铁橄榄石-莱河矿组矿物的热力学研究

自从莱河矿作为一个富含Fe~(3+)的正硅酸盐新矿物被研究以来,已有可能将铁橄榄石-莱河矿,看成一个新的矿物系列。在这个系列中已报道的有铁橄榄石、变铁铁橄榄石,高铁铁橄榄石和莱河矿。 此组矿物除铁橄榄石外,热力学性质目前还没有实验资料。为此本文运用了一些近似计算的方法对该组矿物(重点是莱河矿)的热力学参数作了估算,对莱河矿的可能成因和生成条件提出了一些初步看法。     

关于硅灰石化学分析项目的研究

硅灰石矿物是一种自然产出的偏硅酸钙,其分子式为[CaO·SiO_2]_3,理论组成是CaO48.3％、SiO_251.7％。它作为工业矿物仅有卅年的历史,由于它具有低温快速烧成的窑业性能,近几年来已引起国内外有关行业的重视。其化学分析项目仍沿用了最初规定的SiO_2、CaO、MgO、Fe_2O_3、Al_2O_3和灼减等6项。从吉林省所发现的几处硅灰石产地来看,其主要矿物成份是硅灰石、方解石、尚有少量白云石、透辉石、石榴石和葡萄石伴生。测定SiO_2、CaO是想知道矿物的主要成份;测定MgO想知道矿物中透辉石、白云石的含量;测定Al_2O_3想知道矿物中石榴石的含量;测定Fe_2O_3想了解矿物中的有害成份;测定灼减想知道矿物中CO_2的大概数。一般说来测定这6个项目基本上能判定硅灰石的质量。对硅灰石矿床进行工业评价时,主要以矿石中有益矿物硅灰石和     

高铁铁橄榄石及其晶体结构

高铁铁橄榄石(ferrifayalite)是富含Fe~(3 )的硅酸盐矿物,产于我国辽宁省似鞍山式磁铁矿矿床中。它在矿石中分布不均匀,多呈条带状产出,含量一般低于磁铁矿,有时含量可高达10％,晶体主要呈他形粒状,粒径0.25—0.7毫米,个别达1毫米。黑色,半金属光泽,条痕为黑褐色,(100)解理清楚,(010)解理不清楚。有中等磁性,具中等电磁性,硬度5.5—6.5,比重3.967。在偏光镜下不透明,反射光下为灰色,非均质,双反射清楚,折射率是由反射率换算的,在‖解理时N_(546)=2.03±0.04,N_(589)=2.01±0.04;⊥解理时,N_(546)=2.04±0.04,N_(589)=2.03±0.04;重屈折△_(546)=0.01,△_(589)=0.02。化学成分简单,较稳定,Fe_2O_3含量高,可达45.1％,结晶化学式为Fe~(3 )Fe_2~(3 )[SiO_4]_2。该矿物属单斜晶系,空间群为C_(2h)~5—P2_1/b。a=4.808,b=10.171,c=5.824,α=90°。粉晶强谱线有:3.488(10),2.774(9),2.521(10),2.405(7),2.246(7),1745(8)等,线条有弥散现象。差热分析曲线上700℃处有一放热峰。红外光谱在460—620频率段为SiO_4为变形振动,840—1120频率段为SiO_4的伸缩振动。单晶结构分析系用等倾斜魏森堡多重胶片法按橄榄石定向,共收集了0kl—2kl,hk0—hk2,h0l七套照片,246个非零独立衍射点。照片上显示出V_h—D_(2h)—mmm劳埃对称,因为在[010]方向的魏森堡图上见到约40％的h l=2n 1弱衍射点以及在P(VW)原子间向量投影图上没有P(OW)的哈格峰,这就证明晶体中不存在橄榄石空间群D_(2h)~(16)—Pbnm中的n滑移面和m对称面。所以确定唯一空间群C_(2h)~5—P2_1/b。各种原子的坐标参数是根据结晶化学原理和原子间向量投影图确定的R_(okl)=0.23,R_(hko)=0.21。晶体结构分析表明,高铁铁橄榄石是一具有序缺席橄榄石结构型的独立矿物,在结构上具有橄榄石结构的某些相同特征,包括一个相同的四面体方位,但所不同的是以公用稜连结的八面体直链代替了锯齿状链。Fe~(2 )位于对称中心1上。但本矿物在(0,0,1/2)及(1/2,1/2,1/2)对称中心位置上Fe~(2 )作有序空缺席来实现。矿物的解理、硬度、光性等物性在结构上都得到合理的解释。作者对高铁铁橄榄石结构分析时发现该矿物与铁橄榄石之间存在一个Fe~(3 )代替Fe~(2 )的异价类质同象系列的问题。Fe~(2 )被Fe~(3 )按其xFe~(2 )换2/3xFe~(3 )的方式所代替,因此在一些等值结构位置上形成空缺,当空缺位置由无序缺席代替变为有序缺席代替时,其结果必然导致晶体结构由高对称变为低对称。高铁铁橄榄石就是这种量变到质变的产物。它属于不完全的类质同象系列。按元素周期表对角线发展的类质同象代替规律,作者认为也适用于过渡元素的异价离子间的置换,从高铁铁橄榄石这一事实与在其他硅酸盐矿物中所观察到的情况是一致的。根据矿物的化学成分、物理性质及晶胞大小与I. W.金兹堡等人所报道的含MnO_2Ferrifayalite比较,本文作者认为二者可能属于同类矿物,但他们认为该矿物是由锰铁橄榄石 Fe_2O3、 SiO_2三个物相所组成的非独立矿物,他们推测该矿物的结构与本文显然是不相同的。     

