用对氧的电子探针定量分析值测定石榴子石中Fe~(2+)与Fe~(3+)的含量

本文用对氧的电子探针定量分析值测定了几种石榴子石中Fe~(2+)与Fe~(3+)的含量,讨论了这种新方法中氧的测量精度,详细叙述了实验过程,并与常用的电价差值法和剩余氧计算法进行了比较。     

石榴子石Fe~(3+)含量电子探针原位分析:Flank Method方法的实例应用

电子探针分析技术主要应用于对物质进行快速无损的定性、定量分析,是材料科学和地质学领域最基础和重要的研究手段。而利用电子探针对矿物中不同价态Fe的含量进行原位定量分析,更是具有非常重要的科学意义。近来发展起来的可进行Fe~(3+) 含量定量分析的电子探针Flank Method测试方法,相比早期的实验方法具有更高的准确度和精确性。该方法主要是通过定义Fe的特征X射线L能级谱线峰位的峰侧位置(flank position),对应了不同价态Fe吸收谱线的差值线谱(difference spectrum)中强度计数最大值(FeLα*)和最小值(FeLβ*)的位置,从而避免了在早期实验中,一般通过直接测量Fe的L能级峰位(FeLα和FeLβ)可能导致的测试不确定性。同时,该测试方法通过对电子探针谱仪系统进行实时的位移误差校正,确保其在某一个稳定的实验条件(周期)下具有可重现性(精确度)。在本文中,我们根据北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室的JEOL JXA-8100型号电子探针的实际性能状态,在前人建立的实验步骤基础上,进行了测试流程的自适性改进和修正,建立了更符合本实验室实际情况的电子探针Flank Method测试方法,用于分析石榴子石中的Fe~(3+) 含量。通过对已知Fe~(3+) 含量的标准石榴子石样品进行检测验证,确定了该方法的可行性、可靠性以及可重复性。在对天然样品的分析中,我们选择了来自我国天山、拉萨和北祁连的洋壳俯冲类型中低温(超)高压榴辉岩中的石榴子石样品,对其进行了Fe~(3+) 含量(环带)的分析。结果显示,石榴子石中Fe~(3+) 含量可作为一个可靠的氧逸度指示剂,其(环带)变化很好地对应了榴辉岩寄主岩石的变质演化轨迹,反映了在板片俯冲过程中,榴辉岩的氧逸度具有降低的趋势。     

透辉石结构中M_1位Fe~(2 )离子晶场谱带的理论解释

根据B.E.沃伦(Warren,1929)和W.L.布雷格(Bragg,1929)的测定,透辉石中的Fe~(2 )离子有两种占位情况:M_1占位的Fe~(2 )有六个配位氧原子,与正八面体配位相近似;M_2占位的Fe~(2 )也有六个配位氧原子,但较正八面体配位有很大的畸变。 W.B.怀特(White,1966)和K.L.基斯特(Keester,1966)用非偏振吸收光谱方法测定了含5％CaFeSi_2O_6的透辉石样品的三条吸收带为13600cm~(-1)、9730cm~(-1)、4420cm~(-1)。肯定了强吸收带9730cm~(-1)是由M_1位的Fe~(2 )离子的d电子在晶场分裂能级间自旋允许跃迁引起的,弱吸收带13600cm~(-1)象是属于Fe~(2 )离子的,宽而弱的带4420cm~(-1)象是由少量的四配位Fe~(2 )离子引起的。     

同时求解矿物端员组分的新方法——以单斜辉石和石榴石为例

为了克服矿物端员组分计算中先后分别计算不同端员的缺点,建立一个具广泛适用性的新方法,本文提出利用线性规划的方法同时求解所有端员组分。本方法得到的结果,均为非负值。在计算单斜辉石的例子中,引入艾斯科拉分子,以求接近化学计量系数。当固溶体中某些少量元素含量很显著时,在方程组内增加相应的端员组分向量并调整组成向量,可得到包括该端员的计算结果。文中并讨论了利用本计算方法估计矿物的电子探针分析结果的Fe~(3+)/Fe~(2+)的可能性。     

