北京市中关村地区大气降尘的来源与垂向分布特征

利用光学和电子显微镜、X射线衍射仪以及同步辐射X射线荧光对北京市中关村地区大气降尘的粒度分布、颗粒物微观形貌特征、矿物组成及化学元素组成等方面进行分析研究。粒度分析表明中关村地区大气降尘随着相对高度的增加,粗颗粒物逐渐减少。大气降尘的颗粒物形貌可以分为粒状、柱状单矿物,圆球状飘珠和不规则粒状集合体3种类型。矿物组成及化学元素组成的分析显示中关村地区大气降尘的污染物主要来自自然扬尘、建筑扬尘、燃煤、汽车尾气等污染源。     

韶关市大气降尘矿物成分和形貌特征研究

利用X射线衍射（XRD）仪、扫描电镜X射线能谱（SEM/EDX）仪研究大气降尘矿物成分和颗粒物形貌特征。结果表明，韶关市大气降尘主要矿物成分为伊利石、斜长石、绿泥石、石英、方解石、白云石和无定型非晶质物等，大气颗粒物形貌可分为4种类型：粒状、片状单矿物，链状集合体，圆球状飘珠和不规则粒状集合体。伊利石、绿泥石来源于地面扬尘，方解石、白云石来源于建筑扬尘，无定型非晶质物来源于工业烟尘。粒状、片状单矿物是地面扬尘的标志，链状集合体和圆球形飘珠是工业烟尘的标志，不规则粒状集合体是建筑扬尘的标志。大气降尘矿物成分和形貌特征是判别污染物来源的重要标志。     

石家庄市东南部近地表降尘的矿物学特征与环境意义

大气降尘可以危害生态环境和人体健康。矿物颗粒不仅是大气降尘的主要组成物质,也是鉴定其污染来源的关键标记,因此查明大气降尘中的矿物组成对改善生态环境具有重要指导意义,也可为防治大气降尘和保护环境提供合理的参考依据。本文选取石家庄东南部作为研究区,利用X射线衍射技术(XRD)和配有能谱的扫描电镜(SEM-EDX)检测大气降尘中的矿物成分、化学组成和微观形貌。结果表明,石家庄东南部大气降尘中颗粒物的形状有片状、柱状、板状、球状等。矿物种类包括硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐,以及以往报道较少的氟磷酸盐。以上矿物颗粒既有自然来源,也有人为来源,其中与人类活动相关的来源包括建筑材料、燃煤以及机动车排放等。     

唐山市曹妃甸地区大气降尘矿物学特征及环境意义——以华北理工大学校区为例

大气降尘矿物学特征研究具有重要的环境学意义。文章以华北理工大学校区采集样品为例,应用激光粒度分析仪、扫描电镜、X射线粉末衍射、电感耦合等离子体质谱等对河北省唐山市曹妃甸地区大气降尘矿物学特征进行了初步分析研究。结果表明,曹妃甸地区大气降尘粒径较粗,颗粒物包括块状、柱状、片状、球状及不规则粒状集合体,主要由石英、长石、石膏、云母、绿泥石、角闪石、白云石、方解石和赤铁矿等矿物组成;降尘样品中Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb等重金属元素含量均较高。研究分析表明,降尘样品中硅酸盐矿物主要源自地面扬尘,而石膏、方解石等碳酸盐矿物可能为环境中的次生矿物,样品中重金属污染主要来源于燃煤、工矿企业生产排放和少部分汽车尾气排放。     

淄博市大气降尘矿物微形貌及其来源判识

用场发射扫描电子显微镜及能谱仪和X射线衍射仪,对淄博市中心城区大气降尘的矿物组成、微形貌和微区成分进行了分析.结果表明,淄博市大气降尘的矿物组成有石英、长石、石膏、方解石、赤铁矿、白云母、伊利石和非晶质等.矿物微形貌特点和矿物组成揭示了降尘组分主要来源于3种途径:与高温过程有关的工业活动排放的产物,自然成因和大气化学反应的产物.球形赤铁矿、板状方解石和絮状石膏是本研究中观察到的3种典型矿物微形貌.     

