桐柏矿的晶体结构测定

桐柏矿(Cr3C2)是我国1983年发现的新矿物,因当时实验条件所限仅进行了晶体学参数测定而未进行晶体结构测定。最近在西藏罗布莎蛇绿岩块铬铁矿矿床中又一次发现该矿物,并获得了适宜进行X射线单晶衍射分析的单晶颗粒。采用SMARTAPEX单晶衍射仪电子耦合探测器技术,对该矿物进行了晶体结构的精确测定。测得该矿物属斜方晶系,空间群为Pnam,晶胞参数为a=0.5525(2)nm,b=1.1468(4)nm,c=0.2827(1)nm,晶胞体积V=0.1791(1)nm3,得到了精确的Cr和C原子坐标及其它晶体学参数,单位晶胞内分子个数Z=4{Cr3C2},计算密度D=6.677g/cm3,结构测定精度R(I>2σ(I))=0.0361。测定表明,该矿物属过渡金属碳化物结构,金属原子Cr与C原子呈非等大球的密堆积,C原子与最近邻的6个Cr原子配位,呈三方柱配位多面体,三方柱之间以共棱和共面方式连接。两种[CCr6]三方柱中,Cr—C平均键长分别为0.2047nm及0.2083nm。本文对该矿物与其它类似的过渡金属元素碳化物的晶体结构进行了对比研究。     

岩石内应力的X射线-中子散射测量方法

岩石内应力的储存和释放对深地资源和能源开发具有重要约束。矿物晶格间距的动态变化是揭示岩石内应力演化的重要指示。X射线衍射法是当前获取矿物晶体结构的主要手段,可以准确测定矿物的特征衍射峰。但是,对于具有复杂结构和矿物组成的岩石,X射线在穿透过程中携带的统计信息,难以反映矿物晶格间距的细节特征。中子射线的能量高、穿透深度大,且与原子核反应,因而能更准确地刻画矿物元素位置和结构细节,但中子的波长较长、校准困难,结果具有不确定性,导致中子射线在岩石内应力研究中未能发挥应有作用。在分析X射线、中子技术优势和固有局限的基础上,提出了岩石内应力的X射线-中子衍射测量方法,重点剖析了该方法的基本原理,提出了该方法的关键技术与研究前景。得出了如下结论:利用X射线在确定岩石矿物晶格参数的优势,结合加热处理等技术,可实现岩石矿物无应力条件下晶格间距的标定; 采用中子衍射技术可精确测量岩石矿物的衍射偏移峰,实现岩石内应力深度轮廓的精准刻画; 结合X射线与中子的优势,可实现岩石内应力绝对值的精确测量。提出的技术手段有利于揭示岩石内应力的微观储存和释放过程,以及长期存留的物质条件和物理力学机制,并有望为岩石矿物组成和微观结构研究提供一种新的技术方案。     

钇易解石的高分辨电子显微学研究

本文利用EM-430分析透射电子显微镜研究了内蒙古斑岩型稀有金属矿床中的天然量质钇易解石。电子衍射分析表明该矿物系斜方晶系,其晶胞常数为:a=5.22,b=10.92,c=7.44。同时摄取了Z轴方向及X轴方向投影的高分辨结构象。结构象与由X射线结构分析导出的人工晶质易解石结构模型中重原子排列吻合得很好。     

论斜长石超结构——关于e衍射参数及其矢量模的一些探讨

矿物的单位晶胞的晶体结构研究,曾使矿物学从外观形态描述进入微观研究。现代对矿物的非布拉格衍射--“卫星”衍射的研究,揭示了矿物具有超结构,从而使矿物学进入了新的发展阶段。矿物的超结构研究,表明矿物不是单位晶胞的简单重复,每一种矿物从宏观到微观,在单位晶胞,超晶胞等不同数量级范围内,都具有各自的组合、分布规律。无疑,超结构研究更能解释矿物的各种物理和化学性质,因而它具有深远的矿物学意义。     

变质岩电子岩相学初探

近代岩石学有两种常规仪器,偏光显微镜和X′光衍射设备.偏光显微镜能直接观测粒度在光波波长以上(>2000A)的矿物形态和它的光学性质.X′光衍射数据能够推导原子在单位晶胞中的位置,其尺度约为1—100A.但是X光晶体构造测定是以无数单位晶胞测量的平均值并且所有晶胞均为相同的假设为基础的.所得到的是综合的图象,并不是矿物的具体形貌.透射电子显微镜则不同,它能观察大小在几个人A的超微现象.在岩石和矿物中,100—10,000A之间的尺度范围内,有许多重要的构造现象是上述常规技术所观察不了的.比如一些细小的晶畴、次显微双晶、晶体的某些缺陷等,通常要借助透射电镜来观察.     

