堇青石合成的研究进展

堇青石是一种具有较低热膨胀系数、良好抗热震性的矿物材料。天然的堇青石矿物原料很少,因此常常采用人工合成的方法来合成堇青石材料。本文根据近年来合成堇青石的最新研究,论述了堇青石合成方法的研究进展,具体包括高纯氧化物高温固相反应合成法、天然矿物高温固相反应合成法、利用工业废料合成法、利用农业废料合成法、溶胶-凝胶法和低温燃烧合成法。目前工业化生产堇青石大多采用天然矿物高温固相反应法,此法虽有众多优点,但同时也存在许多的不足之处。因此,如何能将其他方法用于工业化生产,将成为合成堇青石今后研究中的一个发展方向。     

堇青石的矿物学特征及其应用

堇青石作为一种天然矿物已被研究多年，它广泛分布于岩浆岩、变质岩和伟晶岩中，但确很少富集成矿。基于堇青石所具有的许多优良性能，使它在耐火材料、精细陶瓷、计算机集成电路的基片等领域中得到了广泛的应用。本文将从堇青石的矿物学角度出发，阐述人工合成堇青石的研究现状及发展前景。     

堇青石综合利用现状与展望

堇青石具有热膨胀系数低,热导率小,抗热震性能好,介电常数低,介电损耗小,化学稳定性好等特点,是一种具有多用途的非金属矿物原料,既可单独作为材料使用,又可与其他材料进行复合,制备出复合材料来使用,被广泛应用于冶金、电子、汽车、化工、环境保护等领域,可用作优质的耐火材料、电子封装材料、催化剂载体、泡沫陶瓷、生物陶瓷、印刷电路板和低温热辐射材料等。本文根据近年来堇青石在结构陶瓷、耐火材料、多孔材料、红外材料、介电材料和电子封装材料等领域应用的相关报道文献加以汇总,系统地介绍了堇青石材料的综合利用进展。     

堇青石的矿物学特性及其应用

堇青石作为一种天然矿物已被研究多年,它广泛分布于岩浆岩、变质岩和伟晶岩中,但确很少富集成矿。基于堇青石所具有的许多优良性能,使它在耐火材料、精细陶瓷、计算机集成电路的基片等领域中得到了广泛的应用。本文将从堇青石的矿物学角度出发,阐述人工合成堇青石的研究现状及发展前景。     

堇青石矿物学研究进展

近十年来，堇青石在特种耐火材料，结构陶瓷和计算机领域的应用得到了迅速发展。应用的研究又进一步促进了理论堇青石矿物学的发展。本文主要讨论堇青石同质多象变体，有序－无序转换，基本结构及化学成分等方面的最新研究进展与观点。     

煤矸石菱镁矿合成堇青石熟料研究

本文研究了以煤矸石和菱镁矿为主要原料合成堇青石熟料的可行性。实验表明选择高岭石含量高和碱金属氧化物及氧化铁含量低的煤矸石及高纯菱镁矿可以合成出高质量的堇青石熟料,其堇青石的含量可达９５％ 以上,最佳煅烧温度为１ ４００℃,保温１０ｈ,然后在降温过程中在１ ３５０℃再保温１０ ｈ。     

内蒙古千里山群片麻岩中堇青石的形成与演化

内蒙古西部千里山群片麻岩中堇青石比较发育。这种堇青石多数围绕石榴石生长并包裹矽线石，表明堇青石是由石榴石和矽线石反应形成的。由于与同构造期的花岗岩有关的钾、硅和流体的带入，使片麻岩中的堇青石转变为绢云母，而不是滑石和蛇纹石。堇青石多呈孤岛状残留，这种堇青石较富含钾。有的堇青石与绢云母呈环带状交替分布，并在化学成分上出现堇青石和绢云母过渡类型。     

煤矸石菱镁矿石成堇青石熟料研究

本文研究了以煤矸石和菱镁石为主要原料合成堇青石熟料的可行性。实验表明选择高岭石含量高和碱金属氧化物及氧化铁含量低的煤矸石及高纯菱镁矿可以合成出高质量的堇青石熟料,其堇青石的含量可达９５％以上,最佳煅烧温度为１４００℃,保温１０ｈ,然后在降温吕在１３５０℃再保温１０ｈ。     

