皂石的异相水热合成及其影响因素

与均相水热反应相比,异相水热反应不仅可以提供一个骨架离子的适度过饱和环境,而且其新相成核所需逾越的能垒较低,更有利于晶体的形成和生长。本文采用异相水热法合成在皂石,即固定初始物料中氧化镁的添加量与硅、铝的添加量之和的摩尔比为一定值,n(Mg)/n(Si+Al)=3∶4],在不同的合成温度和时间条件下合成了一系列不同Si/Al比的样品。所有样品的XRD图均呈现层状硅酸盐矿物的特征衍射峰,且d(060)≥0.153 nm,说明合成的是皂石矿物。其中,当n(Si)/n(Al)=5.43~7.89时,皂石的结晶度较好。实验表明,延长时间、提高合成温度有利于皂石晶体生长。在较低温度(160℃)下,样品中的杂相主要为水镁石和方沸石。水镁石相的存在主要归因于氧化镁在碱性条件下的快速水合及水镁石的慢速溶解,而方沸石则是由于Mg2+释放缓慢,导致溶液中Si4+及Al3+相对过剩而形成。这两种杂相均会随着反应时间的延长而逐渐消失。在较高温度(300℃)下,皂石的结晶度明显升高,并由于Mg2+的快速释放导致Mg2+的局部过剩,因而形成了少量1∶1型的纤蛇纹石。     

高温高压合成翡翠的溶胶-凝胶法粉料制备的工艺方法探索

采用溶胶-凝胶法合成具有翡翠成分的玻璃料,再对其进行高温高压处理,实现玻璃体向晶质硬玉的转化,从而得到合成翡翠。从金属醇盐浓度、pH值、去离子水的添加量、水浴温度四个方面探讨了最佳凝胶条件。常规宝石学特征测试、偏光显微镜下岩矿薄片分析、X射线粉末衍射和傅里叶变换红外光谱表明,合成翡翠与天然翡翠的常规宝石学性质相近,其结晶矿物为硬玉,样品的结晶转化程度较好,具有硬玉的标准红外特征吸收峰。     

新型GV5000宽频诱导发光测试仪的研制及其应用于筛分无色小颗粒合成钻石和天然钻石

天然钻石中普遍含有聚合氮以及复杂的生长结构,而合成钻石不含氮或含少量单氮并有典型的与合成条件有关的生长结构,利用此类性质可对天然和合成钻石进行区分。但对粒度细小或镶嵌复杂的钻石样品进行检测时,现有仪器由于局限性难以实现有效测量。本文研制了一种新型宝石发光性测试装置——宽频诱导发光测试仪(GV5000),通过对激发光源和滤光片、结构设计和测试方式的研发,实现了可同时观察多个小颗粒样品(最小为0.002 ct)的荧光特征和磷光特征,建立了一种以发光特征差异性作为筛分条件快速、准确筛分无色小颗粒天然钻石和合成钻石的分析方法。应用本方法测试了9015粒样品,并通过红外光谱、光致发光光谱等方法对筛查结果进行验证,表明97%的天然钻石具有蓝白色荧光并无磷光,而合成钻石的发光特征明显区别于天然钻石。本方法避免了样品大小和形状的影响,提高了小颗粒钻石鉴定的准确度和检测效率,对天然钻石的筛查率可达97%,对合成钻石的筛查率可达100%。     

葡聚糖对酸性矿山废水中次生铁矿物形成的影响

采用H2O2氧化Fe2＋并供应4种不同浓度葡聚糖的方法,探讨在H2O2氧化体系中葡聚糖对次生铁矿物形成的影响。结果表明：葡聚糖对次生矿物的形成具有明显的抑制作用;随着葡聚糖浓度的提高,次生矿物内的Fe含量降低,而S含量没有显著变化,且所有处理的K含量均较低;没有葡聚糖处理的次生矿物XRD特征峰与黄钾铁矾吻合,而添加葡聚糖后形成的次生矿物的特征峰与施氏矿物吻合,但是所有处理的次生矿物的结晶度都不高;随着葡聚糖浓度的提高,次生矿物的颗粒尺寸降低,比表面积增加。因此,葡聚糖能够抑制次生矿物的合成,并且阻止次生矿物由施氏矿物向黄钾铁矾的转变。     