安徽省绩溪黑云母二长花岗岩中高铁铁橄榄石大斑晶的研究

高铁铁橄榄石大斑晶产在安徽省绩溪县黑云母二长花岗岩中。岩石呈细粒花岗结构,矿物成分为条纹长石、更长石、石英和黑云母。大斑晶最大粒径可达5cm,其中含有微小的磁铁矿自形晶,呈浸染状或断续脉状。在表生条件下,高铁铁橄榄石局部氧化成褐铁矿。大斑晶的外形、颜色和光泽等酷似黑钨矿。 大斑晶形成于上地幔高温高压条件下,先从花岗岩浆中结晶出铁橄榄石的高压变晶,岩浆沿深断裂向上部运移过程中,随着氧分压的增加而氧化成高铁铁橄榄石。     

莱河矿的晶畴双晶构造及其结构的再研究

莱河矿,作为一个含Fe~(3 )和Fe~(2 )的正硅酸盐新矿物,其矿物学研究和晶体结构分析的初步结果,于1976年作了报导。当时,我们曾以斜方晶系,空间群为Pb2_1m的统计晶胞描述了它的晶体结构,即相应于铁橄榄石具有中心对称的M_1位置上,Fe~(2 )以1/2左右的含量作统计分布。 稍后,中国地质科学院地矿所等单位以“高铁铁橄榄石”的名字,也发表了该矿物的结     

西藏富含金红石层位的发现

1980年笔者参加西藏某地工作,处理人工重砂时发现,该地石炭二迭纪斜长角闪片岩层富含金红石. 斜长角闪石片岩与石榴石黑云母片岩、十字石蓝晶石片岩互层,沿走向呈透镜状分布,厚0.5～3米.斜长角闪片岩由角闪石(50～60%)、斜长石(10～20)、石英(5～10)、金红石(8～10)组成.副矿物有锆石、磷灰石、磁铁矿、黄铁矿、石榴石等.角闪石长轴多与片理一致,岩石中金红石分布均匀.岩石化学分析(%):SiO_245.43,Fe_2O_35.81,FeO 5.8,A l_2O_313.51,CaO 10.94,     

红土夹杂型磁铁矿中磁性铁测定方法探讨

红土夹杂型磁铁矿石是比较特殊的磁铁矿,这类矿石中赤铁矿(Fe_2O_3)和磁铁矿(Fe_3O_4)结合较紧密,其中的赤铁矿在弱磁选矿时也常被选出,而错误的将其归属磁铁矿石类,因此检测该类矿石中的磁性铁,可以通过超声波分离方法使其较彻底的分离。     

金刚石中的矿物包裹体

山东、辽宁金伯利岩区金刚石中的矿物包裹体是单晶相及多晶相的。大部分原生矿物包裹体为橄榄石,也有铬尖晶石、镁铝榴石、单斜辉石、斜方辉石、自然铁、针镍矿、柯石英、方解石及石墨。云母为后生包裹体矿物。橄榄石包裹体矿物富含Fo及Cr_2O_3。镁铝榴石矿物包裹体为紫红色,含Cr_2O_3,MgO及镁铬榴石分子高,形成压力为7.5GPa。单斜辉石包裹体矿物为绿色,形成温度和压力分别为:1531℃和4.5GPa。铬尖晶石包裹体矿物含Cr_2O_3及Cr/(Cr+Al)比值高,而含Al_2O_3低。柯石英的SiO_2含量为99.15％。自然铁含有少量的Co,Ni。针镍矿在金刚石中较常见。在橄榄石矿物包裹体内,见有方解石产出,其为同生矿物包裹体。     

