高铁铁橄榄石热处理产物的研究

1976年以来,先后在我国辽宁省莱河及河北省迁西县发现了高铁铁橄榄石,它们的化学通式为Fe~(3 )Fe_2~(3 )(SiO_4)_2;产在辽宁省莱河的高铁铁橄榄石曾被命名为莱河矿。作者曾用穆斯鲍尔效应研究过这种矿物。本文的目的是用X射线、红外光谱及穆斯鲍尔谱研究采自河北省的高铁铁橄榄石的热处理产物,探讨它在氧化和还原条件下的变化,这对阐明该矿物的成因和演化将是有益的。 河北省高铁铁橄榄石产在一种特殊的英榴易溶岩中,它与石英、石榴石、易溶石、磁铁矿和石墨共生,在光片和薄片中可以看到它交代易溶石,而被磁铁矿切穿。石榴石又往往包裹上述矿物。本研究所用的高铁铁橄榄石的化学成分为:SiO_231.96,Fe_2O_335.31,Al_2O_3     

莱河矿的晶畴双晶构造及其结构的再研究

莱河矿,作为一个含Fe~(3 )和Fe~(2 )的正硅酸盐新矿物,其矿物学研究和晶体结构分析的初步结果,于1976年作了报导。当时,我们曾以斜方晶系,空间群为Pb2_1m的统计晶胞描述了它的晶体结构,即相应于铁橄榄石具有中心对称的M_1位置上,Fe~(2 )以1/2左右的含量作统计分布。 稍后,中国地质科学院地矿所等单位以“高铁铁橄榄石”的名字,也发表了该矿物的结     

二连石——一种含铁和钒的硅酸盐新矿物

新矿物二连石(Erlianite)产于海相火山沉积硅质建造,经变质的铁矿层中的破碎带。矿物呈黑色,条痕褐色。晶体成纤维状、鳞片状,集合体为规则的板柱状。不透明,丝绢光泽。H_v=3.7kg/mm~2,D=3.11g/cm~3。解理(001)和(100)完全。斜方晶系。晶胞参数:a=23.20,b=9.20,c=13.18,Z=1,可能的空间群为Pmmn或Pm2_1n。二轴晶负光性,N_(?)=1.667,N_(?)=1.674,N_(?)=1.679,2V=56—59°。化学式为:(Fe~(2+)_(19·96)Fe~(3+)_(2·19)Mg_(1·33)Mn_(0·42))_(23·90)(Fe~(3+)_(11·32)V_((?)·68))_(12)(Si_(34·73)Ti_(0·26)Al_(0·20)Fe~(3+)_(0·81))_(36)O_(90)(OH,O)_(48)(单位晶胞氧原子总数O=138)。     

铁橄榄石-莱河矿组矿物的热力学研究

自从莱河矿作为一个富含Fe~(3+)的正硅酸盐新矿物被研究以来,已有可能将铁橄榄石-莱河矿,看成一个新的矿物系列。在这个系列中已报道的有铁橄榄石、变铁铁橄榄石,高铁铁橄榄石和莱河矿。 此组矿物除铁橄榄石外,热力学性质目前还没有实验资料。为此本文运用了一些近似计算的方法对该组矿物(重点是莱河矿)的热力学参数作了估算,对莱河矿的可能成因和生成条件提出了一些初步看法。     

高铁铁橄榄石的新研究——兼论铁橄榄石的氧化作用

本文综合应用微束分析技术,包括扫描电镜、电子探针、电子显微镜和激光喇曼探针等多种分析技术,对国内外许多学者感兴趣的高铁铁橄榄石进行了系统深入的研究,发现高铁铁橄榄石通常是铁橄榄石和一系列氧化程度不等的氧化铁橄榄石及其他一些氧化产物的总和,并对高铁铁橄榄石和铁橄榄石的氧化作用提出了一些新认识:(1)铁橄榄石在其形成后至少受到两次蚀变;(2)铁橄榄石氧化的最终产物是玻璃;(3)原先关于高铁铁橄榄石的结构分析、反相畴、超结构和假双晶等问题尚待进一步研究;(4)将高铁铁橄榄石看成是新矿物实属疑问。     

