硅硼镁铝矿复杂（高次）孪晶的微结构研究

本文用透射电子显微技术研究了硅硼镁铝矿的显微结构特征。研究结果表明:该矿物发育复杂(高次)生长孪晶,即(202)孪晶,(280)(202)二次孪晶,(04I)(280)(202)三次孪晶和(443)四次孪晶。并阐明了矿物高次孪晶的相互结构关系。同时,在TEM明场象中观察到了该矿物复杂孪晶对应的结晶形态。笔者还总结了低对称复杂孪晶显微结构的分析方法。     

Composition, mineral assemblages, and genesis of serendibite-bearing magnesian skarns

Variations in the composition and mineral assemblages of boronaluminosilciates (serendibite, grandidierite, kornerupine, and tourmaline) were studied in the abyssal and hypabyssal skarns of New York and California, United States, the Taezhnyi deposit of southern Yakutia, and deposits of the Pamirs, and compared to their occurrences around the world. The genesis of the boronaluminosilicates depends on the facies of the replaced skarns and the calcareous-skarn alteration of the primary composition of the host rocks. The substitution between Mg and Fe, as well as between Al, Si, and B, was studied in complex boronaluminosilciates and associated minerals. It was shown that f of serendibite is determined by that in the replaced skarn minerals (pyroxenes, spinel, sapphirine, and grandidierite) and is inherited in the replacing tourmaline and late silicates. Unlike serendibite, kornerupine is a typomorphic mineral of only bimetasomatic skarns of the abyssal facies. Serendibite, grandidierite, kornerupine, and tourmaline crystallized during the postmagmatic stage of the evolution of boron mineralization at skarn deposits of both the abyssal and the hypabyssal facies, at contact with magnesian carbonate sequences and desilicified aluminosilicate rocks.     

南极中山站区电气石及其与变质作用的关系

南极中山站区的巨晶“电气石”实际上是柱晶石。电气石的确存在,但颗粒细小,含量较低。根据其颜色、成分和产出特征,至少可分为三种类型,不同的电气石与变质作用发展的不同阶段有关。电气石在麻粒岩相变质作用条件下能够稳定存在,与其它硼硅酸盐矿物（即硅硼镁铝矿和柱晶石）的缓冲作用有关。     

我国南极固体地球科学研究的最新进展和主要成果

本文报道了近三年中国在南极地球科学研究上取得的主要进展和成果：编制了南极大陆地质图，完善了布兰斯菲尔德海峡地层层序和构造格架，揭示了拉斯曼丘陵泛非构造－热事件的地质含义，首次在南极发现硅硼镁铝矿，进一步研究了菲尔德斯半岛火山岩时代和陆地威德尔生物地理区，获得长城站地区地壳电性结构，建立了菲尔德斯半岛ＧＰＳ卫星地壳形变监测网，成功地进行了拉斯曼丘陵地区小象幅航摄成图和卫星影象数字制图，论述了早期太阳星云化学分馏作用连续性的岩石化学证据。     

粉晶X射线衍射法在岩石学和矿物学研究中的应用

X射线衍射是测定物质结构的主要分析手段,广泛应用于物理学、化学、医药学、金属学、材料学、工程技术学、地质学和矿物学。文章综述了粉晶X射线衍射法在造岩矿物、黏土矿物、岩组学、类质同象和结晶度的测定等领域发挥的重要作用。随着测量技术的发展,粉晶X射线衍射在矿物结晶过程中的研究、矿物表面研究、矿物定量相分析和矿物晶体结构测定方面均有新的应用。     

我国矿物晶体结构与晶体化学研究进展及新成果(2000—2019)

矿物的晶体结构与晶体化学是矿物学的重要基础研究领域之一,21世纪以来,随着国家对地勘行业的重视,以及平面探测技术单晶衍射仪、微区、微量衍射等实验技术的应用与计算机软硬件能力的提高,我国矿物晶体结构与晶体化学研究得到飞速发展。矿物晶体结构测定与研究是伴随着新矿物的发现而发展的,新矿物的发现是矿物晶体结构研究的基石,又为新矿物提供数据支撑。目前我国发现的各类新矿物的晶体结构大多数已被测定,精修了近30个新矿物的晶体结构,并发现了多种此前从未发现过的矿物新结构,对若干新矿物的晶体化学新现象有了新的认识,这些成果为新矿物的发现和申报提供了基础性数据,同时也为阐明矿物的成分结构、物理特性、成因及演化,进而为各种地质现象的解释提供科学依据。展望未来,矿物晶体结构与晶体化学研究领域机遇与挑战并存。     

