化学成分和键价对矿物晶体结构形式的影响

本文从晶体化学观点出发,以硫酸盐矿物为例,探讨了影响矿物晶体结构形式的因素——化学成分因素(z/x比值)和原子键价(S)因素。它们直接制约着矿物的晶体结构形式。利用矿物的化学组成,原子的键价数据以及键价规则既可解释已有的结构,同时在某种程度上也可预测未知的矿物结构。     

颗粒材料的微观临界状态理论模型

存在临界状态是颗粒材料的一个重要特性。基于孔隙胞元的颗粒离散元方法对二维颗粒体进行双轴加载数值试验,在详细分析数值模拟结果的基础上,从微观几何组构的角度揭示了临界状态的存在机制。基于剪胀性原理,提出了以接触价键表征的微观临界状态理论模型,得到了接触价键与塑性剪切应变的关系表达式,理论模型的结果和二维离散元数值模拟得到的结果吻合较好。通过比较不同情况下数值结果和理论模型中的参数,得到以下结论：表征微观临界状态的参数（临界接触价键和达到临界状态所需要的塑性剪切应变）依赖于颗粒体的微观特性,如颗粒形状、表面摩擦性质、颗粒体的围压和初始孔隙比。     

矿物填料在橡塑制品中的应用

矿物填料在橡塑制品中的应用吴季怀（华侨大学材料物理化学研究所，福建泉州３６２０１１）关键词矿物填料橡塑制品材料科学粘土矿物填料属水合硅铝酸盐，是由硅氧四面体和铝氧八面体按一定规则叠合而成，在其表面存在羟基、不饱和键（剩余价键）、Ｌｅｗｉｓ和Ｂｒｏｎｓ...     

基于接触价键的颗粒材料微观临界状态

用颗粒离散元法,分别对二维圆形、椭圆形颗粒体进行了双轴压缩数值模拟。微观尺度的变形是基于孔隙胞元和其中的变形来计算的,而单个孔隙胞元的变形通过周围颗粒的相对运动来计算。针对该方法提出了以接触价键（每个孔隙胞元的边数）来表征颗粒材料微观临界状态的理论。为了定义临界接触价键的极限值,分别讨论了摩擦系数较大、较小时的两种情况。文中给出了微观几何织构（包括接触价键、孔隙胞元的形状、孔隙比）随压缩变形的演变过程,比较了不同颗粒形状、颗粒间摩擦系数以及颗粒体的固结压力对颗粒体的微观力学性能的影响。计算结果表明,颗粒材料的微观临界状态并不是可以唯一表征的,而是受围压、摩擦系数,颗粒形状等参数的共同影响。     

含Mg矿物和玻璃中Mg的局部结构研究

本文用同步辐射的MgK-边X射线近边结构谱(XANES)研究了9种含Mg矿物的MgK-边特征谱,其谱的能量位置随着配位数的增加而增大;建立了含Mg矿物中Mgk-边的能量与Mg-O键距的关系CaMgSi2O6(Di)-NaAlSi3O8(Ab)玻璃中MgK-边XANES的能量和Mg-O的键长的关系.在Di-Ab玻璃中的Mg-O键距是0.2±0.004nm.表明本方法可以作为研究含Mg矿物Mg的配位与局部结构新的结构探针.     

黄铁矿与石英含金机理探讨

从晶体结构化学角度出发，分析了金的电子结构及性质、黄铁矿晶体结构特点、二氧化硅的电子结构特点和石英晶体表面特征；探讨了Au^＋和Au^－离子形式分别替代Fe^2 离子和S^2-离子的形成机理以及以可见金方式在黄铁矿中的赋存机制；认为金在黄铁矿中的富集主要与其晶体结构有关，特别是与黄铁矿中Fe-S，S-S，Au-S和Fe-Au键的电子结构特点有关；应用稳定配合物的18电子规则和晶体生长的界面相模型探讨了石英含金机理；研究表明，石英含金不仅与石英表面的结构、内部缺陷和表面特征有关，还与石英生长的环境有关，尤其是与石英表面键的电子结构特点有关，并主要受石英晶体生长过程中的界面相的控制。     

