新疆某铍矿床工业铍矿物的微区原位鉴定

通过电子探针分析仪和微区X射线衍射仪的联合应用,对新疆某铍矿床的铍矿物存在形式进行研究,结果表明:电子探针背散射图像观察和X射线能谱定性分析确定铍矿物的电子探针鉴定标志:铍矿物的灰度比石英暗,X射线能谱图中仅显示Si和O元素的峰,且O元素的峰高大于Si元素的峰高。通过LDE3H分光晶体测试,该矿物在177.384mm处存在明显的Be元素Kα谱峰。电子探针半定量分析结果显示,该矿物中Si和O元素的质量分数分别为21.93%和60.06%,与羟硅铍石的理论值[w(Si):23.53%,w(O):60.50%]相近。通过微区X射线衍射的分析,样品谱图与PDF卡片号为01-087-0669的羟硅铍石的谱图一致,最终确定该矿床的工业铍矿物为羟硅铍石。     

采用X射线粉晶衍射仪实现岩石薄片中矿物的原位微区分析

采用帕纳科(PANalytical)公司生产的型号为X\pert PRO的X射线粉晶衍射仪,对鄂尔多斯盆地方沸石岩薄片中的方沸石进行原位微区衍射,成功地确定了方沸石的物相。此次实验中,仪器在入射光路,配备点光源和光导毛细管,毛细管直径为100um;衍射光路上则使用了超能探测器(X′Celerator)。实验条件为:加速电压40kV,电流40mA,Cu靶,Ni滤波。将获得的方沸石衍射数据与编号为41-1478标准卡片对比,发现实验结果具有一定程度的定向性。在此基础上,提出微区X射线粉晶衍射方法的样品需满足两个要求:1)矿物颗粒的粒径小于30um;2)在X光束照射的区域内,同种矿物的颗粒要含量集中。该方法与电子探针分析相结合,可以更准确地鉴定矿物。     

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.     

X射线粉晶衍射法在片麻岩鉴定与分类中的应用

利用偏光显微镜岩石薄片鉴定和X射线粉晶衍射物相分析技术,对34件片麻岩样品矿物组分进行检测.两种方法分析结果比对显示,有18件岩石样品定名一致,其余16件岩石样品详细定名有差异.偏光显微镜鉴定技术的优势在于能准确定出岩石构造和结构,能鉴定出更多的金属矿物、电气石、榍石、磷灰石、绿帘石,有效区分白云母和黑云母;X射线粉晶衍射法优势在于更准确区分出岩石中层状硅酸盐矿物绿泥石、蒙脱石和云母,确定钾长石、钠长石和石英矿物种类与含量.研究表明：片麻岩鉴定应该把偏光显微镜岩石薄片法与X射线粉晶衍射矿物半定量技术结合起来,才能更好地确定片麻岩的矿物组分,为地学研究提供更符合客观实际的技术数据和分析结论.     

X射线粉晶衍射法在变粒岩鉴定与分类中的应用

变粒岩的鉴定通常以显微镜鉴定技术为主,但在显微镜下区分颗粒细小的长石、石英及绿泥石、蒙脱石、云母等层状硅酸盐矿物十分困难,仅通过显微鉴定技术对变粒岩进行定名可能产生较大误差,这对地质填图和原岩恢复工作会造成一些偏差,导致得出错误的地质结论。随着X射线衍射分析技术的发展,该技术已广泛应用于矿物学和岩石学的研究,本研究将结合X射线粉晶衍射技术,对显微镜下难以区分的细小矿物进行鉴定。共选用23件变粒岩样品,利用X射线粉晶衍射分析和显微镜岩石薄片鉴定技术,对变粒岩矿物组分进行检测,用X射线粉晶衍射矿物半定量分析结果验证岩石薄片鉴定结果准确性。显微镜岩石薄片鉴定结果与X射线粉晶衍射物相分析结果对比显示,10件样品定名一致,其余13件样品详细定名有差异。通过分析产生差异的原因,可以认为显微镜岩石薄片鉴定优势在于能确定岩石结构和构造,以及常见矿物组分;X射线粉晶衍射法的优势在于能检测出显微镜下较难区分的细小石英和长石颗粒的相对含量,并能检测出颗粒较小的绿泥石、蒙脱石及云母等层状硅酸盐矿物,该方法对含量较少、颗粒较细的矿物检测效果较好。实验证明将显微岩石薄片鉴定技术和X射线粉晶衍射技术相结合,才能更准确对变粒岩进行定名,为地学研究提供更符合客观实际的技术数据和分析结论。     

双墩彩陶颜料来源的测试研究

利用激光拉曼光谱、X射线衍射和波长色散X射线荧光光谱等方法对安徽蚌埠双墩遗址出土的5片彩陶和两块红色矿料进行测试分析，明确了彩陶红彩的主要物相为赤铁矿、α-石英、白云石和方解石；黑彩未使用矿物颜料，而是利用渗碳工艺中炭黑的自然效果。同时证明了综合利用这三种测试方法对于考古样品物相鉴定与成分分析的有效性。     