石英砂表面铁胶膜的形成——温度和老化时间的影响

以石英砂为载体,在pH值为7和铁摩尔比R为0.1的条件下合成了石英砂表面针铁矿胶膜,并探讨了不同温度和老化时间对针铁矿胶膜形成的影响,以揭示铁胶膜的形成机理。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成胶膜样品分别进行矿物成分和形态的分析。研究结果表明:当石英砂添加量为10 g、老化时间为25 d时,随着温度由30、50、70增加到90℃,胶膜中针铁矿的XRD峰强度明显增强,SEM图像中针铁矿的结晶程度逐渐增强,晶形逐渐变大;当石英砂添加量为10 g、老化温度为60℃时,随着老化时间的延长,胶膜中针铁矿的XRD峰强度先逐渐增强,矿物晶形也先逐渐增大(前18 d),18 d左右时矿物的晶形较大且较均一,18 d之后XRD峰强度逐渐减弱并趋于稳定,晶形又逐渐变小。     

红外光谱在几种相似硫酸盐矿物判别中的应用

为快速、有效区分硫酸盐矿物,选取几类具代表性的硫酸盐类矿物样品,采用红外光谱法的反射法和KBr压片法收集各样品的中红外吸收光谱,并进行对比和分析。结果表明,常规矿物测试应用物理特性很难将各矿物区分,红外吸收光谱可有效区分几类相似硫酸盐矿物。对相同结构类型、分子构型、晶系及对称类型的硫酸盐矿物,[SO4]2-基团与[OH]-基团的红外活性内振动频率具随阳离子半径减小而增大、阳离子质量增大而降低的规律。对反射法和KBr压片法测试结果比对,SO4基团与OH基团内振动特征峰基本一致,偏差约0~10 cm-1,个别约40±cm-1。     

大洋多金属结核中铁锰质矿物拉曼光谱特征初探

拉曼光谱是一种快速无损的分析手段,它既可观察样品的显微结构构造,也可分析样品的成分和结构。为了丰富多金属结核的岩石矿物学特征,文章对西太平洋某海山区的多金属结核样品进行了X射线粉末衍射分析和拉曼光谱分析。X射线分析结果显示该区域样品主要含有水羟锰矿、钡镁锰矿、斜长石、钙十字沸石和石英,显微构造主要有纹层状构造、柱状构造、树枝状构造、充填构造等。通过分析对比潮湿样品和烘干样品铁锰质矿物的拉曼特征谱峰,得出结核中水羟锰矿的特征谱峰位于490 cm~(-1)、570 cm~(-1)和626 cm~(-1)附近,钡镁锰矿的特征谱峰则位于640 cm~(-1)附近,与陆地上对应矿物的特征拉曼谱峰不同。结核中的钡镁锰矿结构不稳定,经过风干或者抛磨后部分产生相变,不同显微结构中,相变情况不同。经与RRUFF数据库比对,识别出钙十字沸石、斜长石等自形晶,多分布于结核最内层,往结核外层总体减少。矿物微晶多见铁锰质矿物微晶和钙十字沸石微晶,铁锰质矿物绕其向外生长。     