新矿物——白云鄂博矿

白云鄂博矿产于内蒙古白云鄂博稀土铁铌矿床中,它是一种钠钡铈稀土氟碳酸盐新矿物——NaBaCe_2[F|(CO_3)_4]。作者对其进行了基础矿物学、矿物谱学、X射线晶体学研究及精确的成分测定,获得了详细的矿物学实验数据及晶体结构基本参数,并对该矿物进行X射线晶体结构精测。此外,作者对其作了高分辨电镜研究,拍摄了该矿物的结构象,肯定其X射线晶体结构的分析结果。综合上述实验资料,与类似矿物对比,作者确认白云鄂博矿为一新矿物。     

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。     

建立X射线粉晶衍射数据库的排序

矿物X射线物相鉴定,实际上就是把欲鉴定试样的X射线粉晶衍射数据与已有的标准X射线粉晶衍射数据进行对比.为了使这种对比过程有规律地进行,一个合乎逻辑的方法是利用电子计算机使检索过程完全自动化.广泛利用电子计算机进行矿物X射线物相鉴定,是今后发展的必然趋势.它可以大大提高效率,而且只要程序编制恰当,其结果也是可靠的.本文着重介绍使用APPLEⅡ型微机建立矿物X射线粉晶衍射数据库的排序问题.     

花岗岩类主要造岩矿物的X射线衍射定量分析方法的研究

本文介绍了X射线衍射无标样解联立方程测定多元物相含量的方法和原理。用X射线衍射、求积仪、化学分析三种方法同时对十三个花岗岩样中的主要造岩矿物的含量进行了测定,结果比较一致。这证明用X射线衍射无标样的解联立方程法测定多元物相的含量是可行的。 由于以往的X射线定量分析需提取纯样作标样,但有些样品提纯相当困难,从而使X射线定量分析工作受到一定限制。本文采用无标样解联立方程的方法,仅在被测样品中加入合适的参考物质,测出各物相的参考常数K,便可测定各物相的重量百分数。正确测定花岗岩类的主要造岩矿物的含量,不仅能为花岗岩类的正确命名提供依据,而且对花岗岩的演化和成因的探讨也很有意义。以前这项繁杂的工作,主要用求积仪和化学分析的方法来进行,既费工又费时,其结果往往不理想。尤其是对斑状和细粒花岗岩,求积仪法难以测定,只能靠目估。为此,作者开展了用X射线衍射法测定花岗岩中主要造岩矿物含量的研究。通过对十三个花岗岩样的测试证明,用无标样解联立方程法,测定花岗岩中多种物相的含量是行之有效的。     

提供专业的X射线衍射/荧光分析测试服务 承接地质样品的分析测试委托:专业快捷-方便经济

X射线衍射/荧光分析方法简便,特别适用于粉末矿物样品的测定。如确定类质同象混晶(固溶体)的成分;鉴别成分相同但结构上有差异的矿物类型;测定矿物的有序-无序结构及其有序度;确定同一矿物族的不同矿物种、矿物的元素组成等。自20世纪初X射线粉末衍射/荧光元素分析技术首次出现后,科学家们就开始收集已知物相的衍射图谱。目前数据库中已收录了25861条以上的矿物相关条目,覆盖了95%以上的分类矿物种类。数据库还包含将要分类的矿物、合成、夹层和固熔体等不同的物质类型。通过一系列的温度和压力参数,标定了许多普通矿物的性质。正是这些工作使得X射线粉末衍射文件(PDF)的有效性得到了国际范围的广泛认可。X射线衍射     