金云母—蛭石间层矿物分晶层晶体化学式的计算及意义

金云母－蛭石间层矿物由金云母晶层与蛭石晶层交叠排列而成，采用一般计算方法得出的晶体化学式不能充分揭示结构中金云母晶层与蛭石晶层各自的晶体化学特征。本文以化学成分分析与阳离子容量为基础，假定可交换性阳离子均为蛭石晶层层间阳离子，非交换性阳离子为金云母晶层层间阳离子，金云母晶层与蛭石晶层具有相同的八面体层等，计算出了结构中两种晶层的分晶层晶体化学式，确定了结构中两种晶层的比例和蛭石晶层的电荷数。并在此基础上讨论了新疆尉犁蛭石矿金云母－蛭石间层矿物的晶体化学特征。结果表明该方法设计合理，符合晶体化学原理，所计算的数据可靠。利用该方法计算出的两种晶层的比例为金云母－蛭石1：1规则间层矿物的确定提供了必要的依据。也为其它类似间层矿物的研究提供了一种计算分晶层晶体化学式的可行方法。     

从矿物粉晶表面反应性到矿物晶面反应性——以黄铁矿氧化行为的晶面差异性为例

地球系统中各种矿物相的物理化学反应大多是从矿物表面或界面开始的。要揭示矿物表面反应性的本质,就需要从控制其反应性的表面结构入手。由于实验条件的限制,绝大多数关于矿物表面物理化学性质的研究主要采用粉晶作为研究对象。尽管粉晶方法在研究诸如硅酸盐、碳酸盐溶解和沉淀结晶等过程中被普遍采用,但这种基于矿物粉晶的研究方法还是有一定的不足。因为形成粉晶的破碎研磨过程会导致晶体高能面的出现,高能面所具有的高活性可能会加速其反应过程,应用于地球化学反应的计算结果就可能高估了实际的地球化学反应速率。本研究以黄铁矿表面氧化反应的晶面差异性为例,从晶面结构制约反应性的角度出发,重新审视了黄铁矿氧化的相关问题,弥补了传统"粉晶研究"中对黄铁矿氧化速率和氧化机理认识的缺陷。黄铁矿宽范围的氧化速率实测值很可能是由不同晶面间较大的反应性差异导致;水在黄铁矿的氧化过程中同时扮演着传递电子的催化剂和反应物的角色,也是黄铁矿氧化反应速控步(rate-limiting step)的核心物质。这些认识首次明确了黄铁矿不同晶面反应性差异的重要性,并提示我们应将传统表面矿物学的研究推向更为精确的晶面矿物学水平。这一从晶面角度考察发生在矿物表面的地球化学反应的研究方法可为构建更为精确的地球化学模型提供理论基础。     

Adatom Fe(III) on the hematite surface: Observation of a key reactive surface species

The reactivity of a mineral surface is determined by the variety and population of different types of surface sites (e.g., step, kink, adatom, and defect sites). The concept of "adsorbed nutrient" has been built into crystal growth theories, and many other studies of mineral surface reactivity appeal to ill-defined "active sites." Despite their theoretical importance, there has been little direct experimental or analytical investigation of the structure and properties of such species. Here, we use ex-situ and in-situ scanning tunneling microcopy (STM) combined with calculated images based on a resonant tunneling model to show that observed nonperiodic protrusions and depressions on the hematite (001) surface can be explained as Fe in an adsorbed or adatom state occupying sites different from those that result from simple termination of the bulk mineral. The number of such sites varies with sample preparation history, consistent with their removal from the surface in low pH solutions.     

矿物材料刍议

矿物材料研究具有重要意义，本文探讨了矿物材料的涵义、分类、研究内容、与矿物学的关系等问题，并思考了新世纪矿物材料的研究和开发。广义地说，矿物材料是指可供直接或间接使用的固体矿物物质。狭义的矿物材料是指由自然地质作用形成的、有物理、化学性质可供直接使用、由矿物质组成的固体物质。矿物材料可从晶体结构、岩石成因、化学组成、用途、形状和尺寸、生产和制备过程等角度进行分类。矿物材料学是一门研究矿物材料的组成与结构、形成与加工、性能和使用效能四者之间关系与规律的一门科学。它与矿物学等学科有着天然的联系。在新世纪，必须加强矿物材料的应用研究；加强矿物材料学几个研究领域的紧密结合；必须搞好矿物原料和辅助的研究；必须注重环境问题和可持续发展战略。