块变质岩标本中，甚至于一块薄片范围内见到的矿物有可能属于几个共生组合。因此，必须根据详细的岩石学观察，正确判断矿物共生组合。

确定矿物共生组合的主要标准如下：

（1）一个矿物共生组合中的各种矿物都有相互接触的关系。

（2）一个矿物共生组合的各矿物，相互间无反应和交代现象。

（3）一个矿物共生组合中，同种矿物的化学成分及光性特征应相近。如有环带，则其边部化学成分及光性特征近似。

（4）一个矿物共生组合中的一对矿物之间元素的分配符合Nernst分配定律，即这一对矿物（如黑云母－石榴子石）在系统各处元素的分配系数近相等。

（5）矿物共生组合中矿物共生关系应符合矿物相律，即矿物相数不超过惰性组分数（通常矿物种类不超过五六种）。

上述判别标志中，（2）、（3）、（4）、（5）主要是平衡的标志。具备了这些标准，可认为岩石达到化学平衡。标准（1）则是一定的化学成分的标志。由于原岩化学成分不均匀，一个薄片中可出现几个矿物组合。此时可据标准（1）将它们区分开来。例如在低压高温下变质的硅质灰岩，Cc＋Q反应生成Wo＋CO2。如果硅质灰岩由SiO2含量变化的细微薄层组成，虽然硅灰石（Wo）、方解石（Cc）和石英（Q）这三个矿物可在同一薄片中出现，但仔细检查可发现，在各层中只有Wo＋Cc或Wo＋Q才构成共生（图23－1a）。此外，标准（1）还可排除被大矿物包裹而不参与反应的 “被屏蔽” 的相。如图23－1b所示，矿物D被B包裹不能与A、C接触，而A、B、C三矿物彼此有机会接触，因而有A＋B＋C和B＋D两个矿物组合。

图23－1 一个薄片中出现两个共生组合

（二）成分－共生图解

如果一个岩石系统由三组分组成，根据Godlschmidt矿物相律，在普遍观察到的组合中，矿物数应是3、2或1，这意味着当这种岩石的矿物成分用一个三顶点为三组分的三角图解表示时，把该图解分成一系列小三角形就能直观地表示矿物共生关系，这种图解称为成分－共生图解（composition－paragenesis diagram）或共生图解（paragenesis diagram）。如图23－2a的abc图解，以a、b、c三组分为三角形顶点，7个矿物按化学组成（a、b、c摩尔分数）分别标在相应位置上：一组分组成的矿物表示在三角形三个顶点，如矿物A：a 100％；两组分组成的矿物表示在三角形的三条边上，如F：b 62％，c38％；三组分组成的矿物表示在三角形内部，如G：a 33％，b33％，c34％。这个三元系共7个矿物，系统的任意组成一般位于连接三矿物的小三角形内，故达平衡时为三矿物共生，即p＝3。如i组成，为A＋D＋E三相共生；若成分点位于共生线上，则平衡时为两矿物共生，p＝2。如j组成为F＋C两相共生；若成分点恰位于某矿物投影点，则平衡时仅一相存在，p＝1。如a组成，平衡时仅一相A。

大多数变质矿物是具有相当大成分范围的固溶体，它们在成分－共生图解中以线段（两组分固溶体，如图23－2b中A、E）或面积（三组分固溶体，如图23－2b中B、F、G）表示。当岩石成分点位于矿物成分点、线段或面积中时，相数为1；当岩石成分点落在一条共生线上时，两相共生；当三相共生时，共生关系以图解中一个一定的小三角形表示。

图23－2 成分－共生图解

（三）组分分析

绝大多数变质岩具有复杂的化学组成，是一个多相平衡系统，而不是简单的三元系。然而，在一个二维的平面上，我们只能表示最多三四个组分的系统的矿物共生关系。因此，为了对成分复杂的岩石作共生分析，有必要对岩石系统各组分作具体分析，找出对矿物共生组合影响最大的三四个组分，把多组分岩石系统简化为三组分或四组分系统，才有可能作出成分－共生图解，表示岩石化学成分与矿物组合的关系，这一过程称为组分分析。