俯冲带蛇纹岩的变质过程

俯冲带蛇纹岩是俯冲带流体的重要来源,特别是其深部脱水作用对地幔动力学影响深远,是研究俯冲带约80~200km深度范围的地球动力学的关键,因此研究蛇纹岩的变质作用过程及其相关特征矿物(组合)的温压稳定范围具有重要意义。蛇纹岩具有简单的矿物(组合):蛇纹石类、硅镁石类、磁铁矿、氢氧镁石、绿泥石、橄榄石、透辉石、角闪石、滑石等,并且这些矿物(组合)对温压变化不敏感从而很难用来判定蛇纹岩所经历的变质演化轨迹。近几十年来,研究者通过实验岩石学和野外地质观察,主要研究了蛇纹石类矿物和硅镁石类矿物的温压稳定范围,并且试图使用这些特征矿物(组合)来判定俯冲带蛇纹岩的峰期变质条件。本文总结了蛇纹岩中这些主要矿物的温压稳定范围和相关变质反应,并且以中国西南天山蛇纹岩为例,展示使用特征矿物(组合)和叶蛇纹石Al等值线判定蛇纹岩峰期温压条件在实际岩石中的应用。另外,早期对叶蛇纹石的研究表明:随着温压条件的变化,叶蛇纹石的晶体结构会发生相应的调整。表现为单位晶胞内硅氧四面体的个数(m值)发生变化:温度升高,m值变小;压力升高,m值变大,这个发现在高压实验和天然样品中得到了一定程度的验证。本文利用已知峰期温压范围的叶蛇纹石样品分别采用粉末制样法和离子减薄制样法,进行透射电镜测试(TEM)样品的m值,并通过统计的方法获得叶蛇纹石的m值的峰值。结果显示叶蛇纹石的m值的峰值在一定程度上可以用以指示温压条件。本文提出可以用矿物组合、叶蛇纹石Al等值线和叶蛇纹石m值峰值相结合的方法确定蛇纹岩的变质温压条件和P-T轨迹。     

火成岩结构的二维定量化分析方法

近些年,定量化火成岩结构研究表明,利用常规的岩矿鉴定设备,获取不同尺度的火成岩二维岩相学照片,通过肉眼识别矿物颗粒,并借助图像处理和结构分析软件,可以准确地量化火成岩的结构特征。本文结合近些年国内外同行的研究成果,对火成岩二维定量化结构分析方法中常用的多种观测方式优缺点进行了总结。粒度在毫米级以下的火成岩的定量化结构参数,可以用偏光显微镜下的透射光、反射光、阴极发光和电子探针背散射成像中的两种或两种以上观测方式进行分析,并具有较高的精度和准确度。粒度小于0.03 mm的各种镁铁质矿物可用反射光和背散射图进行分析,灰度近似的镁铁质矿物可以利用图像处理软件赋予不同的彩色,提高颗粒间的辨识度。常规偏光显微镜下不易区分的长英质矿物和多数副矿物可用偏光显微镜阴极发光进行分析。粒度在毫米级以上的造岩矿物可以用光片或野外测量的方式进行定量分析。为了方便相关领域学者使用火成岩二维定量化结构分析方法,本文详细列出了具体的分析步骤,并结合一个玄武岩样品中的橄榄石斑晶数据结果,重点分析以下4个方面的问题:(1)如何准确识别矿物颗粒边界;(2)矿物含量和形态的确定;(3)分析区域面积和颗粒数的确定;(4)不同晶体群的区分。分析结果表明,颗粒数100~500颗时,晶体粒度分布(CSD)的截距和斜率、矿物含量、定向程度和粒状矿物的三轴比在误差范围内没有显著区别,但颗粒最大长度和聚集程度会被低估。当颗粒数小于300颗时,晶体空间聚集程度的R值会被高估0.05~0.2,这一点在以往的研究中没有得到充分重视。当颗粒数大于500颗时,所有结构参数都趋于稳定,且精度和准确度都会显著提高。目前多数研究者提供的结构参数往往与观测和统计方式有关,缺乏对应的原始数据,不方便同行间的对比研究,建议学者今后发表相关成果时,提供详细的分析步骤和最原始的数据。分析步骤重点说明包括:(1)聚集矿物边界的识别和处理方式;(2)晶体三维形态的确定方法,样品间CSD参数的变化是否是由形态参数变化引起;(3)能够准确识别的矿物颗粒最小粒度;(4)利用颗粒数较多的样品选取较小的不同区域重复分析3到5个不同区域,评估样品的均一性,并据此估计样品的分析精度。原始数据方面包括:(1)提供同一个样品至少一个不同区域的分析结果,如果是多个作者的研究成果,建议提供至少两人独立分析的结果用来评估数据的精度和准确度;(2)文章正文或附件中应该提供每个样品不同粒度间隔的颗粒数,样品原始的高分辨率矿物轮廓描绘图或图片分析的相关原始参数。火成岩出现复杂晶体群时,定量化的结构参数往往体现的是多种晶体群的混合特征,并且与不同晶体群的比例有关。未来的研究需要结合多种观测方式和微区成分分析重点识别不同晶体群的结构参数,对粒度和成分近似的多种晶体群的识别,还需要开发更多有效的方法,这对准确认识火成岩结构多样性的成因和岩浆作用过程都有重要意义。     

