宝玉石赏析(6)——石榴石

石榴石宝石是石榴石(garnet)族矿物的总称,岛状硅酸盐、等轴晶系矿物。根据其化学成分可划分成2个系列。铝质系列镁铝榴石:橙红色、红色铁铝榴石:橙红—红色、紫红—红紫色锰铝榴石:橙色—橙红色钙质系列钙铝榴石:     

华南印支期弱过铝质和强过铝质花岗岩中黑云母的矿物化学及其岩石成因制约

华南印支期岩浆活动强烈,并形成了大量的花岗质岩石,按矿物组合可将其分为含典型过铝质矿物白云母、电气石、黄玉的强过铝质花岗岩(SPG)和含角闪石、黑云母等镁铁质矿物,而缺乏典型过铝质矿物的弱过铝质花岗岩(WPG)两大类。黑云母是花岗岩类岩石中最常见的镁铁质矿物之一,其成分特征可以有效示踪花岗岩的成岩物理-化学条件和源区性质。以赣南印支期龙源坝岩体和湘中白马山岩体为例,对华南印支期花岗岩中两类过铝质岩石的黑云母矿物化学成分进行研究,结果显示WPG中黑云母富镁、贫铝、贫铁,属镁质黑云母,而SPG中黑云母贫镁、富铝、富铁,属铁质黑云母。黑云母平衡结晶温度和氧逸度估算结果显示,WPG比SPG具有更高的岩浆温度和氧逸度。WPG属于壳幔岩浆混合产物,而SPG则来自于接近纯地壳沉积物质部分熔融产物。花岗岩中黑云母的化学成分可以有效判断源区性质,无法单独判断构造背景。     

煤系硅铝质矿物制备先进陶瓷材料初探

文论述了莫来石、Sialon、St3N4和SiC等4种先进陶瓷材料的制备原料和方法，并利用煤系硅铝质矿物原料（以煤矸石为主）成功地合成了莫来石、Si3N4和SiC材料。指出了煤系硅铝质矿物是开发上述先进陶瓷材料的较理想原料。     

云南六合霓辉正长斑岩中特殊包体岩石的发现及其意义

在六合霓辉正长斑岩中广泛发育的各类包体岩石中，新近发现了三类特殊包体。通过岩相学、岩石化学、电子探针和扫描电镜分析研究表明，纯方解石包晶（体）和含石英的黄玉伟晶岩包体是地幔流体在运移过程中发生去气作用的产物；黑色微晶富铁硅酸盐熔融包体是地幔流体伴随去气作用的分离产物，其主要矿物组成为石英、绿泥石和富铁的柱状和片状硅酸盐矿物，特征矿物有自然铁、磷灰石和锆石；据全岩化学成分和矿物组成特征及结晶状态分析，表明该包体岩石不是常规岩浆作用产物，尤其自然铁的存在进一步证明该微晶熔融包体是还原条件或缺氧环境下的地幔流体物质。通过对特殊包体岩石的研究，为该区不同岩性和地层中的多金属成矿提供了重要的深部过程地球化学背景。     

西藏甲玛矿床硅钙界面对矽卡岩成岩及多金属成矿的影响

西藏甲玛铜多金属矿床为冈底斯成矿带的超大型矿床之一,其矽卡岩型主矿体受林布宗组砂板岩、角岩(硅铝质岩石)和多底沟组大理岩(钙质岩石)的岩性界面所控制。基于岩、矿心地质编录,开展矽卡岩岩石、矿物分带及矽卡岩地球化学、矿物化学研究,探讨硅钙岩性界面对矽卡岩及多金属矿体形成的影响。从顶板至底板由石榴子石矽卡岩、硅灰石石榴子石矽卡岩至硅灰石矽卡岩表现出Si O2、Ca O逐渐增加和Al2O3、Fe2O3+Fe O逐渐减少的趋势,石榴子石矽卡岩、硅灰石矽卡岩的稀土元素和微量元素特征对顶板、底板岩石表现出明显的继承性。靠近顶板的矽卡岩中石榴子石属于钙铝-钙铁过渡系列,由石榴石核部向外环带具有Al含量减少、Fe含量增加的特点;靠近底板矽卡岩相对于靠近顶板具有钙铁榴石比例增加、钙铝榴石比例减少特征,由核部向外围未见明显的环带成分演变特征。矽卡岩是流体与硅铝质、钙质岩石水岩反应的产物,沿硅钙界面流体减压沸腾、地下水混合作用和界面内垂向的流体地球化学障是主要的致矿机制。硅、铝质岩石化学性质、物理性质差异是界面控矿的主要因素,硅钙面复合张性构造带、岩浆热事件增加界面渗透率差异有利于矿体规模的增加和品位提高。     

