高纯石英砂粒度分析与粒度评价体系研究

以中国国家标准(GB/T 6005-2008-R40/3)和国际标准(ISO 565-1990)筛孔尺寸为依据划分高纯石英砂粒级,用筛孔直径d微米单位对数换算值Φ=-log2d进行粒度分组和统计分析,用平均值、标准差和偏度对粒度分布特性予以精确表征,用粒度分布直方图和频率百分图形象地显示粒度分布特征,用累积正态概率图检验分布性质,以此弥补高纯石英砂粒度分布研究和评价体系空白,为高纯石英矿石研究、高纯石英砂制备、高技术石英玻璃熔制工艺以及贸易往来提供统一而精细的粒度评价依据。高纯石英砂最佳粒度特征是平均值应趋近熔制工艺最佳值,σ<0.35,SK→0,正态或近正态分布;不良的粒度分布包括双峰、平顶、细偏和粗偏等。     

黑曲霉对石英砂除杂效应研究

研究利用黑曲霉(Aspergillus niger)降低石英砂中杂质含量,提高其白度。采用不同培养基、培养状态以及培养时间来探讨黑曲霉对石英砂除杂效率的影响,用X荧光光谱仪(XRF)检测不同处理石英砂化学组成,扫描电子显微镜(SEM)观察石英砂微观形貌,原子吸收法测定培养基中阳离子浓度。结果表明,黑曲霉对石英砂除杂效果明显。试验最佳处理条件是:PDA液体培养基,28℃,120r/min震荡培养6d,铁杂质去除率可达62.7%,石英砂白度明显提高。就黑曲霉对石英砂除杂机理进行了综合分析,强调黑曲霉-矿物聚集体及其酸性微环境有助于石英砂中杂质的浸出。     

LNAPL污染物及水含量对石英砂介电常数的影响

为研究LNAPL污染物及水含量对石英砂介电常数的影响,首先以石英砂模拟单一土壤环境,利用柴油和水的混合物来模拟轻非水相液体(LNAPL)污染物污染土壤,然后通过矢量网络分析仪和开口同轴探头,分析高频超宽带电磁波在土壤中的反射并计算介电常数。实验结果显示,石英砂介电常数随着体积含水量和含油量的增加而增加,直到达到饱和状态,此时石英砂介电常数趋于稳定;石英砂介电常数实测值处于极化模型和De Loor模型之间,结果与De Loor模型接近。     

云南大理点苍山末次冰期冰碛物石英砂扫描电镜形态特征分析

云南大理点苍山是大理冰期的命名地,保存有确切的末次冰期冰川作用遗迹.对点苍山冰碛物石英砂进行了扫描电镜形态特征分析,获得了其石英砂形态特征及其频率,并在冰川成因的典型特征的频率上取得了新的认识.扫描电镜分析表明,点苍山冰碛物石英砂形态特征主要为：石英砂形状主要为次棱角状、尖棱角状和多棱角状,边缘多可见次棱脊和棱脊磨损,表面起伏度高;机械特征主要有贝壳状断口、平行解理面、裂隙、粘附碎片、擦痕、机械V形坑;化学特征主要有蚀坑和蚀缝、蜂窝状溶蚀表面、无定形硅沉淀和硅质薄膜.在石英砂表面与冰川作用密切相关的擦痕的频率为8%～32%;粘附碎片的频率为16%～40%;裂隙的频率为12%～32%.通过对点苍山冰碛物的石英砂扫描电镜分析,得出该第四纪海洋性冰斗冰川和悬冰川的石英砂形态特征及其频率.该冰碛物石英砂原始形态特征明显,机械特征频率不高,是近源堆积的冰碛物石英砂的典型形态特征.     

应用磁测法快速检测石英砂中铁含量的研究

为了快速检测石英砂中铁含量，通过对安徽省凤阳县灵山工业园区30个湿法石英砂样品磁学参数和代表性样品中磁性离子含量的测量以及石英砂中铁含量与磁学参数相关关系的研究，提出石英砂中铁含量的磁学检测方法。通过在高纯石英砂中掺入不同质量磁选物的合成实验建立石英砂的磁化率(χ)、饱和等温剩磁(SIRM)与铁元素含量之间的标准曲线方程，合成实验结果显示石英砂的磁化率与铁含量在143.3×10^-6～500.0×10^-6范围内呈线性关系，相关系数R²=0.994 5,饱和等温剩磁与铁含量在67.9×10^-6～500.0×10^-6范围内呈线性关系，相关系数R²=0.999 2。实例检测结果显示，应用χ和SIRM测量石英砂中铁含量与应用分光光度法测量相比，相对误差分别在-9.83%～3.03%之间和-4.91%～2.42%之间，说明采用磁测法测量石英砂中铁含量是可行的，测量精度良好，采用SIRM测量精度较χ高，对石英砂进行700℃高温处理后，测量精度会增加。该研究为石英砂中铁含...     

