硅酸盐熔体的体积行为

通过研究硅酸盐熔体的氧平均体积,并与硅酸盐玻璃相对比,提出硅酸盐熔体的体积可分为两部分,即硅-氧骨架部分和阳离子部分,根据氧平均体积变化规律,得出硅-氧骨架部分的体积基本不随温度变化,硅酸盐熔体的体积膨胀主要是由于“氧化物”部分的局部膨胀所致,进一步提出O~(2-)半径基本不变,而主要是阳离子半径变化,并讨论了膨胀的机制。     

氧的地球化学——壳幔岩石中氧离子(O~(2-))不用动原理

文章阐发了地球内部壳幔岩石的质变基本规律:氧的地球化学——壳幔岩石中氧离子(O2-)不用动原理。笔者认为,自然界岩石尽管千变万化,具有种种成因和形成环境,但其主体含硅岩石基本上由两大部分组成:即阴离子O2-(占岩石体积的90%以上)和元素周期表中的其他数十种阳离子(仅占岩石体积的10%以下)。因此,壳幔岩石的主体是氧。矿物、岩石之间的反应千变万化,但氧离子(O2-)是不用动的,只是阳离子的带入、带出。氧离子影响到各种阳离子在晶格中的换位,决定了壳幔岩石的存在和变化。     

微生物絮凝剂的絮凝性能研究

研究了微生物絮凝剂“Dtjm-1”的絮凝性能，通过改变废水初始pH值，调整废水中阳离子种类、阳离子浓度及改变发酵液的离心条件和投加体积，得出絮凝剂“Dtjm-1”的最佳絮凝条件为：废水pH值7.2-8.0；能较好促进絮凝的离子有Al^3 ,Ca^2 ,它们最适合的浓度为每升废水中加入0．75－1g/L；发酵液的投加体积为（0.075-0.080):1(体积比）；发酵液较好的离心条件为n=4000r/min,t=30min。通过不同废水絮凝效果试验表明，得出絮凝剂“Dtjm-1”具有很好的絮凝作用和脱色性能。     

几种天然玻璃的氧平均体积

通过计算天然玻璃的氧平均体积,发现该值对于雷公墨来说基本为一常数,未显示出冲击压力的影响。火山玻璃的氧平均体积与沸石、橙玄玻璃相近,由此得出沸石、橙玄玻璃形成时体积变化趋势。氧平均体积与密度的倒数成良好直线关系,不同玻璃有不同的直线。橙玄玻璃的氧平均体积和其中水的分子体积表明水是以单个分子进入玻璃结构,类似“结晶水”和“沸石水”,而不是聚合状态的水。     

架状硅酸盐的氧平均体积

架状硅酸盐的氧平均体积与晶体结构有如下关系:V_o=a+bf(s)。对于每种结构类型而言,a和b是常数。f(s)是结构函数,它取决于离子半径、离子电价以及类质同象替代关系。文中给出了长石型、白榴石型、鳞石英型以及β石英型架状硅酸盐的V_0与结构函数之间的定量关系。沸石中虽含有大量水,但其V_o并未增大,平均值为22.25A~3,标准方差σ_(n-1)=0.82A~3,与石英玻璃V_o值近于相等。     

超高光度法的现状(二)

第二部分 高比缔合物形成的光度法 为了进一步提高光度分析的灵敏度,一些分析工作者对缔合物的发展是:研究和选择适宜条件,使中心离子和配位体形成配位饱和而电价不饱和的、体积庞大的多价络阴离子(例如中心离子和某些酸性染料形成的螯合阴离子,和二氯化锡形成的双金属络阴离子以及和钼、钒等形成的杂多酸等)或多价络阳离子(例如中心离子和邻菲罗啉、吡啶等形成的络阳离子),然后在必要时改变反应条件(如原有条件适合于缔合反应则不改变),使之和多个强烈显色的抗衡离子(前者主要是碱性染料的RH~ 型体,后者主要是卤代萤光素或三苯甲烷酸性染料的阴离子)缔合。由于在反应中增大了显色分子和中心离子的缔合比(一般是2∶1—5∶1),因此新发展起来的这类光度法的克分子吸收系数多为     

钙钛矿型结构亚硝酸盐和氰化物的分子体积

绝大部分的亚硝酸盐和氰化物属于钙钛矿型结构,但有部分化合物为“反”钙钛矿型结构,充填空洞A位的阳离子的拓扑体积为0。阴离子团NO₂^-和CN^-的拓扑体积都近乎常数,分别为41.73ų和40.03ų,标准方差σ_n-1=1.516和σ_n-1=1.25。由此,进一步证明了原来的一套离子拓扑体积数值的普适性。“反”钙钛矿型结构中A位阳离子的平均半径r_A>1.00Å时,三价阳离子会产生扩容效应,其扩容系数大约是其本身拓扑体积的2倍;正钙钛矿型结构中,当A位是由半径较大的Cs⁺充填时,Cs⁺也会产生扩容效应,其扩容系数约为24ų。氰化物中结晶水分子的拓扑体积近乎常数,为24ų或0。     

