碱、芒硝等盐类矿物薄片的制备

盐类矿石薄片的制备方法在国內外的一些文献中有所论述,但多偏重于钾盐矿石和古老盐矿石;至于第四纪盐湖中常见的芒硝（Na₂SO₄·10H₂O）、苏打（Na₂CO₃·10H₂O）和天然碱（Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O）矿石薄片制备的方法介绍甚少。这些含水碳酸盐、硫酸盐类矿物加热易失水,通常置放于室內时表面很快风化失水呈白色粉末状,并易溶于水中,因此不易制成薄片。最近我们作了多次实验,取得一些经验,在此作一介绍以供有关人员参考。实验过程中得到中国科学院地质研究所工厂领导的大力支持和安芷生同志的协助,复照组代为摄制照片,內蒙地质局208地质队提供了样品,谨在此一并致谢。     

西北三个硫化物矿床氧化带中纖钠铁矾的初步研究

前言纤鈉铁矾（Sideronatrite）,是一种并不常見的硫酸盐矿物,化学分子式为2Na₂O·Fe₂O₃·4SO₃·7H₂O。它在国内文献中还未曾报导过。在我们研究过的西北若干硫化物矿床氧化带中,发現有三个矿床氧化带产纤鈉鉄矾,其中两个矿床的纤鈉铁矾发育較好,含量很多。作者在“西北干旱地区多金属矿床氧化带研究”一文里,曾将纤鈉鉄矾与叶绿矾这两种矿物混为一談,在此特作修正。     

银星石晶体结构的测定

有关银星石的矿物学工作,不少学者作过研究,但对其化学式、晶胞参数等有不同看法,对于空间群的判定亦未作详细叙述。本文通过银星石晶体结构的测定认为该矿物属斜方晶系,空间群系 C_2v⁹-P_（c2）1n而非 D_2h¹⁶-P_cmn,共化学式为 Al₃（OH）₃（PO₄）₂·6H₂O,每个晶胞中含有四个分子。同时文中也对银星石的物理性质作了较满意的解释。     

斜发沸石岩的阳离子交换性能——对钾离子选择吸附的研究

斜发沸石是天然沸石中较常见和具有实际应用价值的一种。其化学分子式为:Ca（Na·K）₄Al₆Si₃₀O₇₂·24H₂O。关于斜发沸石的吸附、阳离子交换等性能,国外已有很多研究,并已将天然的斜发沸石、丝光沸石应用于从空气中富集氧、石油化工、原子能放射性废水和工业污水的处理、干燥剂,土壤改良剂、造纸充填剂等许多方面。     

锌赤铁矾和锌叶绿矾——两种新的硫酸盐变种矿物

前言作者等于1956-1957年在柴达木北緣某鉛鋅矿床氧化带中找到若干含鋅很高的硫酸盐矿物。其中二种,經过1962-63年的室內工作肯定为鋅赤铁矾（Zincobotryogen）和鋅叶綠矾（Zincocopiapite）。前者是赤铁矾族的新变种,后者是叶綠矾族的新变种。它們在成分上接近于这两族矿物的鋅的极端組分,即鋅赤铁矾的理論分子式为ZnFe³⁺（SO₄）₂（OH）·7H₂O,鋅叶綠矾的理論分子式为ZnFe₄³⁺（SO₄）₆（OH）₂·2OH₂O。工作中曾利用了叶韵琴同志采集的部分标本。     

索伦石的晶体结构

索伦石是1961年在我国发现的一种新矿物。成分为CaO·SiO₂·H₂O,是人工和天然的含水硅酸钙矿物中CaO∶SiO₂∶H₂O=1:1:1的唯一一种矿物,因此索伦石结构的测定对了解这一类矿物的晶体化学当有助益。     

我国产出的板硼石晶体

前言板硼石(Inyoite--Ca₂B₆O₁₁·13H₂O)是由 W.T.沙勒（Schaller）在美国加利福尼亚州死谷发现的一种含水的钙硼酸盐矿物,以后在加拿大新不伦瑞克（New Brunswick）、苏联的印迭尔和秘鲁的一干盐湖沉积物中均有发现。近几年来,在我国个别表生硼酸盐矿床中也发现有板硼石产出,其中有一矿床所产的板硼石晶形十分完美,因而使我们有可能对这些晶体进行较全面的分析和研究,本文即主要报导我们工作的初步结果。     