辽宁宽甸地幔矿物三价铁的穆斯堡尔谱测定及意义

摘　要　利用穆斯堡尔谱仪对辽宁宽甸地幔岩包体中的矿物进行了三价铁的测定‚测试结果 与国内外已发表的数据接近。Fe 3＋ ／∑Fe 比值分别为：斜方辉石0∙066～0∙196‚单斜辉石 0∙216～0∙344‚尖晶石0∙283～0∙299‚石榴石0∙057～0∙223。依据电价平衡原理计算的 Fe 3＋ 含量受 Si 4＋ 、Al 3＋ 和 Cr 3＋ 的电子探针分析误差影响很大。根据地幔矿物的电子探针分析结果 计算平衡温度、压力和氧逸度时‚二辉石 En、Ca 转移反应温度计和石榴石 斜方辉石 Al 压力 计的计算结果不超过温压计的一般误差范围‚而石榴石 单斜辉石 Fe 2＋ Mg 交换反应温度计 在忽略 Fe 3＋ 时计算的温度值可偏高100℃以上;采用橄榄石／斜方辉石／尖晶石组合氧压力计 计算的氧逸度值‚误差一般约在±0∙7个对数单位。     

南极格罗夫山陨石GRV020022的岩石矿物学特征

GRV020022是第19次中国南极科学考察队在南极格罗夫山地区蓝冰上发现的一块陨石,为了解其矿物化学成分,对该陨石进行了扫描电镜观察和电子探针分析。结果显示,GRV020022陨石的主要组成矿物为橄榄石、低钙辉石、铁镍金属、陨硫铁、长石等,且矿物成分不均一,如橄榄石Fa _(8.9-25.6)(平均Fa_(18.3))和低钙辉石Fs _(15.9-21.6)(平均Fs _(17.9)),具球粒结构,基质有一定程度的重结晶,岩石类型属于4型。根据GRV020022陨石的橄榄石平均Fa值、低钙辉石平均Fs值、Fe-Ni合金含量及铁纹石中的Co含量(4.8 mg/g),将该陨石划归H群。另外陨石的冲击变质程度和风化等级分别为S3和W1。     

冀东迁安迁西群含铁变质岩系中的辉石及其与铁矿的成因联系

本文对冀东迁安麻粒岩及有关岩石中的辉石进行了研究,结果表明:辉石的含铁度明显受寄主岩石化学成分的制约,寄主岩石的〈FeO〉/MgO和〈FeO〉=(Fe_2O_3×0.8999+FeO)值愈高,辉石的含铁度也愈高;共存辉石对的Fe~(2+)—Mg分配系数(K_D)不仅受结晶温压条件控制,同时也受辉石其它成分的影响。但Ca—Mg—Fe三角图解等资料研究表明:共存的二辉石对是平衡结晶的产物,其K_D平均值也符合张儒媛等统计的变质辉石平均值为1.85的规律。通过二辉石温度计计算和矿物共主组合等资料的分析,得出辉石形成的温度为869±60℃、压力为5×10~8—9×10~8Pa。本区与铁矿体成过渡关系的辉石岩全铁含量与工业铁矿大致相等,铁矿的成因与其有着非常密切的关系。     

共存石榴石和辉石之间Fe~(2 )——Mg分配的热——成分关系:作地质温度计应用

用电子显微探针和多元线性回归技术研究了蒙大拿西南部 Ruby 地区二个小区各种岩性变质岩中共存石榴石和辉石之间 Fe—Mg 分配的热——成分关系。通过对二个地区的独立变质 P—T 的确定和十三个矿物的分析结果推测共存石榴石——单斜辉石的热——成分关系归纳为下式RT|nKD=(2482±845) (1509±1392)(X_(Fe)-X_(Mg))~(Ga) (2810±954)(X_(Ca)~(Gar)) (2855±792)(X_(Mn)~(Gar))式中 K_D=(X_(Fe)/X_(Mg))~(Gar)/(X_(Fe)/X_(Mg))~(Cpx) X=分子数;对于石榴石——单斜辉石的 Fe—Mg 交换反应。2482=2324 0.029=-△G(卡).其系数代表石榴石混合参数回归值(Wy~(Gar))。Ca 和 m_n的回归参数与 Ganguly(1979)的计算值比较一致;可是,W_(Fe)Mg~(Gar)的回归值则界于 Ganguly(1979)与 O′Neill 和 Wood(1979)的计算值之间.对于九个石榴石——斜方辉石来说最适于使用上述公式,则求得石榴石——斜方辉石的 Fe—Mg 交换反应为-△Grp=1391±288卡。根据 Ganguly(1979)和 Saxena(1979)提供的石榴石——单斜辉石地温计。获得 Ruby 地区的变质温度异常地高。如果这一结果是在其它的高级角闪岩相到低级麻粒岩相中观察到的,那么.按照在此提供的石榴石——单斜辉石公式.可以获得比较符合实际的温度。该石榴石——斜方辉石公式能够做为相对的(但不是绝对的)地质温度计应用。     