陕北元屯沟井田三叠系瓦窑堡组煤层煤灰熔融性和结渣性研究

煤的结渣特性是动力用煤的主要指标,也是燃煤锅炉设计过程中的重要参数,煤灰中化学成分对煤灰熔融性和结渣性影响较大,尤其是SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等主要成分的含量和组成。基于元屯沟井田三叠系瓦窑堡组煤的煤灰成分、煤灰熔融性试验数据分析,发现该区煤层中SiO2+Al2O3含量大于80%,Fe2O3+CaO小于10%,煤灰属较高灰煤灰软化温度。通过对煤灰软化温度、硅铝比、酸碱比、铁钙比、结渣指数以及综合结渣指数等多个指标的分析,得出煤灰属轻微结渣性。     

炼锌废渣中重金属 Pb、Zn的矿物学特征

利用X射线衍射（XRD）和带能谱的电子显微镜（TEM／SEM）等方法研究土法炼锌固体废物的矿物组成，特别是重金属Pb和Zn的矿物学赋存特征。结果表明：固体废物是一种高度不均匀的复杂集合体。废渣主要是由石英、长石、碳酸盐矿物、铁质和铝质的非晶质玻璃以及少量风化次生矿物相组成。Pb在废渣中主要以金属Pb形式存在，或呈纳米金属Pb颗粒包裹或吸附于其它矿物表面及玻璃质集合体中。废渣中Zn的存在形式比Pb复杂得多，有硅锌矿、 锰硅锌矿、丝锌铝石等矿物存在形式，在其它矿物表面或玻璃质集体体中也能见到少量纳米级金属Zn。     

估算钙碱性长英质侵入岩结晶压力的地质压力计评述

本文对四种常见的矿物压力计（角闪石全铝压力计、黑云母压力计、榍石压力计和“石英”压力计）的适用性进行了经验性检验。基于国内外典型钙碱性长英质岩体的矿物化学和全岩化学成分数据,采用不同压力计估算岩体侵位压力,并与角闪石全铝压力计结果对比。结果表明：角闪石六次配位Al压力计与广泛使用的角闪石全铝压力计的估算值存在系统相关性;榍石压力计计算的压力与角闪石全铝压力计的估计结果相关性较为显著;基于Qtz—Ab—Or简并花岗岩体系的“石英”压力计可以用于估计准铝质—弱过铝质钙碱性（狭义）花岗岩的结晶压力。但是,经验性的黑云母压力计和基于实验数据的黑云母压力压计均不能很好地复现角闪石全铝压力计的结果。黑云母压力计不适用于估算钙碱性侵入岩的结晶压力。     

估算钙碱性长英质侵入岩结晶压力的地质压力计评述

笔者等对4种常见的矿物压力计（角闪石全铝压力计、黑云母压力计、榍石压力计和“石英”压力计）的适用性进行了经验性检验。基于国内外典型钙碱性长英质岩体的矿物化学和全岩化学成分数据,采用不同压力计估算岩体侵位压力,并与角闪石全铝压力计结果对比。结果表明：角闪石六次配位Al压力计与广泛使用的角闪石全铝压力计的估算值存在系统相关性;榍石压力计计算的压力与角闪石全铝压力计的估计结果相关性较为显著;基于Qtz—Ab—Or简并花岗岩体系的“石英”压力计可以用于估计准铝质—弱过铝质钙碱性（狭义）花岗岩的结晶压力。但是,经验性的黑云母压力计和基于实验数据的黑云母压力压计均不能很好地复现角闪石全铝压力计的结果。黑云母压力计不适用于估算钙碱性侵入岩的结晶压力。     

白银厂石英角斑岩中的岩浆包裹体

白银厂石英角斑岩的石英斑晶中见有大量原生岩浆包裹体和次生流体包裹体,多已结晶化,全结晶化者由石英(包裹体壁上)及正长石、钠长石、白云母(包裹体中)等子矿物和变形收缩泡组成。测温表明,岩浆包裹体的均一温度弱结晶化者为860-910℃,强结晶化者高于1000℃,这是由于包裹被捕获后的演化作用导致包裹体丧失部分挥发组分。均一化包裹体的化学成分用电子探针测定,与全岩成分相近,代表主矿物(石英)结晶时的岩浆成分。全岩化学成分的高K_2O含量与晚期钾交代作用有关。次生高盐度流体包裹体常以显微裂隙与脱玻化岩浆包裹体相连,可能代表了晚期岩浆阶段从正在结晶的硅酸盐熔浆中释放出来的矿化流体。故认为岩石中的石英斑晶是从一种富Na酸性岩浆在860-910℃及400-700巴(P_(H_2O))条件下结晶而成。     