柱钾铁矾——我国首次报导的一种硫酸盐矿物

一、前言柱钾铁矾（Goldichite）,是1955年在美国犹他州发现的一种新矿物。其化学成分为 K₂O·Fe₂O₃·4SO₃·8H₂O。在以后的国外文献中尚未发现柱钾铁矾的报导,它在我国的发现可能是文献中的第二次报导。我国西北某矿床氧化带产柱钾铁矾的事实早巳被人们知道。在地质部地质博物馆,北京地质学院陈列馆及中国科学院地质研究所等单位均保存着这种矿物标本。前人曾将柱钾铁矾误定名锰明矾,或更形象地称它叫紫矾。     

基于DFT方法的注热蒸汽开采CH4吸附机理

为探究不同煤阶煤吸附CH₄和H₂O吸附机理,采用量子化学方法中的密度泛函理论（DFT）,在B3LYP/6-31G基组上计算了不同煤阶煤的大分子稳定构型及煤分别吸附CH₄、H₂O及CH₄与H₂O共存条件下的吸附能和电荷转移情况。研究结果表明:煤吸附CH₄为物理吸附,随着煤阶升高,煤吸附CH₄能力增强;吸附H₂O时以氢键形式作用,其中煤中含氧官能团为氢键供体,H₂O中-OH为氢键受体,随着煤阶升高,吸附H₂O能力减弱;当H₂O与CH₄共存时,H₂O抢占CH₄吸附位,导致煤优先吸附H₂O,使吸附态CH₄减少,游离态CH₄增多。从分子水平完善了煤吸附甲烷和H₂O的吸附机理,为注热蒸汽开发煤层气奠定了吸附理论基础。      

钨的气态迁移与岩浆-热液成矿作用:实验研究及其成矿学意义

低密度的水热蒸气和超临界似气流体广泛存在于中地壳至地球表面的各种地质环境中, 是成矿金属搬运和富集的重要介质。火山喷气凝结水、火山结壳和升华物、矿床的流体包裹体气相中均存在具有地质意义的W含量或含钨矿物, 表明W同样可在含水气相中溶解和迁移。本文在350 ℃~400 ℃和压力为60~200 bar的实验条件下, 测定了WO₃-H₂O体系中W在水蒸气和似气流体中的溶解度, 考察了水蒸气压力对W溶解度的影响。结果显示, W在水蒸气中的逸度(或含量)远高于依据无水体系中固体WO₃挥发性数据计算的蒸气压力, 证明气态溶质W与溶剂水蒸气之间存在促进W溶解的水合作用。经热力学方法分析, 认为可能形成了WO₃·nH₂O(g)形式的水合气体物种, 其水合数n在350 ℃、370 ℃和400 ℃时分别为1.4、1.6和2.9。因此WO₃·3H₂O(g)或H₂WO₄·2H₂O(g)及H₆WO₆(g)在温压较高的岩浆-热液或气成-热液成矿环境中(如斑岩系统)对W的气态迁移和浓集可能具有重要作用, 而在温压较低的水热蒸气条件下, W的迁移形式可能以水合数较小的WO₃·H₂O(g)(或H₂WO₄)和WO₃·2H₂O(g)(或H₂WO₄·H₂O)物种为主, 其含量或比例随水蒸气的压力而改变。某些斑岩型和脉型钨(钼)矿床常存在富气体包裹体, 伴随酸性岩浆结晶出溶的以低盐度含水蒸气占优势的岩浆流体对斑岩系统中W、Mo在高温阶段的气态迁移和矿质在花岗岩体顶部和上覆岩层的聚集具有重要意义, 之后蒸气冷凝可产生高盐度的含矿卤水或与渗流地下水混合形成低-中等盐度的成矿流体, 流体的减压沸腾(相分离)和对围岩的交代蚀变导致W、Mo等金属在不同阶段和构造-岩性部位沉淀富集。     