橄榄石中铁有序度的穆斯鲍尔谱学研究

橄榄石是与铬铁矿成因有关的造岩矿物之一,为探讨铬铁矿的成因,有必要对橄榄石中Fe~(2 )的有序、无序分布进行研究。本文用穆斯鲍尔谱学研究了与我国陕西松沟铬铁矿共生的橄榄石中Fe~(2 )在八面体配位位置上的分布,为该矿物形成条件的探讨提供一定的信息。实验是在电磁推动的等加速度穆斯鲍尔谱仪上进行的。实验装置作透射几何安排。从样品透射的γ射线,由一个端窗形的流气式正比计数器接收后,送入多道分析器以多路定标方     

安徽省绩溪黑云母二长花岗岩中高铁铁橄榄石大斑晶的研究

高铁铁橄揽石大斑晶产在安徽省绩溪县黑云母二长花岗岩中.岩石呈细粒花岗结 构，矿物成分为条纹长石、更长石、石英和黑云母。大斑晶最大粒径可达5em，其中含有微小的 磁铁矿自形晶，呈浸染状或断续脉状.在表生条件下，高铁铁橄榄石局部氧化成褐铁矿.大斑晶 的外形、颜色和光泽等酷似黑钨矿. 大斑晶形成于上地慢高温高压条件下，先从花岗岩浆中结晶出铁橄榄石的高压变晶，岩浆沿 深断裂向上部运移过程中，随着氧分压的增加而氧化成高铁铁橄榄石.     

同安郭山高岭土中 SiO_2与 Al_2O_3、Fe_2O_3与 TiO_2的相关关系的初步探讨

众所周知,在高岭土中 SiO_2与 Al_2O_3之间的比值是确定高岭石矿物含量的一个重要参数,而 Fe_2O_3与 TiO_2的含量则是评价高岭土质量的重要参数。所以 SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、TiO_2是高岭土进行化学成分分析的重要分析项目。大量的分析结果表明,高岭土中的 SiO_2含量增高,Al_2O_3含量则相应降低;而 Fe_2O_3     

莱河矿(Fe0.52+Fe1.03+SiO4)的超结构

莱河矿于1976年在中国辽宁省的磁铁矿床中首次被发现,许多人对它进行过研究。该矿物为黑色、不透明,化学式为Fe_0.58²⁺Fe_1.0³⁺Mg_0.03Si_0.96O₄,虽然它的晶体结构近似于橄榄石,但已确定为单斜晶系,空间群为P2₁/b。本文作者利用X射线、电子探针、高分解能透过电子显微镜对该矿物进行了系统的研究,发现它具有假双晶、超结构和显微条纹结构。     

冀东早前寒武纪变质建造磁鉄矿中Si~(4 )的赋存状态探讨

41个磁铁矿采自冀东早前寒武纪变质建造的贫矿(磁铁石英岩)、富矿和近矿围岩。与磁铁矿共生的主要矿物是石英、辉石、角闪石等。在这些磁铁矿的化学分析中,除了Fe_2O_3和FeO外,常有微量的Al_2O_3、TiO_2、V_2O_5、MgO、MnO、CaO。此外,还有少量的SiO_2,一般在0.20—1.65%之间,最高含量可达7.4%。这就提出了这些元素的赋存状态问题。即这些元素是以类质同象方式     

钙钛矿型硅酸盐的热膨胀及地幔分层

位于地下670公里深处的地震不连续带是上、下地幔的分界面,其压强为24GPa,温度为2—3千K。在这样的条件下,上地幔的主要矿物——橄榄石〔(Mg、Fe)_2SiO_4〕、辉石〔(Mg、Fe)SiO_3〕和石榴石〔(Mg、Fe、Ca)_3Al_2Si_2O_2〕将转变为斜方畸变的具钙钛矿结构的〔(Mg、Fe)SiO_3〕矿物或以钙钛矿为主的矿物组合。由于钙钛矿型的硅酸盐至少在70GPa压力下还是稳定的,因而它被认为是下地幔(或许是整个地球)中最主要的矿物。尽管钙钛矿型的硅酸盐很重要,但直到1976年才被发现,而且由于合成这种矿物所需的压力和温度条件很难达到,所以对其物理性质还不甚了解。例如,钙钛矿热膨胀系数对下地幔可能存在的成分模式起着重要的制约作用。最近我们合成了足够量的钙钛矿型的(Mg_0.9,Fe_0.1)SiO_2以便用X射线衍射法测定其在温度达840K时的无压热膨胀。在高温下测得的平均热膨胀系数为4×10~(-6)K~(-1)。这么大的热膨胀系数表明:根据土地幔组分(如地幔岩或石榴石橄榄岩,Mg值≈0.89)的标准模式求得的无压密度,要比推断的下地幔在无压条件下的密度低大纣2%。这一结果显示:上地幔与下地幔的化学性质是不同的;这与地幔热对流的分层模式是一致的。     