波伏棱（Povlen）型羟基纤蛇纹石的谱学研究

波伏棱型羟基纤蛇纹石是波伏棱型纤蛇纹石矿物的新变种,本文报导它的吸收光谱、红外光谱、穆斯堡尔谱、电子顺磁共振谱和核磁共振谱。 研究表明,吸收光谱是Fe~(3 )和Fe~(2 )的晶场跃迁以及Fe~(2 )→Fe~(3 )的荷移跃迁引起的;红外光谱是OH和Si-O的伸缩振动、OH转动以及Mg-O和Si-O的弯曲振动引起的;穆斯堡尔谱是Fe~(2 )_(八面体)、Fe~(3 )_(八面体)和Fe~(3 )_(四面体)引起的;电子顺磁共振谱是Mn~(2 )_(八面体)、Fe~(3 )_(八面体)和Fe~(3 )_(四面体)引起的;核磁共振谱是管道水,镁八面体和硅氧四面体上的OH引起的;矿物加热到825℃时,结构开始破坏并出现镁橄榄石相。 此外,本文还解释了该蛇纹石颜色的本质,阐明了上述过渡金属离子和OH在该矿物中的结构环境。     

橄榄石有序度的X射线粉晶测定法及其应用

一、序言橄榄石是与铬铁矿成因有关的主要造岩矿物,其中Fe~(2+)的有序—无序分布与矿物形成条件和矿物结晶后的冷却历史有关。为此,七十年代以来不少学者对橄榄石的有序—无序问题进行了探讨。Bancroft Gibbs & Smith (1968)采用X射线单晶结构分析,认为橄榄石中Fe~(2+)的分布是无序的,伯恩斯(1971)通过电子吸收光谱的测定,表明Fe~(2+)在M_2位稍有富集;(?) (1972)用穆斯鲍尔谱分析测定橄榄石的有     

橄榄石有序度的X射线粉晶测定法及其应用

一、序言橄榄石是与铬铁矿成因有关的主要造岩矿物,其中Fe~2+的有序—无序分布与矿物形成条件和矿物结晶后的冷却历史有关.为此,七十年代以来不少学者对橄榄石的有序—无序问题进行了探讨.Bancroft Gibbs & Smith(1968)采用X射线单晶结构分析,认为橄榄石中Fe~2+的分布是无序的,伯恩斯(1971)通过电子吸收光谱的测定,表明Fe~2+在M_2位稍有富集;     

流纹英安凝灰岩中发现铁铝榴石

铁铝榴石在凝灰岩中有两种产状:一种呈晶屑状稀疏地分布于凝灰岩中;另一种为四角三八面体和菱形十二面体的聚形铁铝榴石晶体,生于凝灰岩的孔洞中和柱状节理面上。 铁铝榴石为褐红色,少数为血红色,玻璃光泽,断口油脂光泽,透明。摩式硬度6—7.5,无解理,比重:D_1(晶屑)=4.15、D_2(晶体)=4.10。薄片下为浅褐色,均质体,折射率:N_1(晶屑)=1.822、N_2(晶体)=1.823。铁铝榴石结晶化学式: 晶屑:(Fe_(1.779)~(2 )Mn_(0.750)Mg_(0.022)Ca_(0.057))_(2.608)(Al_(1.890)Fe_(0.178)~(3 )Ti_(0.009))_(2.077)Si_(3.133)O_(12) 晶体:(Fe_(2.045)~(2 )Mn_(0.614)Mg_(0.025)Ca_(0.065))_(2.749)(Al_(1.759)Fe_(0.062)~(3 )Ti_(0.006))_(1.327)Si_(3.254)O_(12) 本文还作出了铁铝榴石晶屑和晶体的红外光谱吸收曲线。 流纹英安凝灰岩中的铁铝榴石晶屑是从岩浆中原始结晶的。而生于凝灰岩孔洞中和柱状节理面上的铁铝榴石晶体,则是凝灰岩在冷却成岩过程中火山气水热液作用的产物。 流纹英安凝灰岩中铁铝榴石的发现,为研究石榴石的产状提供了新资料。     