北京及其北部地区大气自然降尘矿物组成特征

为研究北京地区大气自然降尘的矿物组成特征及其时空变化规律,采用XRD分析了不同季节收集的大气降尘样品。结果表明,大气降尘主要矿物为石英,平均含量为83.19%,长石以斜长石为主;降尘中的碳酸盐类矿物主要是方解石和白云石,它们在降尘中的含量接近其在北方黄土中的含量;降尘中粘土矿物的含量较少,为1.64%~5.88%,其中有较多的高岭石,反映了研究区半湿润、较温暖的环境。聚类分析表明本区降尘按矿物组成特征可分为城市和郊区两组。与大风天气少的月份相比,大风天气频繁的月份降尘中的长石等矿物含量相对较高,而粘土矿物含量相对较低。     

拉萨市夏季大气降尘单颗粒矿物组成及其形貌特征

应用带能谱的电子扫描电镜(SEM-EDX)对拉萨市夏季正常天气下收集的大气自然沉降气溶胶样品进行分析,研究了拉萨市大气降尘矿物组成和各种物相形貌特征信息。拉萨市大气颗粒物含有硅酸盐颗粒、富钙颗粒、富铁颗粒、富碳颗粒(燃煤飞灰颗粒和燃油飞灰颗粒)和植物残体颗粒。根据颗粒物数量统计发现拉萨市大气颗粒物以硅酸盐颗粒为主,富钙颗粒和富铁颗粒次之,需要指出的是以燃油飞灰为主的富碳颗粒已占到一定比重,说明以燃油为主的机动车尾气对拉萨大气污染在加强。研究结果表明,大气降尘矿物成分及其形貌特征可以用作判定污染物来源的重要标志,拉萨大气中颗粒来源的多样性决定了治理措施也应综合进行。     

西安市大气降尘中石膏的成因与环境意义

运用X射线粉末衍射、红外光谱、扫描电镜、激光粒度仪和硫同位素分析等方法对西安市11个采样点大气降尘中石膏等矿物进行研究,表明石膏矿物是在大气环境中形成。西安市大气降尘中石膏含量范围0～20％,平均6．3％,多为呻级自形微晶。降尘中硫同位素组成与其硫含量负相关;同时,降尘硫含量（平均SO2含量6％）远远高于源区物质（平均0．94％）,说明其主要来自大气气相硫。结合降尘微形貌特征与SO2含量的关系分析,降尘中的SO2含量不仅受粒度控制,还与大气降尘的种类和性质有关。降尘对空气中SO2的“捕捉作用”具有不均匀性,可以影响和改变城市大气中S元素的分布、传输路径和沉积方式。加强对大气降尘环境矿物学研究,查清大气降尘矿物成分及其组合的时空变化,对探索含硫污染物的演化轨迹和评价含硫污染物的环境危害性具有重要意义。     

长株潭近地表大气尘矿物特征及环境指示意义

通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜/能谱(SEM/EDX)方法对长沙、株洲和湘潭(以下简称长株潭)地区近地表大气尘中矿物成份进行分析研究,结果显示大气尘中含有石英、石膏、方解石、白云石、硫酸镉等23种自然矿物,还含有SiS2、Cadmium Arsenide(Cd3As2)、RhZn、Cr2Nb、NiTi、HfMo2等14种非自然矿物;近地表大气尘矿物形貌特征显示Cd元素主要富集在有矿物颗粒的地方,且呈近浸染状分布,能谱半定量分析,Cd含量可达4%,表明Cd易被吸附在矿物表面。分析长株潭地区大气尘中矿物成份、空间分布特征及其来源,对长株潭城市一体化具有及其重要的环境指导意义。     

XRD技术在大气颗粒物研究中的应用

矿物沙尘气溶胶作为大气气溶胶的重要组成,全球年排放量高达约2000 Tg,主要分布在非洲、亚洲和北美等地沙漠区域。以往研究表明,不同源区的沙尘矿物组分往往存在一定差异,表现为不同源区形成的矿物气溶胶在大气中的理化性质存在差异,如吸湿性、光学性质以及云凝结核活性等,导致沙尘在传输、降尘的过程中对环境、气候以及生物地球化学循环产生不同的重要影响。此外,不同的矿物沙尘颗粒,会引起各种呼吸系统疾病以及皮肤病等,对人体健康产生极大危害。现阶段对于大气颗粒物矿物组成主要的检测手段包括X射线衍射(XRD)光谱、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等。其中XRD技术能够高效、准确、快速和无损害地完成对样品的物相鉴定,是现阶段检测矿物相的主要技术手段,伴随其分析方法及软件的不断改进,检测结果更加精准。本次工作综述了XRD应用于大气颗粒物研究的具体分析方法以及在亚洲、北非等地沙尘颗粒的研究进展,同时汇总了各种物相鉴定方法以及存在的问题,旨在为大气颗粒物的矿物组成识别手段建立一定的选择依据。     