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调制结构矿物晶体的单晶X射线衍射特征

调制结构广泛存在于天然矿物中,利用具有照相特点的CCD平面高灵敏探测器单晶X射线衍射仪,对公度和非公度调制结构的单晶衍射特征进行了研究,根据倒易点的分布规律和晶胞特点提出了超结构的分类方法和非公度调制结构的高维指标化方法。     

矿物转变中的不相称超结构

大坂(Osaka)大学工业科学研究所的结晶学实验室,用X射线衍射法及高分辨力电子显微镜的格子象技术广泛地研究了矿物的不相称超结构。对硫化物(磁黄铁矿和斑铜矿—蓝辉铜矿族矿物)及硅酸盐(斜长石、多铝红柱石和蓝方石)的研究结果表明,大多数不相称超结构由周期性反相晶畴所组成,而反相边界可能变成与该晶畴成分稍微不同的一个带。这种不相称超结构被认为是原子替代的有序化过程或高温形式下无序结构的缺陷,使两个具有相称超结构的稳定相可能出现不混溶的先兆。     

微区X射线衍射在矿物鉴定中的应用实例

介绍了微区X射线衍射仪发展的现状,给出了微区X射线衍射仪鉴定物相的研究实例,并讨论了微区X射线衍射法的优、缺点。通过配置有封闭3kWX射线光管、单毛细管透镜、Pixcel探测器和普通CCD视频的Panalytical X’Pert PRO MPDX射线衍射仪,对光片上的铍矿物进行了微区X射线衍射鉴定,结果确定该铍矿物为羟硅铍石。微区X射线衍射法具有微区、微量、原位和无损等优点,能够进行直径在100～300μm范围内的两种或两种以上矿物集合体的物相鉴定。与电子探针等微区手段相互结合、互相补充,鉴定结果更加可靠。     

X射线粉晶衍射仪在大理岩鉴定与分类中的应用

大理岩主要有方解石大理岩、白云石大理岩和菱镁矿大理岩三种。以往大理岩是依据偏光显微镜下观察岩石结构构造及矿物成分进行分类定名,由于方解石、白云石、菱镁矿都属于三方晶系,具有闪突起、高级白干涉色、一轴晶负光性和菱形解理等相同晶体光学特征,偏光显微镜下区分十分困难。为了准确鉴定大理岩中碳酸盐矿物种类及其相对含量,本文利用岩石薄片偏光显微镜和X射线粉晶衍射技术对32件大理岩岩石样品进行分析测试。岩石薄片鉴定结果表明:大理岩造岩矿物主要有方解石、白云石、菱镁矿、石英、斜长石、白云母、黑云母、绿泥石、黏土和金属矿物。根据岩石结构构造及矿物组分特征,可把32件大理岩样品划分为方解石大理岩、长英质方解石大理岩、石英绿泥白云石大理岩、白云石大理岩、云英质白云石大理岩和菱镁矿大理岩等15个类型。X射线粉晶衍射分析表明:大理岩造岩矿物主要有方解石、白云石、菱镁矿、石英、斜长石、钾长石、云母、绿泥石、滑石和蒙脱石。综合分析认为:岩石薄片偏光显微镜鉴定技术很难区分方解石、白云石和菱镁矿等碳酸盐矿物,以及细小的石英、钾长石和斜长石、滑石和白云母等鳞片状硅酸盐矿物;X射线粉晶衍射分析技术不仅能准确检测出大理岩中方解石、白云石和菱镁矿等碳酸盐矿物种类及相对含量(方解石、白云石和菱镁矿的X射线衍射主峰有明显差异,d值分别为0.303 nm、0.288 nm和0.274 nm),而且能够有效鉴别岩石中粉砂级斜长石、钾长石与石英(三种矿物的X射线衍射主峰d值分别为0.319 nm、0.324 nm、0.334 nm);且能区分蒙脱石、绿泥石、云母和滑石等层状硅酸盐矿物(四种硅酸盐矿物的X射线衍射主峰d值分别为1.400 nm、0.705 nm、0.989 nm、0.938 nm)。综合岩石薄片偏光显微镜鉴定和X射线粉晶衍射分析结果,最终确定32件大理岩样品划分为22个岩石类型。研究认为:仅根据岩石薄片偏光显微镜鉴定或X射线粉晶衍射技术其中一种方法不能准确鉴定大理岩岩石,应将大理岩岩石野外观察、岩石薄片鉴定和X射线粉晶衍射技术结合起来,才能准确确定大理岩岩石类型。     