混杂堆积石英砂表面特征研究

由于混杂堆积的搬运过程与沉积过程具有快速无分选的特点,其成因识别成为国内外学者研究的焦点。石英砂表面特征的综合研究作为沉积环境重建的方法之一,在混杂堆积亚相的区分中能起到较好的作用。概述了冰碛、滑坡/崩塌/崩滑、泥石流及溃坝堆积的石英砂表面特征的研究现状,对这4种混杂堆积类型的石英砂表面特征进行整合厘定,比较了不同类型的石英砂表面结构特征,揭示其主要机械结构和组合模式的异同,强调在混杂堆积石英砂表面特征研究中能级与粒间接触方式判断的重要性。最后,指出目前混杂堆积石英砂表面特征研究的难点,并探讨今后研究的方向和应重点解决的问题。     

铁在含水层介质中的沉积行为研究

为分析铁在含水层介质中的沉积行为,以石英砂为实验材料,研究了铁在石英砂表面的吸附规律,并对接触时间、铁浓度、腐植酸、钙离子等对沉积过程的影响进行了探讨。结果表明:铁在石英砂上的沉积是单分子层沉积,且沉积过程符合准一级动力学模型。低浓度腐殖酸会促进铁在石英砂上的沉积,但受络合作用影响,增加腐植酸浓度会减少铁在石英砂上的沉积。当水中存在阳离子Ca2+和阴离子SO42-时,会促进铁的沉积,NO3-离子的影响较小,而高浓度F-离子会阻碍铁的沉积。     

钙质砂中模型桩的试验研究

根据钙质砂中桩基工程的现状,针对取自南沙群岛永暑礁的钙质砂,设计一个室内模型试验装置来研究钙质砂中钢管桩的承载和变形性能以及影响因素,并进行了石英砂中的对比试验。试验结果表明,钢管桩在钙质砂和石英砂中的表现有着显著差异。钙质砂中钢管桩承载能力很低,仅为石英砂的66%～70%,钙质砂中桩身轴力衰减速率缓慢,桩侧摩阻力远远小于石英砂的,仅为石英砂的20%～27%,并具有深度效应,开口钢管桩和闭口钢管桩的桩侧摩阻力相差不大。同时表明,钙质砂中桩侧摩阻力对相对密度的变化没有石英砂敏感,受相对密度影响很小。由颗粒破碎引起的桩周水平有效应力的大幅降低是造成钙质砂中钢管桩桩侧摩阻力低的主要原因。     

云南省大关地区泥盆系地层序列特征及其工业砂资源潜力分析

云南省大关县泥盆系蕴藏着丰富的石英砂资源,地层序列的研究不仅有助于深入分析石英砂形成的古地理环境及其变化特征,而且结合构造背景的研究,可研究石英砂形成分布规律,为硅产业的开发提供理论依据。为此,本文以野外地层剖面测量及页岩气调查井岩心编录为基础,结合古构造背景,研究了在直线距离50 km的滇东北大关县、盐津县泥盆系剖面特征,认为该区泥盆系具以下特点:(1)研究区位于晚古生代滇黔桂裂谷北部边缘地带,受边缘相带控制,沉积了坡松冲组、缩头山组两套高成熟度石英砂岩,是滇东北硅产业园的资源基础;(2)大关、盐津地区泥盆系总体上由下向上发育了坡松冲组、坡脚组、箐门组、缩头山组、红崖坡组、曲靖组、在结山组七个组,但受裂谷盆地隆、凹相间格局及同生断裂控制,七个组常发育不全,不同的地点,沉积序列常不一致,变化极其频繁;(4)泥盆系总体经历了两次海退→海进沉积过程,反映由陆架建设到碳酸盐台地的形成过程,同时,受裂谷盆地的影响,各组与建组剖面只是相似,具一定的变化特征;(4)总体上,缩头山组资源潜力优于坡松冲组。坡松冲组以盐津中和镇最具开发前景,缩头山组以大关县木杆镇及大关县黄荆坝最具前景。这些对泥盆系石英砂的开发具指导意义。     