燃煤排放可吸入颗粒物的显微结构与物质组成研究

对我国西南地区三个火电厂排放的可吸入颗粒物(PM10)的显微结构、矿物和化学组成等的研究表明,在PM10中,随着粒径的减小,非球形颗粒的比例增加;同原状飞灰相比,PM10以实心结构为主,多孔和空心结构较少;场发射扫描电子显微镜下,多数PM10颗粒的表面并不光滑,而是布满了次级微细颗粒;PM10的物相组成与燃煤煤种密切相关,小龙潭电厂PM10主要矿物包括石英、石灰、石膏和赤铁矿,而贵阳电厂PM10则以莫来石和石英为主;据单个PM10颗粒化学组成,将PM10分为硅质、铁质、Ca-铝硅质、Fe-铝硅质、Ca-Fe-铝硅质和硫酸钙六种颗粒类型;从不同采样点PM10元素组成看,从静电除尘器(ESP)前到ESP,PM10化学成分变化不大,到ESP后,元素Fe、Ca、Mg和Al的含量急剧减少,而Na的含量则迅速增高.     

淮南二叠纪煤及其燃烧产物地球化学特征

采用仪器中子活化分析法INAA（instrumental neutron activation analysis)测试了淮南煤田二叠纪主采煤层原煤煤样的地球化学组成，用X－射线荧光光谱XRFS（X－ray fluorescence spectrometry)测试了田家庵和洛河电厂的粉煤灰地球化学组成并与煤样作了对比分析，用电子探针测试了飞灰中主要类型颗粒的化学组成，淮南煤中多数微量元素属正常水平，与克拉克值相比，元素Se,S,As,Sb,Br,U和Cl等在煤中趋于富集，其他元素均趋于分散，有机亲和性弱的亲石元素趋于在粉煤灰中聚集，与铁关系密切的金属元素在粉煤灰中有明显的富集，有机亲合性强的元素在燃烧过程中趋于以气态形式向空气中逸散，粉煤灰中因矿物与粒度的分异明显，致使其化学组成在不同的粒度级和比重级中的分布也有较大的不同，飞灰中一些不定形颗粒主要由铁的氧化物和少量其他金属氧化物组成，硅酸盐类颗粒主要由硅，铝和铁的氧化物所组成，而玻璃珠主要由硅和铝的氧化物组成，残碳中测得的砷，硫和氯的含量最高，说明其对这些元素具有较强的吸附能力，研究粉煤灰的成分特点有助于粉煤灰的综合利用和评价其对环境的 影响。     

Geochemistry, mineralogy, and technological properties of the main Stephanian (Carboniferous) coal seams from the Puertollano Basin, Spain

This study is focused on the occurrence and distribution of mineral matter and major and trace elements in the high volatile bituminous coal from Puertollano (south-central Spain). The relationship between ash behaviour and inorganic composition, as well as the possible formation of fouling and slagging deposits in boilers during the conversion process, were investigated. The Puertollano coals do not exhibit plastic properties, despite their rank, probably because of their high ash and inertinite contents.The Puertollano coal has medium to low total S content (0.48% to 1.63% db, with a mean of 1.0% db) and is characterised by relatively high contents of Si, Pb, Sb, and Cs. Some elements such as As, Cd, Co, Cr, Cu, Ge, Li, Mn, Ni, W, and Zn are also present in relatively high contents. The enrichment in a number of heavy metals could be attributed to the common sulphide ores occurring near the Puertollano coal deposit.The following trace elements affinities are deduced: (a) sulphide affinity: As, Co, Cd, Cu, Ni, Sb, Tl, and Zn; (b) aluminum–silicate affinity: K, Ti, B, Co, Cr, Cs, Cu Ga, Hf, Li, Nb, Rb, Sn, Ta, Th, V, Zr, and LREE; (c) Carbonate affinity: Ca, Mg, Mn, and B; (d) organic affinity: B.The very high Si levels and the anomalous enrichment in Cs, Ge, Pb, Sb, and Zn shown by the Puertollano coals account for the high contents of these elements in the Puertollano fly ash when compared with the other Spanish coal fly ashes.The chemical composition of the high temperature ash (HTA) is consistent with the trend shown by the ash fusion temperatures (AFT) and also with the predictive indices related to slagging and fouling propensities. Thus, the ash fusion temperatures increase with high values of Al₂O₃ as well as with the decrease in Fe₂O₃, CaO, and MgO.     