凤成石:异性石族矿物N(5)位贫钠的空位类似物新种

作为异性石族矿物新种凤成石是首个该族已知成员中N(5)位贫Na且以空位居优的类似物,其理想化学式为:Na_(12)□_3Ca_6(Fe~(3+),□)_3Zr_3Si(Si_(25)O_(73))(H_2O)_3(OH)_2。它发现于我国东北辽宁省凤城市赛马钠质碱性正长岩内,多呈它形-半自形晶产出,单个晶体粒径1~7mm,最大粒径者>1.5cm。与之共生的矿物有微斜长石、正长石、钠长石、霞石和钠角闪石亚族矿物、霓石、榍石和闪叶石族矿物、"贫钠的层硅钛铈矿"("Napoor rinkite")、钛铌钙铈矿、钠锆石、锆石、铁金云母、氟磷灰石、富稀土的羟硅磷灰石和何作霖矿等。矿物为半透明-透明,玻璃光泽,条痕白色,性脆,摩氏硬度约5,偶见不完全解理和裂开,一轴晶正光性。N_e=1.607,N_o=1.603。凤成石属三方晶系,具R3m空间群;a=1.42467(6)nm,c=3.00330(2)nm,V=5.27908(50)nm~3,Z=3。6条强粉晶衍射线[面网间距(衍射强度)(指标化)]是:0.7186(55)(110),0.5761(44)(113),0.4187(53)(123),0.3201(47)(028),0.2978(61)(135)和0.2857(100)(044)。16点矿物成分的电子探针等分析均值为:Na_2O 11.64%,K_2O 0.52%,CaO 8.96%,MgO 0.07%,SrO_3.53%,BaO 0.02%,MnO0.10%,FeO 0.69%,Mn_2O_30.92%,Fe_2O_35.98%,La_2O_30.12%,Ce_2O_30.23%,Nd_2O_30.13%,Sc_2O_30.01%,TiO_20.38%,ZrO_211.72%,Nb_2O_50.23%,SiO_251.73%,Cl 1.13%,H_2O 2.09%,O≡Cl-0.26%,总量100.14%。根据晶体结构精测和(O+OH+F+Cl)=78计算的矿物经验化学式:[(Na_(3.00)Na_(3.00))Σ_(6.00)(Na_(5.28)K_(0.33)□_(0.39))]_(12.00)□_(2.71)Sr_(0.20)REE_(0.09))_(3.00)Ca_(4.80)Sr_(0.82)Fe_(0.29)~(2+)Mg_(0.05)Mn_(0.04)~(2+))_(6.00)(Fe_(2.25)~(3+)Mn_(0.35)~(3+)Cr_(0.08)□_(0.32))_(3.00)(Zr_(2.86)Ti_(0.09)Nb_(0.05))_(3.00)(Si_(0.87)Ti_(0.05)□_(0.08))_(1.00)Si_(1.00)(Si_(24.00)O_(72.00))[(H_2O)_(2.93)O_(1.00)(OH)_(0.07)]_(3.00)[(OH)_(1.04)Cl_(0.96_]_(2.00)。矿物实测密度2.93g/cm~3;计算密度2.88g/cm~3。基于野外和室内研究,借鉴有关合成异性石族矿物的实验资料,凤成石由一类富REE、U、Th、Zr、和挥发分的钠质碱性正长岩岩浆直接结晶而成。     

建水矿—一个黑锌锰矿族镁端元的新矿物

建水矿是一种类似黑锌锰矿的含镁新矿物,它是含锰白云岩在表生条件下衍变的产物。建水矿的单晶细小,(5×0.5μm),不透明,棕～棕黑色,密度3.50～3.60g/cm~3。平均反射率(SiC标准,空气中)23.0%,470nm;19.9%,546nm;19.1%,589nm;18.6%。650nm。化学成分(%);CaO1.97,MgO5.29,MnO8.02,MnO_267.65,H_2O~+13.37,K_2O0.00,Zn0.00,SiO_21.20,Al_2O_30.78,P_2O_50.59,Fe_2O_30.52,总计99.39。实验式:(Mg_(0.51)Mn_(0.44)~(2+)Ca_(0.08)_(Σ1.03)Mn_(3.03)~(4+)O_(7.10)2.90H_2O。X射线衍射和红外图谱类似于黑锌锰矿。三斜晶系,空间群。晶胞参数a=0.7534(4)nm,b=0.7525(6)nm,c=0.8204(8)nm,a=89.753(8)°,β=117.375(6)°,γ=120.000(6)°在同一矿区还曾发现少量接近镁端元的建水矿,其化学成分(%)为:MgO 8.52,CaO 2.03,MnO 0.92。MnO_2 68.49,H_2O~+12.60,SiO_23.94,Al_2O_30.91,Fe_2O_3 1.41,P_2O_5 1.63,总计100.45扣除杂质后得到的实验式为:(Mg_(0.85)Mn_(0.05))_(Σ0.91) Mn_(3.15)~(4+)O_(7.20)·2.80H_2O。     