东南极拉斯曼丘陵柱晶紫苏堇青麻粒岩中堇青石的矿物学特征

东南极拉斯曼丘陵晚元古代（１０００Ｍａ）高级变质杂岩中区域性产出一套粗粒柱晶紫苏堇青麻粒岩，其原岩为含硼的富镁铝泥质岩。岩石中结晶粗大的堇青石在矿物化学成分上属于镁堇青石，其成分显示不均匀且具较明显成分环带的特征，从核部到边缘，其ＸＭｇ（Ｍｇ／Ｍｇ＋Ｆｅ２＋）比值由０．８５５变化为０．８１６。温压计算结果表明，所研究堇青石形成的Ｐ－Ｔ条件约为０．７６～０．７２ＧＰａ和８６０℃～８３０℃（核部至边缘）。Ｘ－射线粉晶结构分析证明这种堇青石属于低位结构状态的堇青石，晶体结构扭曲指数Δ＝０．２８～０．３０，在自然界比较少见。实验室合成的低位结构状态的堇青石只在持续较长时间的１３００℃～１４００℃的高温条件下稳定存在。因此，这意味着低位堇青石可能是由很高温变质作用及缓慢冷却的条件下结晶形成，这对于研究该区的地壳演化具有极其重要的意义。     

堇青石低热膨胀机理研究

本文根据垄青石晶体结构特点和有关热力学资料,建立了堇青石热膨胀系数的理论计算模式:半定量计算方法,α=α_MgO × 1/3 × 2/3;定量计算方法,α=ΔS/ΔT/2/(a × b).分别计算了堇青石、印度石的线热膨胀系数,半定量计算结果:α=3.31 × 10^-6℃^-1(堇青石、印度石);定量计算结果,a=1.54 × 10-6℃^-1(堇青石),α=0.85 × 10-6℃^-1(印度石),与实验测定结果(堇青石:α=2.3 × 10-6℃^-1,印度石:α=1.0 × 10^-6℃^-1)吻合。     

大容山花岗岩带中石榴子石,堇青石的成因研究

该花岗岩带中石榴子石富MgO而贫MnO,并且具正成分环带构造,证明是原岩残留晶;堇青石与残留包体中堇青石成分相似,均属镁堇青石,Na_2O<0.33％,表明不是岩浆晶出矿物,而是岩浆源区残留晶。矿物谱学工作表明,堇青石中赋存原生CO_2和H_2O,某组成是矿物形成温度的灵敏指示剂;另一方面,由于挥发分的存在,“湿”堇青石畸变系数△不能反映硅铝有序度,而红外分裂指数能够及“干”堇青石△可能能够反映硅铝有序度。石榴子石-堇青石组合是理想的地质温压逸度计,它给出了大容山岩体及旧州岩体源区的T、P、f_(H_2O)和P_(H_2O)。     

麻山群孔兹岩系中的堇青片麻岩

黑龙江省东部麻山群中堇青片麻岩的主要矿物组合有石榴石＋夕线石＋堇青石＋石英＋钾长石＋黑云母；石榴石＋夕线石＋堇青石＋钾长石＋尖晶石；堇青石＋夕线石＋斜长石；柱晶石＋堇青石＋斜长石＋夕线石＋石榴石＋电气石；堇青石＋紫苏辉石＋石榴石＋斜长石＋黑云母＋石英。这些含堇青石组合是在麻粒岩相条件下已存石榴石＋夕线石＋石英矿物组合分解反应的产物，其形成压力（０．４５－０．５ＧＰａ＿比麻粒岩相“高峰”压力明显低，     

长英质片麻岩中堇青石的一种可能 的形成机制

本文通过对南极拉斯曼丘陵长英质片麻岩变质过程中堇青石与其它矿物之间结构关系的研究，识别出明显不同的两种组合Pl+Kfs+Qtz(Grt)和Crd+Opq+Spl±Qtz，认为区内高级变质作用向深熔作用转化过程中发生了长英质组分和镁铁质组分的分凝。分凝出的长英质熔体与堇青石的形成没有直接关系；镁铁质组分较富Mg、Fe，贫Si、Ca，当镁铁质组分达到一定的富集程度时即形成堇青石。时间上，堇青石形成于降压过程中发生的深熔作用的晚期。     

黑色石材之王—墨玉（堇青石角岩）

墨玉（堇青石角岩）质地细密均匀，硬度极高，是高级装饰板材，其耐酸、耐碱腐蚀和极小的热膨胀系数，还具有工业应用价值，是一类值得开发利用的石材资料。     

利用高铝粉煤灰制备堇青石微晶玻璃的实验研究

以高铝粉煤灰为主要原料，制备了堇青石微晶玻璃。通过差热分析（DTA）和X射线粉末衍射分析（XRD）确定了合适的热处理条件：核化温度807℃，核化时间2h，晶化温度960℃，晶化时间3h。XRD分析显示，制得微晶玻璃的主晶相为堇青石。SEM分析表明，基础玻璃晶化完全，微晶玻璃中微晶体呈不规则柱状、棒状，微晶体长度为5～15μm，长径比为5～10。     