四川白玉县竹英-贡达断裂断层泥石英微观形貌研究

通过对金沙江上游叶巴滩水电站外围竹英-贡达断裂带的新活动性研究,利用扫描电镜对选取的断层泥中的石英颗粒样品进行溶蚀微形貌的观察和统计分析,发现断层泥中的石英颗粒表面的溶蚀微形貌特征简单,以橘皮状为主,表明竹英-贡达断裂不具有新活动性.这与电子自旋共振测年方法显示的结果一致,同时也说明了该方法可以反映断层活动的年代信息.     

四川盆地下古生界黑色页岩纳米孔隙形态的影响因素及其地质意义

以场发射扫描电镜与Pores and Cracks Analysis System （PCAS） 图像处理软件为主要研究手段,以形状系数为孔隙形态表征参数,并选取低压N2吸附等为辅助研究手段,对四川盆地及周缘地区的典型钻井A-D 井龙马溪组及筇竹寺组黑色页岩中纳米孔隙的形态特征进行定量研究。研究发现黑色页岩纳米孔隙形态受孔隙类型（赋存位置）、有机质显微组分、地层埋藏深度、热成熟度及孔隙尺寸等因素综合控制。具体体现在：（1） 有机质孔、粒间孔和粒内孔所占比例、孔径分布与孔隙形态具有明显差异,反映这三类孔隙的演化受成岩作用的影响不同。（2） 固体沥青纳米孔隙比其他显微组分中的纳米孔隙更加规则。（3） 与埋藏深度密切相关的压实作用很可能会在垂向上压缩孔隙,一方面令孔径缩小,另一方面让孔隙形态往狭长–裂缝形发展。（4） 有机质孔形态随热成熟度升高总体上会变得更加规则,但这种趋势可能会被孔隙间的合并及压实作用等破坏。（5） 面积更小的孔隙形态往往比面积更大的孔隙更规则。初步研究显示固体沥青纳米孔隙形态代表着高过成熟页岩气储层中主体储集空间所处压力环境,但固体沥青纳米孔隙形态随孔隙压力的演化模式及利用固体沥青纳米孔隙形态表征其所在层系异常高压维持状况及页岩气保存状况的可能性尚需进一步研究。     

四川盆地下古生界黑色页岩纳米孔隙形态的影响因素及其地质意义

以场发射扫描电镜与Pores and Cracks Analysis System （PCAS） 图像处理软件为主要研究手段，以形状系数为孔隙形态表征参数，并选取低压N2吸附等为辅助研究手段，对四川盆地及周缘地区的典型钻井A-D 井龙马溪组及筇竹寺组黑色页岩中纳米孔隙的形态特征进行定量研究。研究发现黑色页岩纳米孔隙形态受孔隙类型（赋存位置）、有机质显微组分、地层埋藏深度、热成熟度及孔隙尺寸等因素综合控制。具体体现在：（1） 有机质孔、粒间孔和粒内孔所占比例、孔径分布与孔隙形态具有明显差异，反映这三类孔隙的演化受成岩作用的影响不同。（2） 固体沥青纳米孔隙比其他显微组分中的纳米孔隙更加规则。（3） 与埋藏深度密切相关的压实作用很可能会在垂向上压缩孔隙，一方面令孔径缩小，另一方面让孔隙形态往狭长–裂缝形发展。（4） 有机质孔形态随热成熟度升高总体上会变得更加规则，但这种趋势可能会被孔隙间的合并及压实作用等破坏。（5） 面积更小的孔隙形态往往比面积更大的孔隙更规则。初步研究显示固体沥青纳米孔隙形态代表着高过成熟页岩气储层中主体储集空间所处压力环境，但固体沥青纳米孔隙形态随孔隙压力的演化模式及利用固体沥青纳米孔隙形态表征其所在层系异常高压维持状况及页岩气保存状况的可能性尚需进一步研究。     

沉积岩中粘土矿物定量分析的研究

扫描电镜(SEM)与X射线能量色散分析(EDX)联用,可获得粘土矿物微区成分和全样平均成分,并求出样品中的矿物含量,实验采用纯矿物人工配比组合样,进行SEM/EDX条件试验,矿物定量的相对误差小于5%.为考察该方法的实用性,做了湖南风化型矿石海泡石定量,还对安徽嘉山和江苏金层凹凸棒石进行矿物定量,均得到满意的结果,为了解矿区矿物组合特点和评价粘土矿床提供了依据.     