X射线光电光谱表征金属氧化物的酸碱性

本文探讨了氧配位的八面体及四面体的金属配合物中氧原子的价态变化及其酸碱性差异之间的关系。首先利用X射线光电光谱（XPS）分别推导出了氧原子在碱及碱土铝酸盐、铬酸盐、高铁酸盐、钼酸盐及钨酸盐中的价态,随后对氧原子的价态及氧化物的酸碱性质进行了比较。研究结果表明,氧原子的价态在这两种配位构型的化合物中没有显著的差别,其酸碱性的不同在于四面体配位的金属化合物中O2p态在非成键和成键的电子密度中高价带的分裂。     

碳酸盐矿物热分解机理的研究

本文主要根据碳酸盐矿物的热分析结果,研究不同的碳酸盐矿物热分解温度不同的机理,以及影响同一种碳酸盐矿物分解性质的物理化学因素。不同碳酸盐矿物热分解温度不同,这种差别可用构成碳酸盐矿物晶体的金属阳离子与CO_3~(2-)离子之间的结合力不同来解释。影响同一种碳酸盐矿物热分解温度的因素:一是其组分中少量化学杂质在加热时的热反应与碳酸盐矿物的热分解反应互相影响,使其热分解温度提前或推迟;二是在其晶体结构中存在类质同象的离子置换现象,不同的金属阳离子与CO_3~(2-)离子的结合性质不同,使原来很规则的晶体结构中出现一些不规则部分,这些不规则部分的热分解与规则部分有差异,就必然影响碳酸盐矿物的热分解。     

黄铁矿含金机理探讨

在大多数金矿床中,黄铁矿是金的主要载体矿物之一.本文从黄铁矿的晶体结构化学角度出发,分析了黄铁矿的晶体结构特点;探讨了金以An⁺和An^-离子形式分别替代Fe²⁺离子和S^2-离子的形成机理以及以可见金方式在黄铁矿中的赋存机制.通过分析,认为金在黄铁矿中的富集主要与黄铁矿的晶体结构有关,特别是与黄铁矿中的Fe-S、S-S、An-S和Fe-Au键的电子结构特点有关.     

金川镍矿尾矿砂中Ni和Cu赋存状态研究

金川镍矿浮选尾矿数量巨大,含有相当可观的有价金属,其中有价金属的回收受到越来越多的关注。金川老尾矿库尾矿砂中Ni和Cu赋存状态复杂,水溶性矿物态、可交换离子态、碳酸盐态、结晶度较差的Fe氧化物态、结晶度较好的Fe氧化物态、硫化物态和残渣态中都含有数量不等的有价金属Ni和Cu;尾矿砂风化作用释放的金属阳离子大多数在发生氧化的硫化物位置原位发生水解沉淀形成次生矿物,有价金属Ni和Cu在尾矿库中没有发生明显的富集。金川镍矿尾矿砂中Ni和Cu适于用化学酸溶浸出的方法进行二次回收。     

伟晶岩绿柱石矿物学及其通道水氢同位素研究进展

自然界绿柱石存在三个类质同象系列,即“八面体”绿柱石（ｃ／ａ＝０．９９１￣０．９９６）,“正常”绿柱石和“四面体”绿柱石。绿柱石矿物精细结构研究表明,二价离子置换八面体中Ａｌ,Ｌｉ置换四面体中Ｂｅ,而碱离子被绿柱石通道所容纳,用于补偿低价阳离子置换Ａｌ八面体和Ｂｅ四面体引起的电价不足。伟晶岩绿柱石通常含有〉１．６ｗｔ％的通道水,而包裹体中流体仅为０．１５ｗｔ％左右。室温下绿柱石通道中存在１型和Ⅱ     

天然金刚石的定向红外光谱研究

本文对天然金刚石在垂直于（100）、（110）和（111）三个方向上定向红外光谱进行了定量比较分析，指出C－H键和C－C键在以上三个方向上的浓度不相同，引起C－C键和C－C键在不同方向上的浓度差异是由于氢具有优先取代垂直于（111）方向上C－C键中碳原子的倾向。     

矿物的成分和结构对其介电常数的影响

一百多种矿物的微波复介电常数的测量结果表明:各类矿物之间的介电特性差异很大,在微波段,ε′和ε″的变化范围为2到4个数量级,在低频段这种差异更大。硫化物类矿物的介电特性变化最大,其次为氧化物类矿物。实验还表明,矿物中的结构水对其介电特性影响不大,而吸附水与ε′之间有如下相关关系:ε′=ε_0~(1p)εw~(15w)。矿物的成分不同,其离子类型、离子半径、离子极化率也不同,使其介电常数发生有规律变化;矿物晶体结构中的不同的结晶方向、结构模式、原子配位数、键型以及矿物的地质产状、变质程度的高低等都能导致介电常数发生很大变化。     