论尖晶石族矿物结构的转变

尖晶石族矿物结构的特征是;氧离子作立方最紧密堆积、阳离子占据八分之一的四面体空隙和二分之一的八面体孔隙。若将四面体位置叫做A位、八面体位置称作B位,其化学计量通式应为AB_2O_4。所有尖晶石族矿物都含有两种不同的阳离子,至少是两种价态的同种阳离子,其比例是2:1,根据含量较多的那种阳离子的分布,尖晶石结构又被划分为正尖晶石型和反尖晶石型,若较多的那种阳离子全部分布在八面体位置,则称之为正尖晶石型;若其平均分布     

钙钛矿型结构亚硝酸盐和氰化物的分子体积

 绝大部分的亚硝酸盐和氰化物属于钙钛矿型结构,但有部分化合物为“反”钙钛矿型结构,充填空洞A位的阳离子的拓扑体积为0。阴离子团NO₂^-和CN^-的拓扑体积都近乎常数,分别为41.73ų和40.03ų,标准方差σ_n-1=1.516和σ_n-1=1.25。由此,进一步证明了原来的一套离子拓扑体积数值的普适性。“反”钙钛矿型结构中A位阳离子的平均半径r_A>1.00Å时,三价阳离子会产生扩容效应,其扩容系数大约是其本身拓扑体积的2倍;正钙钛矿型结构中,当A位是由半径较大的Cs⁺充填时,Cs⁺也会产生扩容效应,其扩容系数约为24ų。氰化物中结晶水分子的拓扑体积近乎常数,为24ų或0。     

钛闪石在不同浓度盐酸中的溶解作用

对采自澳大利亚Carnperdown钛闪石分别进行了浓度为1,2和3mol/L的盐酸溶解实验,溶解时间分别为：110,170,245,335,455,605,785,995,1235和1505min。浸蚀后的酸液用ICP-AES进行了金属阳离子浓度测定;残余固体则用X射线衍射法和红外吸收光谱进行了研究。实验表明,酸浓度愈大,角闪石阳离子的浸出浓度也愈大。这与一般的硅酸盐矿物的溶解规律相一致。此外,阳离子的溶出量主要受晶体结构制约,连接相邻工字梁的曰位离子优先溶出。致使在溶出液中Ca^2＋浓度与其它八面体阳离子的浓度比大于分子式中的比值。基于对未浸蚀样品和浸蚀后残余固体的X射线衍射和红外吸收谱研究可知,阳离子的溶出并未造成闪石结构中硅氧骨干的变化。     

结构矿物学的新成果

四、矿物大孔洞骨架结构的分类 (接上期) 矿物中大孔洞骨架构造首先是在沸石族矿物中发现的。沸石是一类架状构造铝硅酸盐,具有很空旷的硅氧骨架,结构中有许多孔径均匀的孔道和内表面很大的孔穴,其中含有水分子,这些水分子在加热时可以被赶出,硅氧骨架并不破坏,在合适的湿度下水分子也可重新进入骨架,此种水称为“沸石水”。结构的孔道和孔穴中还可存在有一些阳离子,这些阳离子常是电价较低、半径较大的碱金属或碱土金属离子,结构中的这些离子可以与矿物所处的溶液中的离子发生交换,因此称为“交换性阳离子”。由于沸石结构具有上述特点,它可以作为吸附剂、分离剂(分子筛)、催化剂、离子交换剂而被应用,工业上称之为分子筛。由于沸石分子筛具有很高的活性、较好的选择性和热稳定性,使得沸石分子筛在化工、石油、冶金、建材、医药等方面得到广泛的应用。一般所说的分子筛就是指的沸石分子筛。     