几种不同产地软玉的岩相结构和无破损成分分析

利用质子激发X射线荧光(PIXE)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及激光拉曼光谱(LRS)技术对个来自中国新疆、俄罗斯、加拿大和新西兰等地的软玉样品的进行了岩石矿物学特征分析,从成分组成和微观织构方面比了各地软玉的不同特征。实验结果显示了软玉作为透闪石质玉石,随着Fe_2O_3含量的增加,逐步向阳起石过渡。中国和田以其特有的毛毡状纤维交织结构,形成了均匀细腻、油脂光泽的表面特征。无破损成分分析方法为研究贵重的古玉样品提了技术支持。     

The red–orange patina developed on a monumental dolostone

Orange and reddish patinas developed on a dolostone of the cathedral of Lleida (Spain) have been analysed and characterised by XRD, SEM/EDX, ICP/MS, optical microscopy and Mössbauer spectroscopy. From the experimental data, a biologically induced transformation of the dolomite rock forming crystals, which form a dolomitic patina of micrite size, can be stabilised. Furthermore, the iron oxides as determined by Mössbauer spectroscopy play a role as colouring patina, together with organic matter from the bioactivity. Erosive and constructive processes, as determined through the SEM observations, lead to aesthetical and microstructural changes in the stone surface.     

Mg/Ca比对微生物成因的碳酸盐矿物种类和形态的影响

研究Mg/Ca比对生物成因的碳酸盐矿物种类和形态的影响是研究各种含镁方解石形成机理的关键。本文在Mg/Ca摩尔比分别为1、2、4、6和8的条件下进行了为期55d的硫酸盐还原细菌诱导碳酸盐矿物形成的实验,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了Mg/Ca比对碳酸盐矿物种类和形态的影响。实验结果表明:①Mg/Ca比与矿物的种类之间存在密切的关系。在Mg/Ca摩尔比较低(1和2)时仅形成高镁方解石,在Mg/Ca摩尔比为4时,形成的矿物组合为含镁方解石+高镁方解石,在Mg/Ca摩尔比为6和8时,矿物组合为高镁方解石+单水碳钙石+钙白云石;②Mg/Ca比影响矿物的生长速率。Mg/Ca比越高,晶体生长速率越快;③Mg/Ca比明显影响矿物的形态。随着Mg/Ca比的增大,矿物的形态有如下发展规律:哑铃形→花菜状→光球状→刺球状。这些研究结果将有助于探讨制约含镁碳酸盐矿物种类和形态的机制。     

山东刚玉巨晶中包裹体研究Ⅱ：氯化物与地幔液相的物质组成

利用电子探针,扫描电镜在山东碱性玄武岩中产出的刚玉巨晶中发现了许多氯化物包裹体,这些氯化物可能以石盐为主,它的发现表明在较浅深度的地幔液相中也存在较多的氯。     

青藏高原东北缘早渐新世—早中新世干旱化的粘土矿物学证据——以兰州盆地为例

为揭示青藏高原东北缘早渐新世—早中新世气候环境演化及干旱化事件,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微分析(SEM)等现代测试技术,对甘肃兰州盆地早渐新世—早中新世沉积物中粘土矿物的微观形貌、相对含量、V(Ill+Chl)/V(Sme)比值等参数进行了系统研究。结果表明,早渐新世—早中新世沉积物中粘土矿物主要有伊利石、绿泥石、蒙脱石以及少量的伊-蒙混层粘土矿物,指示该时间段气候总体以干旱为特征,局部出现相对温暖潮湿的气候。根据粘土矿物相对含量及V(Ill+Chl)/V(Sme)比值变化特征将兰州地区早渐新世—早中新世的气候环境演化划分为以下4个阶段:(Ⅰ)31.5~28.8 Ma相对温干偏湿的气候阶段;(Ⅱ)28.8~26.2 Ma相对冷干的气候阶段;(Ⅲ)26.2~22.1 Ma相对温暖潮湿的气候阶段;(Ⅳ)22.1~16.5 Ma相对温干偏湿的气候阶段。扫描电子显微分析表明,在相对温暖潮湿的时期,粘土矿物溶蚀较明显;在相对干旱的时期,粘土矿物表现显著的物理风化特征。以上粘土矿物学特征所揭示的阶段性干旱可能与青藏高原的阶段性隆升相对应。