高温焙烧对石英砂表面的影响

采用电子探针和透射电子显微镜研究了石英砂经900℃高温焙烧前后表面元素和杂质相颗粒簧竺竺。磊果表明：石英砂表面的O／Si比偏离si02的化学比例,高温焙烧后其表面的O／Si比接近为2。石英砂表面存在大量纳米尺寸的杂质相,高温焙烧使杂质相脱落,增大了石英的裸露表面积。     

石英构造矿物学

石英属遍在性矿物，它在各种构造中常出现特殊的构造矿物学现象，这对于正确判断构造性质，构造几何学和构造动力学都有极好的效果。该文是作者多年科研成果和积累资料的总结。主要讨论了石英族矿物的变形，动态恢复重结晶，结构异常，化学变化和特征，识别标志，构造环境及标型意义。     

Shock Metamorphism of Deformed Quartz

Deformed, synthetic quartz containing a dislocation density of 2.9 ± 1.9 × 10⁸/cm² and abundant bubbles and small inclusions was shocked to peak pressures of 12 and 24 GPa. The resultant material was inhomogeneously deformed and extremely fractured. The 12 GPa sample contained large regions lacking apparent shock deformation, suggesting that the original microstructure of a quartz target may be distinguished in low-stress shocks with minimal annealing. No change in dislocation density was caused by shock loading except in regions containing shock lamellae, where the dislocation density was lowered. Generally the same types of microstructures were induced by shock of deformed quartz as by shock of relatively defect-free as-grown crystals. Glass-filled veins were abundant, especially at lower stresses, and contained angular fragments of quartz welded together. Microfaults formed on \({{\{ 10\bar 11\} } \mathord{\left/ {\vphantom {{\{ 10\bar 11\} } {\{ 01\bar 11\} }}} \right. \kern-0em} {\{ 01\bar 11\} }}\) and \({{\{ 11\bar 22\} } \mathord{\left/ {\vphantom {{\{ 11\bar 22\} } {\{ 1\bar 212\} }}} \right. \kern-0em} {\{ 1\bar 212\} }}\) , inclined close to 45° to the shock propagation direction. Curviplanar features occurred in groups, with contrast indicating Moiré patterns, twins, and stacking faults or related structures; most were interpreted as fractures, possibly welded together with glass. Regions containing shock lamellae sets were present. Lamellae sets were uncommon at 12 GPa, but distributed every few microns at 24 GPa. Lamellae occurred in a spectrum of habits ranging from 35–1500 Å in thickness, from 35 Å upward in spacing, and from closely-packed parallel sets to networks of diverse orientations; some lamellae were not parallel-sided, but wedge-shaped with basal and \({{\{ 10\bar 13\} } \mathord{\left/ {\vphantom {{\{ 10\bar 13\} } {\{ 01\bar 13\} }}} \right. \kern-0em} {\{ 01\bar 13\} }}\) edges, Thick lamellae were connected to glassy veins, and the wedge-shaped type generally narrowed away from veins; they also subdivided and merged along their length. Lamellae were dominantly basal at 12 GPa, and at 24 GPa on \({{\{ 10\bar 12\} } \mathord{\left/ {\vphantom {{\{ 10\bar 12\} } {\{ 01\bar 12\} }}} \right. \kern-0em} {\{ 01\bar 12\} }}\) , with poles normal to the shock direction. We propose that they are not shear features, but rather glass-filled tensile fractures. Vitrification was widespread, especially at 24 GPa, apparently more so than in shock of as-grown material. This suggests that index of refraction is not an appropriate shock paleopiezometer, as it depends on the defect structure of the starting material. Neither lamella width nor spacing was correlated with shock stress; however, the criterion of multiple glass lamellae sets as indications of shock deformation and its intensity are consistent with our measurements. Dislocation density was lowered in lamellae-containing and glassy areas, possibly removed by nucleation of and absorption by lamellae. No high-pressure phases were observed. Based on the complete set of observed features, it appears that shock deformation in quartz is primarily brittle-melt deformation, with an important role played by hot, fluid silica.     

石英溶解机理的研究进展

鉴于石英溶解对全球变化和环境影响的重要性,其机理的研究成为近来地学领域比较活跃的课题.许多学者从物理、化学,甚至生物学的角度研究了石英溶解的机理.本文从pH值、温度、离子强度和表面形态四个方面综述石英溶解机理的研究进展.前人的研究成功地解释了石英-水在不同条件下的溶解机理,成功地解决了溶解动力学相应的单个参数问题.但是,石英溶解的条件非常复杂,往往是多个因素共同作用的结果,因此只研究单个参数的影响无法真正了解矿物溶解的动力学机理.石英溶解机理需要探索实验和理论方面更深层次的问题.     