应用FTIR-SEM研究一类合成欧珀的微结构及其变彩成因机制

近些年来,相关人工合成欧泊的研究工作主要聚焦于天然与合成欧泊的鉴别与筛选,而相关合成欧泊的微结构、变彩机制及其中水的赋存状态的深入研究鲜见报道。本文通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电镜(FE-SEM)对一类合成欧泊的微结构、结构缺陷进行较系统的研究。同时,结合对样品的热处理就该合成欧泊体色、变彩机制及其中水的赋存状态作了初步探讨。结果表明:该样品的红外光谱中,在约2900 cm~(-1)、1737 cm~(-1)处出现合成欧泊特征吸收,且在4000~6000 cm-1波段,合成欧泊相比天然欧泊的吸收峰更为复杂。合成欧泊的颜色由体色与变彩两者共同构成,该体色与存在于其微结构中准球状、粒径约205 nm的二氧化硅颗粒的间隙填充物直接关联,且在热处理条件下随着间隙物的析出而渐退。同时,该类合成欧泊的变彩归因于结构致色并由其内部SiO_2颗粒周期性排列而构成的三维的光子带隙结构所致。此外,在欧泊的微观结构发生重构前,变彩所呈现的颜色主要由准球状二氧化硅颗粒粒径与间隙填充物决定。     

异黄酮的合成研究进展

综述了异黄酮合成方法和近年来我国在合成异黄酮化合物的研究进展。     

人工合成镁硅云母的矿物学研究

本文用人工方法在微晶玻璃中合成了一种新型云母。用光学显微镜、扫描电镜、差热分析、X射线能谱、红外吸收光谱及粉晶X射线衍射等方法对该合成云母进行了系统的矿物学研究,确定它属于二八面体—三八面体过渡型结构,晶体化学式为K_2Mg_5(Si_8O_(20))F_4,晶胞参数为a=5.248,b=9.072,c=20.193,β=95.32,本文将其命名为镁硅云母。     

碳钠钙铀矿的成矿实验研究

本文介绍了碳钠钙铀矿的合成原理,并介绍了在18℃、37℃、60℃、80℃、92℃下的合成实验过程。然后,对合成的碳钠钙铀矿进行了X射线粉晶衍射分析、化学分析、差热分析、热失重分析、光性鉴定及红外光谱分析。此外,对合成碳钠钙铀矿还进行了荧光光谱研究及碳钠钙铀矿成矿母液pH值范围及成矿过程中pH值变化实验。该实验表明:母液稳定pH值范围为7.22—9.30,能形成碳钠钙铀矿的母液值范围为8.00—9.30,结晶形成过程中,母液pH值向一个很窄的pH值范围靠拢,即pH为8.00—8.25。     

碱性介质中合成水钠锰矿的几个影响因素

水钠锰矿是土壤和沉积物中常见的氧化锰矿物。较系统地研究了碱性介质中合成水钠锰矿几个影响因素的作用规律。结果表明,在实验条件下,反应液的流动速率和氧气流量是合成水钠锰矿的主要影响因素,在反应中使用机械搅拌,可以使水钠锰矿的合成简单易行;而反应前通氮气处理和反应温度对水钠锰矿的合成没有影响;实验合成单相水钠锰矿的条件为:OH-/Mn摩尔比为13.7,O2的流量2L/min,在常温和机械搅拌下氧化5h;其平均化学组成为Na0.25MnO2.07·0.66H2O。     