Korzhenskii（1973）指出，为了进行共生分析，可将组分进一步分类如下。

1完全活动组分

该类组分在间隙溶液中的浓度或化学位与温度、压力一样是岩石系统的外部条件。成分—共生图解表示的是一定外部条件下的矿物组合。所以，外部条件在图解中不表示。当外部条件改变引起矿物组合的变化时，用新的图解表示新条件下的新的一套矿物组合。

2惰性组分

惰性组分进一步划分为：

◎杂质组分（impure components）：含量甚微，以类质同象混入物形式赋存在造岩矿物之中，如SrO、BaO等。杂质组分不改变矿物共生关系，在共生分析时忽略不计。

◎类质同象组分（isomorphic components）：如FeO、MgO在造岩矿物中相互替代，在共生分析时常将其合并为一个组分（Fe，Mg）O。但造岩矿物中类质同象替代往往是有限的，如Gt（石榴子石）、Cld（硬绿泥石）和St（十字石）有高的FeO/MgO比值，而Crd（堇青石）的FeO/MgO比值较低。因此，在严格的共生图解中，将FeO和MgO作为2个组分。

◎孤立组分（independent components）：如ZrO2、TiO2、P2O5，它们在岩石中含量少，且以纯的形式（如TiO2）或与其他组分组成化合物（如ZrSiO4、Ca5［PO4］3 F）形式，以一个独特的副矿物如金红石（TiO2）、锆石（ZrSiO4）、磷灰石（Ca5［PO4］3F）等产出。共生分析一般不考虑副矿物，因而也不考虑孤立组分。

◎过剩组分（excess components）：是系统中大量存在的组分，在参与形成其他共生矿物之后能以过剩状态形成单独的矿物相（过剩矿物），出现于该类岩石的共生组合之中。过剩组分含量多少，只会影响过剩矿物含量多少，而不影响岩石的其他矿物共生。因此，作共生图解时可不考虑过剩组分，而把过剩矿物放在共生图解之外表示。例如一般情况下，SiO2在原岩中是大量的组分，变质后经常有石英出现。此时，SiO2是过剩组分可不考虑。石英是过剩矿物放在成分－共生图解之外。

◎ 有效惰性组分（virtual inert components）：是除上述几类组分之外的其他组分（包括由类质同象组分合并的组分）。它们之间的比例对矿物共生组合起决定性的作用。

从上述组分分析中可看出，矿物共生组合中出现的矿物数目与完全活动组分、微量组分、次要的类质同象组分无关。在不考虑副矿物（不考虑孤立组分）情况下，矿物共生组合中矿物最大数目等于有效惰性组分数加上过剩组分数之和。但过剩组分多少不改变矿物共生，决定矿物共生组合多样性的是有效惰性组分。因此，以有效惰性组分为顶点作出的成分－共生图解可以表示系统的矿物共生关系。由于天然岩石系统成分的差异，有效惰性组分不尽相同，相应的成分－共生图解类型亦不同。因此，成分－共生图解的类型很多。其中最常用的是PEskola（1915，1920）的ACF图、A′KF图，JBThompson（1957）的AFM图以及CMS图。

共生图解是将天然岩石的多元系统简化为三元系或四元系表示。无论哪种图解都不免在某种程度上以从相律角度看来不甚合理的程序为基础。特别是对ACF图这样试图在一个图解中表示天然岩石中大量组分和宽的成分范围的图解尤其如此。因此，严格说来，它们不是真正的成分－共生相图。这可导致图解中的四个或五个矿物共生而造成共生线相交。但是，“为了减少成分变量数目，这是一个难免的弊病”（Miyashiro，1972）。比较起来，AFM图和CMS图为特定的组分数较少的成分系统设计，只要是用于与设计的成分系统相符的岩石时，不会出现共生线相交的情况。

成分－共生图解中有效惰性组分的单位，一般地说既可采用摩尔数，也可采用质量百分数。但与质量百分数相比，摩尔数易于标绘矿物化学成分（用矿物化学式标绘矿物），因此均采用摩尔数作单位。为了加以区别，我们用方括号表示摩尔数，如 ［CaO］ 表示CaO的摩尔数。