陕西发现绿纤石矿物

1975年我们在鉴定陕西汉中超基性岩岩体矿物时,发现了绿纤石矿物,对其进行了X射线粉晶分析及光性特征鉴定,现作一报导。绿纤石Ca₄（Mg,Fe,Mn）（Al,Fe,Ti）,（OH）₂[（Si₃OH）（SiO₄）₅],2H₂O产自超基性岩体的辉长岩蚀变带中,主要分布在走向200°、倾向53°及走向30°、倾向82°的两组节理面上,多成放射状集合体产出。单体无色,集合体呈很浅的灰绿色。玻璃光泽。具柱面条纹。性脆,硬度小,比重3.19。     

含NaCl和Na2SO4双组分盐渍土的水盐相变温度研究

盐渍土相变温度是判断土体中水分冻结与融化、盐分结晶与溶解的重要参数。不同盐分含量相变温度的差异,给盐渍土在降温过程中的水盐迁移过程及变形规律的模拟带来极大的不确定性。通过降温试验,研究了降温过程中氯盐和硫酸盐综合作用盐渍土中水盐相变温度的变化情况。结果表明：全盐量相同时,盐结晶温度随NaCl和Na₂SO₄比例的不同而不同。随NaCl的加入,在Na⁺同离子效应的影响下,Na₂SO₄更容易结晶,但土体的冰和芒硝共晶点温度下降,使得冰含量显著减少,从而降低了孔隙溶液中固相的产生比例,起到抑制Na₂SO₄盐渍土盐冻胀变形的作用。当土中只含Na₂SO₄盐时,随Na₂SO₄浓度的增加,冰和芒硝共晶点的温度先上升而后缓慢下降,二次相变前冰盐的累积量是导致冰和芒硝共晶点产生这种变化的主要原因。盐渍土三相共晶点温度随NaCl含量的增加呈现上升趋势,这是因为随着NaCl的加入,在发生三相共晶前,孔隙溶液发生相变的固相含量减少,从而使孔隙结构对三相共晶点的影响减小。此外,含有NaCl与Na₂SO₄双组分的盐渍土,水分和盐分可能以单固相、双固相以及三固相状态析出。研究结果可为深入认识盐渍土的相变规律及物理性质提供理论支撑。     

水碳硼石——一种新硼碳酸盐矿物

1963年6月我们在某盐湖湖滨工作时,发现一种透明无色-浅褐色具完好尖菱面体状晶形的矿物。加冷的稀盐酸溶解时,矿物剧烈发泡,并结晶出大量六方片状的硼酸晶体。经过矿物学、化学和X-射线的研究,确定该矿物和文献上所有已知的硼酸盐和碳酸盐矿物不同,是一种新矿物。其化学分子式为MgCa₂[CO₃|B₂O₅]·10H₂O。     

Hydration vs. oxidation: Modelling implications for Fe–Ti oxide crystallisation in mafic intrusions, with specific reference to the Panzhihua intrusion, SW China

Recent work on the Panzhihua intrusion has produced two separate models for the crystallisation of the intrusion:（1） low-Ti,high CaO and low H₂O（0.5 wt.%） parent magma（equivalent to Emeishan low-Ti basalt） at FMQ;and（2） high-Ti,low CaO and higher H₂O（>1.5 wt.%） parent magma（equivalent to Emeishan high-Ti basalt） at FMQ + 1.5.Modelling of these parent magma compositions produces significantly different results. We present here detailed f（O₂） and H₂O modelling for average compositions of both Emeishan high-Ti and low-Ti ferrobasalts in order to constrain the effects on crystallisation sequences for Emeishan ultra-mafic -mafic layered intrusions.Modelling is consistent with numerous experimental studies on ferro-basaltic magmas from other localities（e.g.Skaergaard intrusion）.Modelling is compared with the geology of the Panzhihua intrusion in order to constrain the crystallisation of the gabbroic rocks and the Fe-Ti oxides ore layers.We suggest that the gabbroic rocks at the Panzhihua intrusion can be best explained by crystallisation from a parent magma similar to that of the high-Ti Emeishan basalt at moderate H₂O contents（0.5-1 wt.%） but at the lower end of TiO₂ content for typical high-Ti basalts（2.5 wt.%TiO₂）. Distinct silicate disequilibrium textures in the Fe-Ti oxide ore layers suggest that an influx of H₂O may be responsible for changing the crystallisation path.An increase in H₂O during crystallisation of gabbroic rocks will result in the depression of silicate liquidus temperatures and resultant disequilibrium with the liquid.Continued cooling of the magma with high H₂O then results in precipitation of Mt-Uv alone. The H₂O content of parent magmas for mafic layered intrusions associated with the ELIP is an important variable.H₂O alters the crystallisation sequence of the basaltic magmas so that at high H₂O and f（O₂） Mt -Uv crystallises earlier than plagioclase and clinopyroxene.Furthermore,the addition of H₂O to an anhydrous magma can explain silicate disequilibrium texture observed in the Fe-Ti oxide ore layers.     