硅灰石矿物发光材料的人工合成研究

对硅灰石矿物发光材料进行了人工合成研究，在合成试样中，分别掺入少量Ｅｕ＾３＋，Ｇｄ＾３＋，Ｐｂ＾２＋，Ｍｎ＾２＋等激活剂，于１０００℃或１１８０℃条件下分别通入Ｈ２Ｓ（ｇ），Ｈ２Ｏ（ｇ）以及用ＮＨ３，Ｈ２Ｏ吸收ＣＯ２（ｇ）等方法进行合成低温ＴＣ型三斜硅灰石和高温型假硅灰石，合成产物通过扫描电镜、Ｘ射线衍射和红外光谱实验，对合成过程中温度高低，时间长短、冷却快慢、降低温度合成高温型假硅灰石的方法进行     

卡宾碳——一种新的元素碳的同素异形体

卡宾碳（carbyne)是元素碳的一种新的同素异形体，它广泛存在于各种地质体和碳化生物化石中。本文阐述了卡宾碳的一般性状和结构，以及赵氏碳（choaite)和自然界中的卡宾碳，还简要阐述了卡宾碳的合成方法。卡宾碳还有许多疑难问题，合成足够大，足够纯和足够量的卡宾碳晶体，是推进卡宾碳研究的关键。     

硅灰石合成多孔二氧化硅 ——工艺条件与产物性质研究

在一系列硅灰石酸处理实验基础上，研究了产物性质与反应速度、反应时间、中和最终pH值等工艺条件的关系。结果表明，工艺条件不同，物理性质也大不相同。     

硼钙锡矿的水热合成

本文报道了硼钙锡矿的水热合成及其鉴定步骤。文中侧重于在一定温度和压力条件下,溶液介质中的阳离子组成对硼锡矿物生成种类影响的研究。实验结果表明:当溶液中铁、锰活度较高时,硼钙锡矿会被铁镁方硼石类矿物所替代;而较小的铝、硅活度则不影响其矿物相种类的变化。     

碱性介质中水钠锰矿的合成与转化

水钠锰矿、钙锰矿是土壤和沉积物中常见的氧化锰矿物。本文用改进的方法在碱性介质中合成了结晶度高的单相水钠锰矿 ,其平均化学组成为Na0 .2 5MnO2 .0 70 .6 6H2 O。合成在常温 2 5℃以及机械搅拌作用下进行 ,反应易于控制 ,没有黑锰矿、六方锰矿等其它矿相生成。合成的单相水钠锰矿经Mg2 + 交换、热液处理 ,完全转化为结晶良好、隧道构造为 3× 3的钙锰矿。生成的钙锰矿呈长短不一的纤维状 ,沿三个方向生长的晶体形成各交 12 0°角的三连晶结构 ,平均化学组成为Mg0 .1 6 MnO1 .570 .82H2 O     

淮北市采煤塌陷区土地综合开发研究

淮北市是人口密集的平原地区,人地矛盾很突出,而采煤区的塌陷加剧了这种矛盾.对于塌陷区复垦是解决问题的方法,但是由于复垦的比例是有限的,随着塌陷的持续发展,这种人地矛盾还是会逐渐加深.因此对于采矿塌陷区一方面要积极复垦,并不断提高复垦的比例,本文结合淮北市的实际情况对几种复垦模式进行了分析,为提高复垦比例和效益进一步的开发利用提供依据,并指出对塌陷地的预测和提前复垦的重要性;另一方面要对于采矿塌陷区进行综合开发,把复垦工作与农民的安置和发展结合起来,与区域的经济发展和城市化结合起来,这样既可以使失地农民有稳定的生活,社会安定,又促进了区域的经济发展和城市化的进程,使矿区实现可持续发展.文章提出了几种综合开发的方法,可供政府规划和决策参考.