高铁铁橄榄石的新研究——兼论铁橄榄石的氧化作用

本文综合应用微束分析技术,包括扫描电镜、电子探针、电子显微镜和激光喇曼探针等多种分析技术,对国内外许多学者感兴趣的高铁铁橄榄石进行了系统深入的研究,发现高铁铁橄榄石通常是铁橄榄石和一系列氧化程度不等的氧化铁橄榄石及其他一些氧化产物的总和,并对高铁铁橄榄石和铁橄榄石的氧化作用提出了一些新认识:(1)铁橄榄石在其形成后至少受到两次蚀变;(2)铁橄榄石氧化的最终产物是玻璃;(3)原先关于高铁铁橄榄石的结构分析、反相畴、超结构和假双晶等问题尚待进一步研究;(4)将高铁铁橄榄石看成是新矿物实属疑问。     

橄榄石有序度的X射线粉晶测定法及其应用

一、序言橄榄石是与铬铁矿成因有关的主要造岩矿物,其中Fe~(2+)的有序—无序分布与矿物形成条件和矿物结晶后的冷却历史有关。为此,七十年代以来不少学者对橄榄石的有序—无序问题进行了探讨。Bancroft Gibbs & Smith (1968)采用X射线单晶结构分析,认为橄榄石中Fe~(2+)的分布是无序的,伯恩斯(1971)通过电子吸收光谱的测定,表明Fe~(2+)在M_2位稍有富集;(?) (1972)用穆斯鲍尔谱分析测定橄榄石的有     

吉林陨石的穆斯鲍尔谱分析

陨石是一种天然的多相矿物体系，其主要矿物如橄榄石、辉石、陨硫铁、锥纹石等都是含铁矿物。穆斯鲍尔效应方法，对于非破坏性探测铁原子在各矿物相中的分布和存在的价态等是一种很有效的手段。1964年，S．S．汉恩(Hanna)和E．L．斯普雷克尔-西格     

辽河群变质相带特征及石榴石的研究

辽河群变质带以博洛铺—红石砬子为基轴,显示南北对称呈EW向展布,变质带中没有发现矽线石、红柱石、堇青石等矿物,表明变质温度未达到高温等变质反应度,而属中压相带,且可划分出中压型巴罗式变质带,即黑云母带、铁铝榴石带、十字石带和兰晶石带。变质矿物石榴石均属铁铝石榴石,随着变质度的增高,石榴石成分Al_2O_3、MgO、FeO+Fe_2O_3的含量增加,而CaO、MnO的含量减少,石榴石晶胞参数也随着变质度增高而有规律的减小。     

两个化学风化反应方程的讨论

近十年来,各地质院校编著的有关地貌学、基础地质学、工程地质学等教科书中,讨论化学风化作用时,常介绍下面两个化学风化方程式: (Ⅰ)赤铁矿水化作用: Fe_2O_3+nH_2O Fe_2O_3·nH_2O (Ⅱ)二氧化硅矿物在碱性水溶液中硅胶化: SiO_2+H_2O H_2SiO_3     

钙钒榴石的新变种—铬钙钒榴石的研究

铬钙钒榴石发现于江苏省句容县铜山铜钼矿外接触带的大理岩中。该矿物属等轴晶系,空间群为O_h~(10)-Ia3d。晶胞参数a_0=11.9470,Z=8;化学成分中SiO_2=34.99％,Al_2O_3=7.61％,CaO=32.95％,V_2O_5=13.41％,Cr_2O_3=10.13％,其化学式为:(Ca_(2.938)Na_(0.003)_(2.941)(V_(0.737)Cr_(0.666)Fe_(0.006)Al_(0.531)_(2.00)(Si_(2.938)Al_(0.156)_(3.094)O_(12)。折光率n=1.799(±0.0015)。计算比重为3.72。VHN_(100)=1168.7kg/mm~2,摩氏硬度7.1。它是一种既有钒,又有铬的同生沉积和岩浆侵入接触交代变质矿物。它的发现为石榴石族增添了新成员,并为铬钙钒榴石成因提供了新的产状资料,同时对铬钒元素的地球化学研究也具有重要意义。