北山南部玻基纯橄岩的发现及其岩石学和地球化学特征

北山南部地区,二叠纪闪长岩岩体的西北部,发现玻基纯橄岩[Vitric Dunite;Meimechite,Меймечит;中文亦有音译为麦美奇岩]和蚀变玻基纯橄岩。①玻基纯橄岩样品呈致密块状,浅灰绿色,表面可见清楚的粒状斑晶矿物和黑色胶结物,具发丝一样的小条带。蚀变玻基纯橄岩样品呈致密块状,深黑色,局部具细小条带。显微镜下,前者主要矿物橄榄石为斑状结构;后者主要矿物橄榄石多蚀变为蛇纹石,表现为变余斑状结构,斑晶是蛇纹石化的橄榄石假像。基质均为玻璃质结构。②X射线衍射分析表明:橄榄石为镁橄榄石[forsterite,(Mg_(1.8)Fe_(0.2))(SiO_4)],蛇纹石为利蛇纹石{lizardite,(Mg,Al)_3[(Si,Fe)_2O_5](OH)_4}。③电子探针检测,磁铁矿呈细条纹状,基质矿物有绿泥石、绿帘石、黝帘石、角闪石、钛铁矿、褐铁矿、镍黄铁矿、斜长石、尖晶石、金云母等。④样品岩石化学分析,主元素氧化物的含量分别为,SiO_2为36.40%～37.29%,Al_2O_3为2.61%～4.70%,TiO_2为0.058%～0.22%,MgO为33.30%～35.36%,Fe_2O_3+FeO为10.51%～12.89%,Na_2O+K_2O为0.03%～0.14%,为超铁镁质超基性喷出岩。Mg#为83.5～86.5,δSr为1.14～4.61,Sr/Y为5.70～42.74。稀土元素∑REE为2.18～9.71,δEu为0.68～2.43,La/Yb为0.90～10.00。微量元素和稀土元素具有原始地幔的岩石化学特征。⑤原始岩浆可能经历了结晶分异过程,并可能在裂谷构造环境形成。⑥本文发现的玻基纯橄岩,类似于典型的西伯利亚麦美奇河流域和勘察加半岛的低钛"麦美奇岩"。玻基纯橄岩在该地区的发现,为该地区岩浆的形成和演化研究及铜镍矿的找矿和勘探工作,提供了重要的岩石学依据。     

塞浦路斯的超镁铁质熔岩——太古代科马提质玄武岩的类似物

塞浦路斯特罗多斯蛇绿岩套上部枕状熔岩中见有超镁铁质枕状熔岩的小型孤立体。一般可分为细粒、无斑隐晶质到含少量橄榄石斑晶的和细粒,含大量橄榄石斑晶的两种。橄榄石斑晶为自形—半自形,或空心骸晶,粒径0.1—3毫米,最大可达5毫米左右,成分为Fo_(37-91)。分布于玻璃基质中的普通辉石呈针状、束状(扇形集合体)和骸状,晶体长0.3—1.5毫米,宽仅0.04—0.06毫米,具典型的鬣刺结构。超镁铁质熔岩的MgO含量为10—30%,Mg/Mg+Fe~(2+)均在0.8左右,CaO/A1_2O_3为0.8—1.5,多在0.8左右,TiO_2平均含量为0.32%。稀土元素配分模式属轻稀土亏损,重稀土平坦型。以上特征表明把它们称为科马提质玄武岩是合适的。     

两个化学风化反应方程的讨论

近十年来,各地质院校编著的有关地貌学、基础地质学、工程地质学等教科书中,讨论化学风化作用时,常介绍下面两个化学风化方程式: (Ⅰ)赤铁矿水化作用: Fe_2O_3+nH_2O Fe_2O_3·nH_2O (Ⅱ)二氧化硅矿物在碱性水溶液中硅胶化: SiO_2+H_2O H_2SiO_3     

深源包体橄榄石的穆斯鲍尔谱

玄武岩所携带的二辉橄榄岩包体被看作是来自上地幔的物质,橄榄石又是包体中主要造岩矿物之一。通过橄榄石Fe~(2 )有序度的研究,期望对包体复杂的热历史提供某些信息。 本文所采用的镁橄榄石——贵橄榄石(Fa 9.6—14.3)样品取自河北万全、云南马关、江苏六合及福建陇海牛头山的尖晶石二辉橄榄岩包体。除马关样品产于火山角砾岩以外,其     

电子探针定量分析直接测定含铁矿物中二价和三价铁

研究表明,含铁矿物中铁的平均价态(反映Fe~(2+)和Fe~(3+)含量)与Fe Lβ/Fe Lα值呈正比关系曲线。未知样品只要测得TFeO含量和Fe Lβ、Fe Lα的计数值,就可以分别获得FeO和Fe_2O_3的定量分析结果。经几种含铁矿物测定实例验证,说明方法可行。     