某些硫化物矿物中Fe的价态电子探针分析

对湖南上堡、郴县及胶东地区5个黄铁矿样品和5个黄铜矿样品进行的穆斯堡尔谱及电子探针(波谱仪)的分析得出:含Fe~(2+)的黄铁矿中Fe的纯离子浓度I_(La)/I_(Ka)值为0.65±0.05,含Fe~(3+)的黄铜矿中Fe的纯离子浓度,I_(La)/I_(ka)值为0.40士0.05.可见,随Fe价态的升高,比值I_(La)/I_(ka)反而降低.     

浙江昌化含钨铍石英脉中富Fe~(2 )的白云母

白云母的富铁变种已知有两个:铁白云母(Fonimuscouit)和铁硅白云母(Feniphonght)铁白云母为富含Fe~(3 )的白云母,结晶化学式为KAlFe~(3 )(AlSi_3O_10)(OH)2、铁硅白云母为富含铁的多硅白云母结晶化学式为KAl(Fe~(3 ),Fe(2 ),Mg)(Al_3Si_3O_19)。我们于1981年在浙江昌化含钨被石英脉晶     

大湖塘钨矿区岩浆岩黑云母的成分特征及其成矿指示意义

大湖塘钨矿床是赣北地区近年来发现的超大型钨-多金属矿床,矿区内岩浆岩十分发育,且均含黑云母。按照黑云母的产出特征,大湖塘矿区岩浆黑云母可分为晋宁期花岗闪长岩中黑云母(类型一)、燕山期似斑状花岗岩中黑云母(类型二)、燕山期细粒花岗岩中黑云母(类型三)3种类型。对3类黑云母的电子探针和LA-ICP-MS分析结果显示,3类黑云母属于铁云母到铁叶云母,富F贫Cl,富集大离子亲石元素Rb、Ba、K和高场强元素Ta、Nb、Ti等。综合对比显示,与钨成矿相关的燕山期似斑状花岗岩中的黑云母(类型二)具有较低的X_(Mg)值和Fe~(3+)/Fe~(2+)值、较高的Cl含量、∑REE浓度和LREE/HREE值,可作为含钨岩浆岩的成矿专属性指标。     

接触交代夕卡岩型矿床中石榴子石和辉石成分特点及其与矿化的关系

本文对中国十四个接触交代钙夕卡岩矿床和钙-镁夕卡岩矿床中的三百多个样品的石榴子石和辉石成分进行了电子探针分析。不同矿床类型的石榴子石和辉石成分代表着钙夕卡岩矿床的十个矿种(Fe、Fe-Cu、Pb-Zn、W、Sn、Sn-Mo-Bi-W、、W-Bi-Cu-Mo、Cu-Zn、Cu-Sn、W-Zn-Cu)和钙-镁夕卡岩矿床的三个矿种(Fe-Cu、Mo、Pb-Zn)。石榴子石和辉石成分变化范围大,大多数石榴子石是含锰铝榴石+铁铝榴石+镁铝榴石小于15％(摩尔百分数)的钙铝榴石-钙铁榴石固溶体;大多数辉石是含小于5％的锰钙辉石的透辉石-钙铁辉石固溶体。有些Pb-Zn钙-镁夕卡岩矿床中的辉石显示出Mn含量有所增加。只有Sn和W钙夕卡岩矿床及Pb-Zn钙-镁夕卡岩矿床含(Sps+Alm+Pyr)总量大于15％的石榴子石。石榴子石和辉石成分与夕卡岩矿床金属矿化类型之间有某些联系。     