Raman Micro-Spectroscopic Study of Sulfate Ion in the System Na2SO4 – H2O

This work aims to quantify sulfate ion concentrations in the system Na₂SO₄-H₂O using Raman micro-spectroscopy.Raman spectra of sodium sulfate solutions with known concentrations were collected at ambient temperature（293 K） and in the 500 cm^₁-4000 cm^-1 spectral region.The results indicate that the intensity of the SO₄^2- band increases with increasing concentrations of sulfate ion.A linear correlation was found between the concentration of SO₄^2-（c） and parameter I₁,which represents the ratio of the area of the SO₄^2- band to that of the O-H stretching band of water（A_s/A_w）:I₁=-0.00102+0.01538 c.Furthermore,we deconvoluted the O-H stretching band of water(2800 cm^-1-3800 cm^-1) at 3232 and 3430 cm^-1 into two sub-Gaussian bands,and then defined Raman intensity of the two sub-bands as A_Bi(3232 cm^-1) and A_B2(3430 cm^-1),defined the full width of half maximum（FWHM） of the two sub-bands as W_B1(3232 cm^-1) and W_B2(3430 cm^-1).A linear correlation between the concentration of SO₄^2-（c） and parameter I₂,which represents the ratio of Raman intensity of SO₄^2-（A_s）(in 981 cm^-1) to(A_B1+A_B2),was also established:I₂=-0.0111+0.3653 c.However,no correlations were found between concentration of SO₄^2-（c） and FWHM ratios,which includes the ratio of FWHM of SO₄^2-（W_s） to W_B1 W_B2 and W_B1+B2(the sum of W_B1 and W_B2),suggesting that FWHM is not suitable for quantitative studies of sulfate solutions with Raman spectroscopy.A comparison of Raman spectroscopic studies of mixed Na₂SO₄ and NaCI solutions with a constant SO₄^2- concentration and variable CI^- concentrations suggest that the I\ parameter is affected by CI^-,whereas the I₂ parameter was not.Therefore,even if the solution is not purely Na₂SO₄-H₂O,SO₄^2- concentrations can still be calculated from the Raman spectra if the H₂O band is deconvoluted into two sub-bands,making this method potentially applicable to analysis of natural fluid inclusions.     

长春地区中更新世晚期古环境重建的沉积地球化学与孢粉学证据

通过对长春地区HDBZK-1孔沉积序列的热释光测年和沉积物粒度分析,选取对气候变化较为敏感的K₂O、Na₂O、MgO、CaO、Al₂O₃等氧化物及K₂O/ Na₂O、Al₂O₃/(Al₂O₃+CaO+Na₂O)作为环境代用指标,并与孢粉分析资料相结合,分析了长春地区中更新世晚期（约280～120 kaB.P.）的气候环境变化。结果表明：该区中更新世晚期总体经历了4次明显的冷干-暖湿气候变化,即寒冷干旱（281.6～244.0 kaB.P.）-温凉稍湿（244.0～215.0 kaB.P.）-寒冷干旱（215.0～ 131.8 kaB.P.）-以淡水藻类花粉突然增多为明显标志的暖湿（131.8～126.4 kaB.P.）;这与深海氧同位素曲线所反映的气候变化旋回有较好的对应关系。     

柴达木盆地别勒滩杂卤石矿床特征及其沉积环境研究

别勒滩是青海察尔汗盐湖固体钾矿的主要分布区段,也是企业固转液开采和生产钾盐的主要矿区,该区段分布着大面积的杂卤石矿(K₂Ca₂Mg[SO₄]₄2H₂O)。文章利用2022年察尔汗盐湖储量核查项目获得的岩芯样品和钻孔资料,通过系统的分析测试,开展别勒滩杂卤石成矿特征及沉积环境研究。文章首次查明别勒滩区段杂卤石矿床分布面积超过150 km²,平均厚度0.8 m,w(K₂SO₄)平均大于5%,计算获得K₂SO₄资源量2089.79×10⁴t。研究认为,别勒滩杂卤石形成于钾石盐、光卤石析出阶段的高浓缩盐湖相沉积环境,周期性淡化带入的大量Ca²⁺和SO₄^2-与卤水中含量较高的K⁺、Mg²⁺离子反应形成了杂卤石矿层。别勒滩杂卤石矿层具有较好渗透性和给水...     