论石英双晶的复杂性

石英双晶的复杂性远远超出了人们的想象。首先介绍了石英的11种双晶律,然后介绍测试鉴定石英双晶律的各种方法及存在的局限性,综述了近年来石英双晶与温压条件关系、晶格结构匹配理论方面的研究成果,最后结合我们近期用EBSD对岩石中石英双晶的观察、测试结果,指出存在的问题及今后的研究方向。     

Determination of Trace Elements in the Quartz Reference Material UNS-SpS and in Natural Quartz Samples by ICP-MS

A procedure for the digestion and analysis of quartz samples was developed to measure trace element concentrations in natural quartz. The certified glass sand reference material UNS-SpS was chosen to assess the precision, accuracy and detection limit of the analytical method. Quartz was digested with HF/HNO₃ in a closed glassy carbon vessel and analysed by means of quadrupole ICP-MS with external calibration. Analyte concentrations of the sand UNS-SpS were compared with certified and other values from the literature. The abundances of a number of elements (Pr, Gd, Ho and Er) in the reference material are reported here for the first time. The procedure was then applied to three quartz samples from different geological settings to show that trace element data by ICP-MS can distinguish the origin of the sample.     

Quartz fabrics in an epithermal ore vein

Quartz fabrics have been studied in an epithermal type of gold-silver quartz vein. Several different patterns of fabric diagram are discriminated, each of which corresponds to a phase in the stepwise development of the mineralization of the ore deposit.As to the spatial arrangement of every quartz grain, the detailed measurements reveal that the lineage axes of adjacent three quartz grains are invariably parallel.The tectonic effects have enforced such coordinated aggregate to yield for proper direction. As a result, the characteristic patterns of the fabric diagram were here established.     

岩浆岩中石英晶体的对称性连生

矿物晶体连生是岩浆岩中晶体生长及岩石结构形成过程中的一个重要现象，可以提供岩浆演化过程信息.用电子背散射衍射技术(EBSD)分析了天堂寨花岗岩和梅川花岗闪长岩中石英晶体的结晶学取向关系.这2种岩石中石英的道芬双晶和交生(两晶体以某个相同的面重合连生)出现概率非常高.除了道芬双晶和交生外，还发现了一种特殊的石英晶体对称性连生现象.在这种特殊的对称性连生体中，考虑石英的劳埃群3 2/m(而不是石英的点群32)，两晶体形成的道芬双晶的双晶面(0001)或(1010)与第3个晶体的对称面(1120)重合.这样的重合使得这3个晶体的连生体保留了道芬双晶的某些对称性.这种双晶面与第3个晶体的对称面重合的现象在我们以前报道的NH₄Cl晶体聚集体和透辉石枝晶聚集体中也出现过.这种现象说明晶体的连生受控于对称性，即:晶体连生会选择对称性高的形式.由于劳埃群是与晶体空间格子的对称性相关而并不是与晶体结构的对称性相关的，所以，空间格子的对称性可能是控制晶体对称性连生的主要因素.      

岫岩陨石坑石英的冲击变质特征

直径1.8 km的岫岩陨石坑位于辽宁省岫岩县苏子沟镇。坑区基岩为下元古界变质岩,由变粒岩、片麻岩、角闪岩、透闪岩和大理岩等岩石组成。坑内充填的撞击角砾岩石英颗粒呈现典型的冲击变质特征,其中包括沿着石英(0001)、{10 11}、{10 12}和{10 13}等方向发育的多组面状变形页理,以及石英发生相转变形成二氧化硅玻璃和柯石英。产出在二氧化硅玻璃中的针状和粒状柯石英表明从二氧化硅熔体中结晶形成。石英面状变形页理的发育特点限定冲击压力高达35 GPa,而二氧化硅熔体玻璃的存在表明冲击压力高达50 GPa。当压力释放和温度升高,二氧化硅熔体首先被形成。随着压力进一步释放到2.5～13 GPa,柯石英从二氧化硅熔体中结晶析出。岫岩陨石坑中石英面状变形页理和柯石英的存在提供了矿物冲击变质的诊断性证据。     

黄土样中石英单矿物的分离

X射线衍射分析、扫描电镜测试和粒度分析结果表明，用焦硫酸钾熔融－氟硅酸溶解法可有效地分离黄土样中的石英单矿物，且提取后的石英颗粒形状和粒度组成没有明显受到化学反应影响。     

石英包裹体中液相成分的测定

文章简要介绍了石英包裹体样品的清洗、打开、成分的提取过程，列出采用离子色谱、原子吸收、感耦等离子体发射光谱、感耦等离子体质谱法测定液相各成分的流程及部分分析结果。