青海牛苦头矿区锰质黑柱石成因及其地质意义

锰质黑柱石是矽卡岩型铅锌矿床中一种常见的脉石矿物,其与铅锌矿体关系密切。本文对东昆仑祁漫塔格地区牛苦头铅锌多金属矿床中黑柱石的产状、矿物共生组合、化学成分等进行了研究。牛苦头矿区锰质黑柱石主要产于3种矿物组合:黑柱石+石榴子石+磁铁矿组合;黑柱石+锰钙(铁)辉石+方铅矿+磁铁矿组合;黑柱石+方解石+石英+硫化物(黄铁矿+磁黄铁矿+其他硫化物)组合,并形成自内向外石榴子石-磁铁矿—黑柱石—锰钙辉石的矽卡岩分带。上述3种组合分别对应矿床的3个蚀变矿化阶段:进变质阶段(阶段I),石榴子石被交代分解,形成黑柱石;退变质阶段(阶段Ⅱ),锰钙(铁)辉石分解形成黑柱石;石英硫化物阶段(阶段Ⅲ),黑柱石进一步分解,形成磁铁矿、方解石和石英。电子探针结果,牛苦头矿床黑柱石的化学分子式为Ca_(0.94-0.98)(Fe_(1.22-1.92)Mn_(0.10-0.75)Mg_(0.01-0.03))■(Fe_(0.83-0.93)Al_(0.01-0.07))■[Si_(2.00-2.07)O_7]O(OH);LA-ICP-MS原位分析显示,牛苦头矿区黑柱石的稀土配分曲线与矿区进变质阶段形成的石榴子石、锰钙(铁)辉石近乎一致。综合研究认为,矿区黑柱石为进变质阶段的石榴子石和辉石蚀变分解的产物;矿床自内向外的矽卡岩分带反映了矽卡岩被逐渐交代的过程,并伴随了成矿流体从主矽卡岩阶段的"还原(Fe~(2+)、Mn~(2+))"环境向退变质阶段偏氧化(先是Fe~(2+)-Mn~(2+)+Fe~(3+),后是Fe~(3+))环境的转变。     

黑云母的穆斯堡尔谱学及其在两类不同成因花岗岩体研究中的应用

在等加速穆斯堡尔谱仪上,用25毫居里Pd衬底的~(57)Co放射源测试了25个岩体中54个黑云母的穆斯堡尔谱。Fe~(2 )为四极分裂(Q.S.)值较大的一组不对称强双峰,而Fe~(3 )则为Q.S.值小的一组不对称弱双峰。用最小二乘法计算拟合成劳伦兹线型谱表明,Fe~(2 )和Fe~(3 )在晶格中分别有两个八面体M_1和M_2晶位,但部分样品中Fe~(3 )则占据了M_1和四面体T晶位。它们均属三八面体型为主的黑云母类型。由于黑云母样品分别产出于不同成因类型(同熔型、改造型,同熔型 改造型)的花岗岩体中,反映在穆斯堡尔参数值上存在着规律性的变化。从同熔型到改造型的黑云母中,Fe~(2 )M_1和M_2位的Q.S.值逐渐减少,但I.S.值在M_1位中略有增加;Fe~(3 )M_1位的Q.S.值和I.S.值则逐渐地减少。在改造型岩体的黑云母中Fe~(3 )仅见于M_2位,而在同熔型岩体的黑云母中Fe~(3 )则占据T晶位。     

MgO-SiO_2-Cr-O体系的亚固相相关系及有关含Cr~(2+)端员矿物的热力学特征

在t=1100-1500℃和P=0-2.88GPa条件下,实验确定了与金属Cr平衡的SiO_2-Cr-O及MgO-SiO_2-Cr-O体系中的亚固相相关系。结果显示,在SiO_2-Cr-O体系中,只发现绿铬矿-金属铬-石英(或鳞石英)组合;而在含MgO体系中,出现Mg-Cr~(2+)橄榄石、辉石及尖晶石固溶体。Cr~(3+)在橄榄石和辉石中的含量在可测定限度之下。当X_(Cr~(2+))=[Cr~(2+)/(Mg+Cr~(2+))]>0.2时,辉石的结构由斜方晶系转为单斜晶系;尖晶石的结构由立方变为四方。对实验数据进行热力学模拟,求得Mg-Cr~(2+)在橄榄石,辉石及尖晶石固溶体中的混合参数(W),以及铬橄榄石(Cr_2SiO_4)、铬辉石(Cr_2Si_2O_6)和铬尖晶石(Cr_3O_4)的形成自由能(△G°)与温度的关系。     