海水溶解磷酸盐氧同位素组成的测定

生物磷酸盐和水分子间的氧同位素分馏主要受温度和生物活动控制, 因此磷酸盐氧同位素组成既可以测量古温度又可以示踪磷循环。近年来磷酸盐氧同位素研究受到较多关注, 除了传统的生物体磷灰石古温度测量外, 这些研究大多是关于磷循环的。磷酸盐的氧同位素组成可以示踪海洋中磷的源区和生物对磷的利用效率。由于海水的组成十分复杂, 测量前必须对样品进行富集、分离和纯化处理。目前, 加州大学(Santa Cruz)Paytan教授和耶鲁大学Blake教授的实验室已建立了海水溶解磷酸盐氧同位素的测量方法, 二者各有优缺点。我们结合了这两种方法的优点, 并对一些步骤进行了改进, 建立了海水溶解磷酸盐氧同位素组成的测量方法。通过向海水样品中加入NaOH, 形成Mg(OH)2来富集海水中的PO43-, 也可同时除去部分杂质离子和溶解有机质; 通过将PO43-转化为CePO4沉淀来进一步除去杂质离子, 然后用阳离子交换树脂除Ce3+, 再通过阴离子交换树脂柱来除溶解有机质。最后将磷酸盐转换为Ag3PO4沉淀, 在1350℃裂解Ag3PO4, 产生的O2和石墨反应形成CO用IRMS测定。结果显示富集、分离和纯化过程可以获得纯的Ag3PO4颗粒, 不会产生PO43-的氧同位素分馏。测量Ag3PO4用量仅为0.3 mg, 标准偏差在±0.2‰~±0.3‰之间。     

方镁石中Cr^3＋—空位中心附近的局部压缩率

用晶体场理论研究了方镁石中Cr~(3+)离子的零场劈裂D随单轴压力的变化,发现杂质离子附近的局部压缩率的确不同于基质晶体的压缩率,即由于Cr~(3+)离子附近有阳离子空位出现,空位附近的氧离子将更易于向空位压缩,造成局部压缩率不同于基质晶体压缩率。     

黑河流域中游盆地水文地球化学演化规律研究

黑河是我国第二大内流河,研究其水化学演化规律,对于区域水资源科学利用与管理、保障饮水安全和下游生态安全都具有重要作用。本文利用2014—2018年在黑河流域开展1∶50 000水文地质调查所获取的资料,研究了黑河干流和丰乐河两个典型剖面的水化学和同位素变化规律。结果表明,黑河中游盆地地下水主要来源于祁连山区大气降水补给,黑河干流区地下水氘氧同位素比丰乐河流域更为富集,反映了氘氧同位素的高程效应。在丰乐河流域排泄区发现了非现代气候条件下形成的古水,说明现在的盐湖盆地早期就是地下水滞留区。山前戈壁带含水层经长期淋滤作用,地下水溶解性总固体(total dissolved solids,TDS)较低,水化学类型以重碳酸型为主。溢出带以北下游地区TDS逐步增高,地下水类型以硫酸型、硫酸-氯型为主,具有两种地下水化学背景和演化模式:一种是石膏溶解-碳酸盐沉淀析出-氯化物溶解-缓慢的硅酸盐非完全溶解和阳离子交换反应模式;另一种在此基础上增加硫酸钠溶解演化模式。流域补给区和径流区地下水TDS升高的主要原因是溶滤作用。丰乐河排泄区地下水TDS升高的主要原因仍是溶滤作用,溶滤盐分的来源是表层的盐分,以石盐为主。黑河干流排泄区由于含水层较薄,水位埋深较浅,蒸发对地下水咸化的影响更大。     

湘中地区邵阳凹陷二叠系页岩储集物性特征研究

基于全岩、粘土矿物X射线衍射、低温氮气吸附实验等手段,结合有机地球化学等参数对邵阳凹陷二叠系页岩储层物性特征进行了深入的研究,并探讨了页岩储集物性的控制因素。分析结果表明:1)页岩矿物成分中普遍具较高的脆性矿物含量,这能提高页岩孔隙度,并有利于储层开发过程中的压裂,然而相对低的粘土矿物含量可能会降低页岩储层吸附性;2)页岩孔隙大小以微孔、中孔为主,两者贡献了绝大部分的比表面积、总孔体积,仅存在的少量大孔对于比表面积与总孔体积的影响较小。孔隙形态普遍为具平行板壁的狭缝形,且开放性良好。3)有机碳含量与粘土矿物含量是页岩比表面积、总孔体积的主要控制因素,平均孔径的分布特征与比表面积、总孔体积之间呈现一定反相关性,即越小平均孔径的页岩,能够提供的比表面积与总孔体积越大。热演化程度对于页岩孔隙发育的影响具正反两面性,在相关性分析并没有发现它们之间具明显的规律性。     

沸石的活化处理及其对铅、钴的吸附性研究

通过对沸石的活化方法和其基本物化性能（主要包括化学成分、阳离子交换容量、密度、比表面积、孔径、渗透系数及热稳定性）及Pb^2＋,Co^2＋离子的吸附性能的初步研究认识到：1）经过酸化并经热处理后的沸石的阳离子交换容量（CEC）明显高于未经处理的原土;2）通过实验得出粒度为100目的天然沸石经酸活化处理后在300C下热活化,1．5h后测得离子交换量为最佳;3）沸石的密度为1．789g／cm^3;渗透系数为0．087cm／s（20℃）;体积平均粒径为13μm;比表面积为190．67m^2／g,平均孔径为102．27nm;4）沸石对重金属离子的吸附实验表明沸石对重金属离子Pb^2＋的吸附性能优于Co^2＋,20min时Pb^2＋和Co^2＋的吸附比（Rd）分别为20238．8ml／g及63．8ml／g;Pb^2＋和Co^2＋去除率分别为99．50％和40．00％。     