Geochemistry of Permian Coal and Its Combustion Residues in Huainan Coalfield, China

INTRODUCTIONMany environmental problems may arise during coal min-ing and utilization. Among these prob1ems, much attention hasbeen paid to S(), and NO. emission during coal combustion.But the environmental effects produced by hazardous elementsduring coal mining and utilization are also important and de-serve to be studied (Goodazi, 1995; Finkelman, 1993; Valk-ovic, l983). For example, when coal wastes are used for landreclamation, the harmful elements in them may pollute water,soil an…     

华能南京电厂不同粒径粉煤灰中微量元素分布及其富集规律

华能南京电厂不同粒径粉煤灰的化学成分和矿物相组成基本相同，煤粉所含矿物质在高温燃烧过程中的挥发－凝聚作用，导致微量元素趋向细粒径粒煤灰中富集，其富集的程度则与粉煤灰的平均粒径和元素的地球化学性质密切相关，粉煤灰排放的环境效应表明，尤以细粒径灰粒的影响最大。     

利用高铝粉煤灰制备氢氧化铝的实验

以无水碳酸钠为助剂,分解高铝粉煤灰中的莫来石和铝硅酸盐玻璃相。经中温烧结、酸浸使硅铝分离,调节pH值为5～6纯化含铝滤液,通入CO₂气体酸化等工序,可制备氢氧化铝粉体。采用X射线粉末衍射、扫描电镜、化学分析方法对制品进行表征,结果表明：制备的氢氧化铝为球形颗粒,其粒径为200 nm左右,性能达到GB/T4294-1997的三级标准。实验所采用的工艺路线是高铝粉煤灰资源化高效利用的有效途径之一。     

国产香烟矿物组成的初步研究

利用X射线衍射仪对28种国产香烟烟灰及其中的两种香烟(绿南京和云烟)的卷烟纸灰烬、烟丝以及过滤嘴中的矿物成分进行了研究.初步研究结果表明,香烟烟丝中含有一水草酸钙石,过滤嘴中不含任何矿物,烟灰中的矿物主要是方解石,此外还含有少量石英、钾盐、钾矾、石膏等矿物.这些矿物具有不同的来源:方解石来自卷烟纸,一水草酸钙石是烟叶生长期间自身合成的矿物,石膏是香烟燃烧过程中新形成的矿物.这些研究结果有可能为全面认识香烟致病机理提供一定的科学依据.     

Mineralogical and chemical composition of magnetic fly ash fraction

Magnetic fractions of coal fly ashes from three power plants were obtained by wet magnetic separation method. Quartz and mullite were the crystalline minerals dominating the nonmagnetic fractions. Magnetic fractions contained magnetite, hematite, and, to a lesser extent, quartz and mullite. Iron speciation by Mössbauer spectroscopy indicated the presence of Fe²⁺ and Fe³⁺ in aluminosilicate glass in magnetic fractions apart from magnetite and hematite. Chemical analyses revealed that magnetic fractions had about 2.5 times higher concentrations of Co and one to two times higher concentrations of Ni, Cu, Zn, Mo, and Cd. The dominant magnetic minerals were ferrimagnetic, and multi domain and stable single domain grains contributed mainly to the magnetic enhancement of fly ash samples.     

高掺量粉煤灰固结材料的矿物组成及微观结构研究

采用化学成分、X衍射和电子显微镜分析等方法研究了高掺量粉煤灰固结材料的矿物组成及微观结构。结果表明 ,其矿物组成主要是 3Al2 O3 ·2SiO2 和硅铝酸盐的胶凝物相 ,具有较大孔径的多孔结构特征 ,与水泥混凝土的矿物组成和微观结构有较大不同 ;粉煤灰的掺量、养护龄期对水化产物的生成量有直接影响 ;固结剂掺量大于 2 0 %时 ,粉煤灰和固结剂全部反应形成多孔状的胶凝体水化产物     

Potential environmental pollution hazards by coal based power plant at Jhansi (UP) India

Coal, a fossil fuel, is the largest source of energy for the generation of electricity in India. In order to study the potential environmental hazards by coal based power plants, particulate matters were collected using Stack Monitoring Kit and gaseous pollutants by Automatic Flue Gas Analyzer. The morphological and chemical properties, mineralogical composition and particle size distributions have been determined by SEM–EDX, XRD and CILAS. The data revealed the presence of particulate matters, SO₂, NOx in the range of 236–315, 162–238, 173–222 mg/Nm³ respectively. The emission of CO₂ was in the range of 43,004–60,115 Nm³/h with an average of 52,830 Nm³/h. Among the elements, Fe > Mn > Al > Zn > B > Ni > Cr > Cu were present in substantially higher proportion than Pb > Mo > Cd > Se > As > Hg. It was found that most of the elements were concentrated on fly ash surface rather than coal, bottom ash and pond ash. This variation may be attributed to the fineness of fly ash particles with large surface ratio to mass. Mineralogical studies of coal and fly ash by X-ray diffraction revealed the presence of mullite, quartz, cristobalite and maghemite. Presence of mullite and quartz found in fly ash indicate the conversion of complex minerals to mullite and quartz at high temperature. Transfer Coefficient was calculated to determine the ratio of the enrichment of trace elements in fly or bottom ash with respect to coal and pond ash.