湘西南石英脉型金矿矿物流体包裹体pH值和Eh值的估算

以湘西南石英脉型金矿床为例,研究ｐ Ｈ、Ｅｈ 估算值的结果表明利用围岩蚀变反应方程以及采用碱金属离子、卤素元素离子估算ｐＨ 值是不完善的。本文根据热力学原则（ 相平衡、电价中和） 提出了矿物流体包裹体成分体系计算ｐＨ 估算值的方法,并且讨论了测试包裹体时气体成分外逸是影响ｐＨ 和Ｅｈ 估算值的主要因素之一。     

矿物晶体的缺陷

晶体具有极其规则的原子结构.然而,大多数晶体物质不是完整的,原子排列的规则图像被晶体缺陷所破坏.本文列举不同类型的缺陷:点缺陷(空位、间隙离子、置换离子、反位缺陷、拓扑缺陷、Schottky缺陷和Frenkel缺陷)、线缺陷(位错)、面缺陷(颗粒边界、小角晶界、反相畴和堆垛层错)和体缺陷(空洞和析出物).     

新疆绿色电气石颜色成因研究

新疆绿色电气石颜色成因比较特殊,为了更好地了解其颜色的形成,主要采用化学分析、吸收光谱、穆斯堡尔谱等测试手段对绿色电气石颜色成因进行研究。化学分析结果显示每个样品中均含有少量不同过渡元素离子,如Fe2 、Ti4 、Cr3 等,影响着绿色的形成;利用吸收光谱测试方法确定了致色离子的吸收带位置及主要离子的种类、价态,并根据化学成分计算出相应的化学式,利用穆斯堡尔谱确定了铁离子在晶体中的占位。综合运用上述测试方法,确定了绿色电气石的颜色成因。     

新发现 新观点

美、澳在加发现39.6亿年的岩石据英国《新科学家》报导,华盛顿大学的塞缪尔·鲍林在加拿大北部一个边远地区采集的两种岩石,经堪培拉澳大利亚国立大学用高分辨力离子质谱测定,其年龄为3960Ma,这是迄今地球上发现的最古老的岩石。尽管这个大学的科学家曾用这台装置测定出年龄4300Ma     

含金硫化物矿物中不可能存在负价金

根据原子及离子中电子的行为与结合能之间的关系得到；结合能与颗粒粒径及离子价态均呈正相关。金微粒小至５００ｎｍ左右时其结合能变至８３ｅＶ。由此认为含金硫化物矿物ＸＰＳ谱图上８３ｅＶ附近的激发峰是由微包裹体金引起的。另据同质异能位移与离子ｓ电子密度间的关系特征断定，“化学结合金”并非负价金；且由更准确的Ａｌｌｒｅｄ－Ｒｏｃｈｏｗ电负性数据判断，金不能类质同象取代硫。     

几种锡矿物的穆斯堡尔谱研究

本文对我国一些地区的锡石、黄锡矿、辉锑锡铅矿等锡矿物样品进行了化学成分分析、穆斯堡尔谱测试,并利用穆斯堡尔谱方法区分了这些锡矿物中锡的价态。实测结果表明,锡石中的锡全是Sn~(4+)(六配位),黄锡矿中的锡是Sn~(4+)(四配位),辉锑锡铅矿中的锡有Sn~(4+)及少量 的Sn~(2+)。钙铁榴石中的锡是Sn~(4+),它是以类质同像替换方式进入[Y]位替换Fe~(3+)。同时,讨论了同质异能位移值与价态的关系,I.S值的增大顺序为:Sn~(4+)→Sn~0→Sn~(2+)。根据经验公式,估算了一些锡矿物中氧和硫配位基的电负性,     

某些硫化物矿物中Fe的价态电子探针分析

对湖南上堡、郴县及胶东地区5个黄铁矿样品和5个黄铜矿样品进行的穆斯堡尔谱及电子探针(波谱仪)的分析得出:含Fe~(2+)的黄铁矿中Fe的纯离子浓度I_(La)/I_(Ka)值为0.65±0.05,含Fe~(3+)的黄铜矿中Fe的纯离子浓度,I_(La)/I_(ka)值为0.40士0.05.可见,随Fe价态的升高,比值I_(La)/I_(ka)反而降低.