华北地台太古代麻粒岩相带的堇青石-夕线石组合:低压麻粒岩相的标志

华北地台北缘麻粒岩相带中,西起贺兰山东至辽吉地区,凡有高铝变质沉积岩发育的地方几乎都普遍存在堇青石-夕线石组合,它分别出现在含堇青石石英岩、片麻岩、麻粒岩和S-型花岗岩中;堇青石-石榴石-夕线石组合也极常见。用石榴石-堇青石矿物对计算的变质作用P-T条件约5.3×10~8～7.5×10~8Pa,700～810℃,地热梯度约30～40℃/km。这些数据与共生岩石中其他矿物对所得温压条件基本一致。堇青石-夕线石组合是低压变质作用的标志。因此该麻粒岩相带大部分属于低压麻粒岩相。     

新型环境矿物材料——堇青石质泡沫陶瓷的研制

以聚氨脂泡沫塑料为前驱体，高岭土、铝土矿和滑石为原料，经配方和工艺设计，制备了以堇青石为主晶相的泡沫陶瓷，制成品密度为0．310－0．447g/cm^3，气孔率为81．7％－87．6％，孔径为0．2－0．5mm,平均抗压强度为0．98MPa。探讨了烧成温度对材料气孔率、抗压强度和吸水率等性能的影响。     

内华达McCullough地区黑云母-堇青石-石榴石片麻岩的岩石学——Ⅰ Cordillera南部元古界低压无流体麻粒岩级变质作用的证据

出露于南内华达McCullough地区元古界混合的副片麻岩,由堇青石+铁铝榴石+黑云母+矽线石+斜长石+钾长石+石英+磁铁矿+铁尖晶石组成。这种共生组合是指示角闪岩-麻粒岩变质级上的低压相系列,结构记录了一次包括消耗黑云母和矽线石情况下,堇青石重结晶作用的单独变质事件。作用石榴石、黑云母、堇青石、铁尖晶石和斜长石之间的阳离子交换温度计,产生了一个可取的590～750℃的温度范围和0.3～0.5GPa的压力范围。黑云母、矽线石、石英、石榴石和钾长石之间的平衡,记录了a_(H_2o)为0.03～0.26。低的a_(H_2o)和低的fo_2一起,以及堇青石的光学性质指出变质作用是在无流体条件下进行的。目前所保存的矿物成分同熔体相的平衡并不一致,较早的有限的部分熔融显然是广泛的,并足以引起泥质岩共生组合的脱水作用。 Mccullough地区副片麻岩比较低的压力伴随着高级变质作用,说明这个地体与其它造山带中的黑云母-堇青石-石榴石麻粒岩有关联。在南Cordillera,这次元古代变质事件的部分期间内,封闭压力和温度至少50℃/km的暂短而明显的热梯度。     

广西大容山——十万大山岩带紫苏辉石堇青石花岗岩套矿物学研究

大容山－－十万大山岩带中的紫苏辉石堇青石花岗岩套位于桂东南海西－－印支褶皱带，富含堇青石、紫苏辉石、石榴石、矽线石、红柱石、刚玉等。矿物组合复杂，成因多样，可划分为岩浆结晶成因、变质残留成因和反应成因３种类型。根据各类岩石中矿物的特征分析，认为岩套中的花岗岩类岩石部分来源于深熔花岗岩奖的源岩不熔残余，另一部分来自围岩捕虏体变质后又被熔浆改造的不熔残余，是由区域变质岩经不同温压条件，不同深度熔作用形     

长英质片麻岩中堇青石的一种可能的形成机制——以南极拉斯曼丘陵高级区为例

本文通过对南极拉斯曼丘陵长英质片麻岩变质过程中堇青石与其它矿物之间结构关系的研究 ,识别出明显不同的两种组合Pl Kfs Qtz(Grt)和Crd Opq Spl±Qtz,认为区内高级变质作用向深熔作用转化过程中发生了长英质组分和镁铁质组分的分凝。分凝出的长英质熔体与堇青石的形成没有直接关系 ;镁铁质组分较富Mg、Fe ,贫Si、Ca ,当镁铁质组分达到一定的富集程度时即形成堇青石。时间上 ,堇青石形成于降压过程中发生的深熔作用的晚期