雪硅钙石的矿物学特征研究

研究发现,雪硅钙石是一种硅酸钙水化物.根据电子探针分析结果计算得到的化学式为（Ca_4.424K_0.021Mg_0.003）_4.448（Si_5.731Al_0.728）_6.465O₁₆（OH）₂·4H₂O,与经典化学式Ca₅Si₆O₁₆（OH）₂·4H₂O基本一致.通过X射线粉晶衍射结果分析认为,该雪硅钙石属于1.4 nm类型雪硅钙石.雪硅钙石矿物呈放射状纤维集合体,颗粒大小为0.2 mm×0.5 mm×0.3 mm,黄褐色,正低突起,最高干涉色为Ⅰ级黄,二轴晶正光性,光轴角为53°.     

盐渍土与盐溶液冻结温度关系的试验研究

通过不同降温方式的冻结温度试验,明确了降温速率对土体冻结温度的影响,并采用快速降温方法,测定了不同含水率的三种天然氯（亚）盐渍土和黄土的冻结温度,以及不同浓度Na₂SO₄、NaCl溶液和由溶液配制的黄土的过冷温度和冻结温度,分析了降温速率、含水率、含盐量、盐类对土和溶液相变过程的影响。结果表明,快速降温得到的冻结温度值比缓慢降温得到的值偏低。当含水率低于盐渍土的塑限含水率时,水分是冻结温度的主要制约因素;当含水率大于土的塑限含水率时,天然盐渍土的含盐量对土的冻结温度起控制作用,Na₂SO₄含量控制含盐土的第一次相变,NaCl含量控制含盐土在低温下的第二次相变;低含盐量黄土含水率低于塑限含水率时,冻结温度随含水率增大而增大,但当含水率高于饱和含水率时,冻结温度随含水率变化不大。含Na₂SO₄的土和溶液的过冷温度变化规律与冻结温度变化规律类似,且其温度差值较小,通过Na₂SO₄溶液的冻结温度试验,可近似得到同浓度下含水率为16%只含Na₂SO₄黄土的冻结温度。     

松辽盆地北部上二叠统林西组地球化学特征及地质意义

为探讨松辽盆地北部林西组地球化学特征、沉积环境及构造背景,对该区黑富地1井所钻遇的上二叠统林西组暗色泥质板岩进行主量元素、微量元素和稀土元素测试分析,结果表明：样品主量元素平均质量分数SiO₂为65.05%、Al₂O₃为17.23%、CaO为2.58%、Na₂O为2.84%、K₂O为3.29%,K₂O/Na₂O值为0.20~3.48,A1₂O₃/（CaO+Na₂O）值为0.41~8.01;稀土元素w（∑REE）值介于80.68×10^-6~215.59×10^-6之间,平均值为173.41×10^-6,δEu值介于0.61~0.88之间,平均值为0.70,表现为Eu的负异常,δCe值介于0.91×10^-6~1.01×10^-6之间,为微弱的Ce负异常,LREE富集,HREE亏损;微量元素以亏损Nb、Ta、Sr,相对富集Rb、Ba、La、Ce、Pb、Nd、Sm为特征。样品元素分析和物源w（TiO₂）-w（Ni）、La/Th-w（Hf）等判别图解表明,林西组沉积物源具有多样性,主要来源于上地壳长英质物源,还有少量来自中、基性岩火成岩物源区。样品微量元素标准化蛛网图,稀土元素球粒陨石标准化配分模式图,K₂O/Na₂O-w（SiO₂）、Th-Co-Zr/10、F₂-F₁构造背景判别图及地球化学参数对比结果表明,松辽盆地北部林西组物源构造背景主要为活动大陆边缘和大陆岛弧,可能形成于靠近大陆岛弧的活动大陆边缘构造背景。林西组应形成于海陆过渡相到陆相环境,水体由半咸水逐渐转变为淡水。