异类矿物结构基元层间层矿物及墨铜矿的研究

本文提出了“异类矿物结构基元层间层矿物”这一新概念，从五个方面限定了其含义，扩展了“间层矿物”的内涵。对其典型矿物墨铜矿进行了Ｘ射线，电子探针和高分辨透射电镜的初步研究，取得了一些新认识，墨铜矿在ｃ方向有序，重复周期为１１．４５Ａ，在ａ，ｂ方向无序，不存在超晶胞。     

西藏罗布莎Ir—Fe—Ni合金的X射线晶体学研究

在西藏罗布莎蛇绿岩的铬铁矿矿床中,存在一种Ir-Fe-Ni合金,电子探针分析确定其化学式为Ir0.69Fe0.28Ni0.03.用CCD技术测得X射线衍射数据(括号内为I/Io)为2.188(100)、1.896(90)、1.347(50)、1.149(80)、1.096(15)、0.949(5)、0.874(15)、0.852(15)、0.773(10),晶体结构应属金属元素面心立方结构类型.按其结构确定了原子坐标并计算出理论粉末衍射图,结果表明理论粉末衍射图谱与实测粉末衍射数据基本一致.该Ir-Fe-Ni合金晶体学参数可归纳为a=3.802(4)?,空间群Fm3m,单位晶胞中的分子数Z=4,Dc=13.84 g/cm3.     

硅铁灰石的压缩性与结构稳定性研究

硅铁灰石是一种含水(H)的似辉石族矿物(理想分子式:Ca_2Fe_2Si_5O_(15)H),具有SiO_4四面体单链结构,与辉石结构相似。本文利用同步辐射X射线衍射并结合金刚石压腔及激光加温技术,对川南玄武岩中的硅铁灰石开展了高温高压下的结构稳定性及压缩性研究。实验结果表明,常温下在压力达到24 GPa时硅铁灰石经历了结构相变,伴有晶胞体积0.7%的减小,与结构中铁的电子结构变化或者氢键的对称化有关。原位高温高压的X射线衍射实验结果表明,硅铁灰石随着温度压力的增高会逐渐分解为林伍德石与石榴子石,最终转变为布里奇曼石。在硅铁灰石的分解过程中,H主要赋存在林伍德石中,随着石榴子石的出熔,H会进入流体。与冷热洋壳俯冲模型相结合进行讨论,表明似辉石族矿物中H的运移及出熔会对软流圈底部乃至转换带的地球物理性质产生影响,对地球内部岩浆分异以及地表岩浆岩的形成具有参考意义。     

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X射线衍射／荧光分析方法简便,特别适用于粉末矿物样品的测定。如确定类质同象混晶（固溶体）的成分;鉴别成分相同但结构上有差异的矿物类型;测定矿物的有序-无序结构及其有序度;确定同一矿物族的不同矿物种、矿物的元素组成等。自20世纪初x射线粉末衍射／荧光元素分析技术首次出现后,科学家们就开始收集已知物相的衍射图谱。目前数据库中已收录了25861条以上的矿物相关条目。     

铬尖晶石类质同象系列的×射线粉末法鉴定

一、引言铬铁矿是我国急需矿种之一,我所地质科技人员自建所以来,在陕、甘、宁、青、新等地区对铬铁矿的物质成分与成矿规律作了研究工作,随着地质科研的深入,对铬尖晶石类质同象系列正确定名的要求也越来越迫切,能否通过X射线粉晶鉴定来解决这个问题,成了大家关心的课题。近十年来,我们收集了楼房沟、松树沟、绿梁山、金川、大道尔吉、萨尔托海等地的铬尖晶石类矿物X射线粉晶分析数据,通过与91个有化学分析资料的铬尖晶石进行对比、统计及数据处理,初步获得晶胞大小与矿物物质成分的关系,可以按晶胞值的大小,大致划分六种铬尖晶石类矿物。同时推导了铬尖晶石晶胞值的近似经验计算公式,从而对铬尖晶石巴甫洛夫分类与晶胞大小关系的规律有了进一步