X射线衍射数据分析系统评价

以贵州省高灰、高污染组分煤中矿物质的分析为例,应用Bruker AXS D8 Advance衍射仪测得煤中矿物相的X射线衍射图谱,分别应用数据分析系统EVA 12.0、X’Pert HighScore 2.0和MDI Jade 5.0对矿物物相组成的原始测试数据进行定性分析,通过对比分析过程和结果的差异比较了三款软件系统之间的异同和优劣。     

相混合计算法确定蒙脱石含量的对比研究

基于X射线粉晶衍射分析、化学成分分析数据,依据物质平衡原理,应用相混合计算法对陕西洋县、河南确山、内蒙古赤峰三地的膨润土进行了定量物相分析。根据电子探针微区分析所得蒙脱石晶粒化学成分数据,采用以阴离子为基准的氢当量法,计算了膨润土中蒙脱石的晶体化学式。应用CELLSR软件,计算得到膨润土中各主要矿物的晶胞参数。通过与传统的确定膨润土中蒙脱石含量的吸蓝量法和X射线衍射多相Rietveld分析法进行定量对比,结果表明,相混合计算法是确定多种矿物共生的膨润土中蒙脱石含量最有效的物相分析方法。尽管受不同分析方法的误差积累影响,但是由该法确定蒙脱石的含量仍能保证±20％的计算精度。     

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。     

X射线粉晶衍射仪在千枚岩鉴定与分类中的应用

以往千枚岩是依据显微镜下观察岩石结构构造及矿物成分进行分类定名.实际上千枚岩中鳞片状绿泥石和黑云母以及微粒石英、钾长石和斜长石在岩石薄片中区分十分困难.为了准确鉴定千枚岩中鳞片状和微粒状造岩矿物种类及其相对含量,利用X射线粉晶衍射半定量技术对19件千枚岩岩石进行分析测试.研究结果显示：利用云母、绿泥石、石英、钾长石和斜长石等造岩矿物X射线衍射峰的明显差异,结合X射线衍射全谱拟合半定量分析测试技术,能快速检测云母、绿泥石、石英、钾长石和斜长石等造岩矿物种类与含量.实践证明,将千枚岩岩石野外观察、岩石薄片鉴定和X射线粉晶衍射技术紧密结合起来,才能准确定出千枚岩岩石的名称.     

Behoite and mimetite from the Saharjok alkaline intrusion,Kola Peninsula

The detailed study of the mineral composition of the nepheline syenite pegmatite from the Saharjok Intrusion has resulted in the finding of behoite and mimetite, a mineral species identified in the Kola region for the first time. The pegmatite body at the contact between nepheline syenite and essexite is unusual in textural and structural features and combination of mineral assemblages including unique beryllium mineralization. Behoite Be(OH)₂ is an extremely rare beryllium mineral. It occurs as powderlike aggregates in the leaching cavities between euhedral pyroxene crystals. Behoite was identified by comparison of X-ray powder diffraction data of the studied mineral phase and behoite from the Be-bearing tuff in the type locality of this mineral (Utah, United States). Mimetite was found in the same pegmatite of the Saharjok intrusion. It forms unusual parallel-fibrous aggregates with individual fibers as long as ∼1 mm and only ∼1 μm across. X-ray powder diffraction data and the chemical composition characterize the mineral as hexagonal phase Pb₅[AsO₄]₃Cl. Both behoite and mimetite are the products of late hydrothermal alteration of primary minerals (meliphanite, galena, arsenopyrite, and loellingite). The secondary phases freely crystallized in the cavities remaining after the leached nepheline.     

南岭成矿带中亚带发现花岗伟晶岩型铍矿

铍矿是中国重要的战略性新兴产业矿产资源,其中以花岗伟晶岩型最为重要.南岭是中国重要的稀有金属、钨、锡多金属成矿带,以往发现的铍矿主要以矽卡岩型、云英岩型为主,花岗伟晶岩型铍矿较少.通过详细的野外和室内岩矿鉴定工作,笔者在南岭成矿带中亚带花岗伟晶岩中发现了粗晶状绿柱石,并确定其具有一定的规模,弥补了南岭地区铍矿类型单一的问题,为调查研究华南铍矿提供了新的线索.     

Research on the Occurrence of Titanium in Coal-Measure Kaoline in Songyi, Hubei

Using X-ray diffraction (XRD) analysis and an electron-probe microanalyser (EPMA), this research found that the main independent mineral of titanium (Ti) in the kaoline of Songyi is anatase. The granularity of anatase is from 0.5 um to 1.5 um, and some exceed 10 um. This research provides important scientific evidence for the exploitation of the coal-measure kaoline in the Sooth China.     