环境污染物在蒙脱石层间域中的环境化学行为

天然蒙脱石层间阳离子通常是Ｃａ2 +,Ｎａ+,可以通过离子交换法制备各种阳离子交换蒙脱石。这些不同阳离子对蒙脱石层间域的环境化学行为有着不同的影响。金属阳离子与粘土矿物间的相互作用除了离子交换外 ,粘土的专性吸附作用有时也是非常重要的。目前 ,粘土矿物对重金属离子的专性吸附可概括为 4种机理 :(1)重金属离子与粘土矿物表面或断键基团质子的交换吸附 ;(2 )重金属离子进入粘土矿物硅氧四面体片的复三方空位或八面体片晶格缺陷中 ;(3)以金属络合物形式的专性吸附 ;(4)以金属氧化物或其它不溶性盐类沉淀形式。天然粘土矿物存在着大…     

超高光度法的现状(二)

第二部分高比缔合物形成的光度法为了进一步提高光度分析的灵敏度,一些分析工作者对缔合物的发展是:研究和选择适宜条件,使中心离子和配位体形成配位饱和而电价不饱和的、体积庞大的多价络阴离子(例如中心离子和某些酸性染料形成的螯合阴离子,和二氯化锡形成的双金属络阴离子以及和钼,钒等形成的杂多酸等)或多价络阳离子(例如中心离子和邻菲罗啉、吡啶等形成的络阳离子),然后在必要时改变反应条件(如原有条件适合于缔合反应则不改变),使之和     

氧同位素在岩石成因研究的新进展

通过氧同位素分析可以对岩石的成因进行认识,使之成为岩石学研究的一个强有力工具。根据花岗岩的氧同位素高低可以判断其来源于变沉积岩还是变火成岩;对于一个复式岩体,如果不同期次岩石的氧同位素组成存在明显变化,可以有效地判断该岩浆在演化过程中存在不同来源物质的混染,因为岩浆从镁铁质成分向长英质成分的化学分异过程,不会引起明显的氧同位素分馏,分馏值一般不超过0.3‰。氧同位素分析手段从常规BrF₅法,到激光探针BrF₅法,再到离子探针分析法,对岩石矿物样品从全熔分析到微区分析的发展,显示了它们的发展历程和各自的优势及应用范围。本文介绍了氧同位素的不同分析方法,以花岗岩(流纹岩)和变质岩的研究为例阐述了氧同位素分析技术的发展。苏州花岗岩利用全岩和造岩矿物常规氧同位素分析方法得出其为低δ¹⁸O和正常δ¹⁸O岩浆成因的不同认识,近年通过锆石激光氧同位素分析技术,获得岩浆锆石的δ¹⁸O平均为4.92‰,证实其来源于壳源的低δ¹⁸O岩浆。类似地,利用全岩和造岩矿物常规氧同位素分析方法得出的观点难以解释美国黄石高原低δ¹⁸O流纹岩中矿物颗粒间和颗粒内部的氧同位素变化,该氧同位素变化只能通过离子探针矿物微区原位分析得出。在变质岩研究方面,通过激光探针氧同位素分析,人们普遍认为苏鲁造山带变质岩极负的δ¹⁸O值是在新元古代原岩形成时获得的,但是最新的离子探针锆石原位氧同位素分析表明苏鲁造山带变质岩极负的δ¹⁸O主要是在三叠纪超高压变质作用过程中获得的。今后单颗粒矿物尺度上的氧同位素组成分布规律将是氧同位素研究的发展方向。     

阳离子浓度对泥沙沉速影响实验研究

应用了静态沉降实验方法中的移液管法,初步研究了水中常见阳离子对河流中细颗粒泥沙沉速的影响,这些阳离子包括Na+、Ca2+、Mg2+和Al3+等。实验结果表明,阳离子浓度对泥沙沉速的影响可以分为两个阶段:①随着阳离子浓度的增加泥沙沉速也增大;②当离子浓度大于某值时,离子浓度对泥沙沉速的影响不大。在同样离子浓度条件下,离子价态高者影响较大。同时分析了长江和黄河干流中下游河段的水化学特性;分析结果表明,在一般的河水水质的情况下,有必要考虑水中阳离子(主要是Ca2+、Mg2+)对细颗粒泥沙沉速的影响。