钙钛矿型硅酸盐的热膨胀及地幔分层

位于地下670公里深处的地震不连续带是上、下地幔的分界面,其压强为24GPa,温度为2—3千K。在这样的条件下,上地幔的主要矿物——橄榄石〔(Mg、Fe)_2SiO_4〕、辉石〔(Mg、Fe)SiO_3〕和石榴石〔(Mg、Fe、Ca)_3Al_2Si_2O_2〕将转变为斜方畸变的具钙钛矿结构的〔(Mg、Fe)SiO_3〕矿物或以钙钛矿为主的矿物组合。由于钙钛矿型的硅酸盐至少在70GPa压力下还是稳定的,因而它被认为是下地幔(或许是整个地球)中最主要的矿物。尽管钙钛矿型的硅酸盐很重要,但直到1976年才被发现,而且由于合成这种矿物所需的压力和温度条件很难达到,所以对其物理性质还不甚了解。例如,钙钛矿热膨胀系数对下地幔可能存在的成分模式起着重要的制约作用。最近我们合成了足够量的钙钛矿型的(Mg_0.9,Fe_0.1)SiO_2以便用X射线衍射法测定其在温度达840K时的无压热膨胀。在高温下测得的平均热膨胀系数为4×10~(-6)K~(-1)。这么大的热膨胀系数表明:根据土地幔组分(如地幔岩或石榴石橄榄岩,Mg值≈0.89)的标准模式求得的无压密度,要比推断的下地幔在无压条件下的密度低大纣2%。这一结果显示:上地幔与下地幔的化学性质是不同的;这与地幔热对流的分层模式是一致的。     

关于硅灰石化学分析项目的研究

硅灰石矿物是一种自然产出的偏硅酸钙,其分子式为[CaO·SiO_2]_3,理论组成是CaO48.3％、SiO_251.7％。它作为工业矿物仅有卅年的历史,由于它具有低温快速烧成的窑业性能,近几年来已引起国内外有关行业的重视。其化学分析项目仍沿用了最初规定的SiO_2、CaO、MgO、Fe_2O_3、Al_2O_3和灼减等6项。从吉林省所发现的几处硅灰石产地来看,其主要矿物成份是硅灰石、方解石、尚有少量白云石、透辉石、石榴石和葡萄石伴生。测定SiO_2、CaO是想知道矿物的主要成份;测定MgO想知道矿物中透辉石、白云石的含量;测定Al_2O_3想知道矿物中石榴石的含量;测定Fe_2O_3想了解矿物中的有害成份;测定灼减想知道矿物中CO_2的大概数。一般说来测定这6个项目基本上能判定硅灰石的质量。对硅灰石矿床进行工业评价时,主要以矿石中有益矿物硅灰石和     

硼镁铁矿的新亚种——富锡硼镁铁矿

富锡硼镁铁矿是硼镁铁矿的含锡亚种。它产于湖南常宁县七里坪镁质矽卡岩硼矿床中。矿物中SnO_2变化范围为4.6—12.0%,其分子式为(Mg_1.64Fe~(2+_(0.35))Mn~(2+_(0.01))(Fe~(3+_(0.55))Sn_(0.16)Mg(0.23))BO_5,这是迄今未见详细报导过的。笔者从矿物的光学物理性质、化学成分、X射线晶体学以及晶体化学等方面进行了研究。同时,与它的类似矿物在晶体学方面作了对比讨论。从以上研究中得出结论:Sn~(4+)在结构中占据Fe~(3+)的位置,并以伴随着的Mg~(2+)作电荷补偿。还提出了Sn元素在硼镁铁矿中不仅作为微量元素存在,而且可以作为造种元素存在的新见解。     

接近于铁橄榄石端员组份的铁橄榄石集合体的发现及其初步研究

铁橄榄石集合体为无根岩石。外观呈铁黑色,风化面呈亮栗褐色。本文对铁橄榄石集合体的形态特征、物理性质和化学成分进行了研究。通过化学式的计算,其化学式为:(Mg_(0.0168)Fe_(0.9802)Mn_(0.003))_2[SiO_4],证明其为铁橄榄石的端员组份。此外,还对其进行了穆斯堡尔谱分析、X射线粉晶衍射分析和红外光谱分析。其穆斯斑堡尔谱分析结果与人工合成的铁橄榄石数据相近,它的衍射数据及计算的晶胞参数也与JCPDS所提供的标准数据非常接近,这些进一步证明了铁橄榄石集合体的成分接近于铁橄榄石端员组份。