川东南地区林1井震旦系灯影组电子探针分析:热液白云岩化过程中的元素变化

以电子探针分析为主要研究方法,结合白云岩岩石学特征对四川盆地东南地区林1井上震旦统灯影组热液白云岩进行了研究。其特征表现为基质白云岩晶体较小,中-巨晶鞍形白云石充填溶蚀孔洞和裂缝。鞍形白云石晶体上常发育数条由内到外铁元素含量依次降低的明亮条带,表明其受到多期次的深部热液侵入的影响。通过对电子探针样品的分析,发现在热液白云石形成过程中,Mg~(2+)取代Ca~(2+)的同时伴随Fe~(2+)、Mn~(2+)、Sr~(2+)参与结晶。热液白云岩刚开始沉淀时,热液中的Fe~(2+)与Mn~(2+)进入原岩,随着Mg离子大量取代Ca~(2+),使Fe~(2+)与Mn~(2+)进入率下降;或是前期热液白云石的沉淀大量消耗了热液中的金属Fe~(2+)和Mn~(2+),导致金属离子供应不足,造成沉淀过程中Fe~(2+)与Mn~(2+)含量随着Mg~(2+)含量增加而减少,反映着热液白云岩化过程的流体改造进程。     

CCSD超高压榴辉岩中的水: 红外光谱分析

超高压变质岩中名义上无水矿物(NAMs) 在板块俯冲过程中可以携带一部分地表水进入上地幔, 这些水储存于地球深部并对地幔动力学有着重要的影响.对中国大陆科学钻探主孔榴辉岩中的绿辉石和石榴石进行了详细的显微傅立叶变换红外光谱(Micro-FTIR) 分析, 结果显示所有绿辉石和石榴石颗粒都含有结构水, 其水含量范围分别在68~29μg/g和20~75μg/g.榴辉岩全岩的水含量为150~300μg/g.绿辉石和石榴石结构水含量的分布出现2种情况: (1) 颗粒内部的均一分布; (2) 不均匀分布, 表现为水含量从核部到幔部到边部随之增加或水含量核部、边部低而幔部高.电子探针结果表明水含量分布不均与矿物化学成分无直接关系.位错分布不均匀可能导致了颗粒内部结构水分布的不均匀.      

Fe~(3+)对羟磷灰石溶解特性的影响

羟基磷灰石(HAP)对溶解性Fe~(3+)具有良好的去除作用,其反应机理尚未明确。基于HAP的溶解规律探究Fe~(3+)去除过程的思路,研究了HAP在空白溶液和含Fe~(3+)溶液中溶解特性。对比研究结果表明:Fe~(3+)对HAP溶解的影响主要为表面吸附过程的抑制作用和溶解沉淀过程的促进作用,且浓度越大抑制作用越强。溶解初期(t≤4min)溶解-沉淀过程起主导作用,溶解速度快;后期(t>4min)表面吸附起主导作用,溶解速度慢。     

硅酸盐辉石的晶体化学(中)

四面体层在端员辉石结构中,含Si的四面体的平均T－O键长为1.618(?)到1.644(?)(表3).四个距离(四面体1.585(?)－1.612(?))中最短的键一般是Si－O2,而最长的键涉及桥接的O3阴离子,只有CaTs和C2/c Li辉石例外.桥键距离的平均值大于非桥键距离的平均值,且在一般情况下两个平均值之差(△)对于具单价阳离子M2的C2/cLi辉石为最小,而对具有二价 M2阳离子的C2/c钙辉石为最大.Pbca和P(21)/c结构的A值介于这两组结构之间。在各种不同的辉石结构间,较短的桥距是与较大的Si－O3－Si(图14)和O3－O3－O3角相关联的.键内的出-Si距离在3.01A和3.13A间变化,在单斜和斜方顽火辉石中高度弯折的B链中存在着最短路     

Fe~(2+)活化过硫酸盐在石油污染土壤中修复实验研究

硫酸根自由基的高级氧化技术以高效率、污染少等优点被广泛用于环境污染治理。本文以实际石油污染土壤为对象,运用该体系对土壤进行修复研究,分别从Na_2S_2O_8/Fe~(2+)摩尔比、体系pH值、Na_2S_2O_8/Fe~(2+)投加量等方面开展了实验研究。实验表明:当Na_2S_2O_8/Fe2+摩尔比为2∶3时,石油污染物的降解效果最好,体系的pH值对降解效果影响不大,1 g土壤中浓度为0.1 mol/L的过硫酸钠和硫酸亚铁溶液的最佳加入量为2 m L、3 m L时,对土壤的降解效果最为明显,故每吨污染土壤的添加量大约为2×10~6m L、3×10~6m L。