青海软玉“水线”的特征分析

＂水线＂是青海软玉的重要特征,分析青海软玉＂水线＂的结构特征,为进一步研究＂水线＂的地质成因及鉴别软玉的产地具有十分重要的意义。通过显微薄片,扫描电子显微镜观察及电子探针测试等方法对青海软玉＂水线＂的结构特征及矿物组成进行系统分析。结果显示,＂水线＂处的矿物组成均为透闪石。在偏光显微镜下,根据＂水线＂处的颗粒与主体矿物颗粒的相对大小和排列有序度,将青海软玉＂水线＂分为三种类型：＂水线＂处的颗粒较主体矿物颗粒的粗大,长约25μm,宽约4μm,排列杂乱;＂水线＂处的颗粒近平行排列,长为10～20μm,宽约2μm,与边界呈近90°夹角;＂水线＂处的颗粒细小,长约10μm,宽在0.5～1.0μm之间,边界清晰。扫描电子显微镜的测试结果显示,＂水线＂处的透闪石呈长纤维状平行排列,并有针状、粒状透闪石颗粒穿插其间,总体定向性优于主体矿物的。     

发现天然产高压相矿物的微矿物学途径

迄今人们已经在陨石中发现了11种高压相矿物,它们是地幔过渡带和下地幔的主要矿物相,其中有8种是最近5年来随着研究工作的深入和微矿物学 技术的不断发展而连续发现的。1995年在寺巷口陨石中发现了属于地幔过渡带的林伍德石、 瓦茨利石、镁铁榴石、镁方铁矿和磷酸盐A相,随后又参与了陨石中其它新高压同质多像矿 物的发现和研究。在工作中使用了多种近代微矿物学技术,特别是激光拉曼探针和原位X射线显微分析技术在鉴定中起了关键作用。     

Characterization of geosynthetic clay liner bentonite using micro-analytical methods

In barrier design, familiarity of the structure and composition of the soil material at the micron scale is necessary for delineating the retention mechanisms of introduced metals, such as the formation of new mineral phases. In this study, the mineralogical and chemical makeup of the bentonite from a geosynthetic clay liner (GCL) was extensively characterized using a combination of conventional benchtop X-ray diffraction (XRD) and micro X-ray diffraction (μXRD) with synchrotron-generated micro X-ray fluorescence (μXRF) elemental mapping and μXRD (S-μXRD). These methods allow for the non-destructive, in situ investigation of a sample, with μm spatial resolution. Synchrotron-based hard X-ray microprobes are specifically advantageous to the study of trace metals due to higher spatial resolution (<10 μm) and higher analytical sensitivity (femtogram detection) than is possible using normal laboratory-based instruments. Minerals comprising less than 5% of the total bentonite sample such as gypsum, goethite and pyrite were identified that were not accessible by other conventional methods for the same GCL bentonite. Two dimensional General Area Diffraction Detector System (GADDS) images proved to be particularly advantageous in differentiating between the microcrystalline clay, which appeared as homogeneous Debye rings, and the ‘spotty’ or ‘grainy’ appearance of primary, more-coarsely-crystalline, accessory minerals. For S-μXRD, the tunability of the synchrotron X-rays allowed for efficient distinction of both clay minerals at low scattering angles and in identifying varying Fe oxide minerals at higher angles. GCL samples permeated with metal-bearing mining solutions were also examined in order to consider how mechanisms of metal attenuation may be identified using the same techniques. In addition to the cation exchange capacity from the montmorillonite clay, tests showed how minerals comprising only 1–2% of the bentonite such as goethite could potentially play a significant role in sequestering a range of metals, specifically Ni, Zn and Cu.     

山东昌乐蓝宝石砂矿中磁铁矿的宝石矿物学特征研究

采用常规宝石学鉴定方法、反光显微镜、X射线粉末衍射仪（XRD）、电子探针X射线显微分析仪（EPMA）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等测试方法,对山东昌乐蓝宝石砂矿中的一种副矿物样品进行了常规的宝石学、矿物学、谱学特征研究。肉眼观察,这种副矿物样品呈黑色、不透明,具有强磁性,摩氏硬度大于小刀。在反光显微镜下,该样品为钢灰色,呈现不透明的四边形颗粒状。X射线粉末衍射及电子探针成分分析的结果表明,该副矿物样品为富含Ti的磁铁矿,其晶体结构中类质同象替代广泛,但未见对人体有害的微量元素。该样品的红外光谱与磁铁矿的标准红外光谱基本一致。     

西峡县陈阳坪铍铷矿地质特征

在东秦岭西官庄-镇平断裂带陈阳坪地区进一步发现稀有金属矿产后,为了解铍铷矿床特征,对陈阳坪花岗伟晶岩型铍铷矿石矿物电子探针特征及矿区地质等进行了综合分析研究.本区发现伟晶岩脉11条,铍铷矿体4条,矿体长105～1100 m,厚4.26～7.00 m,BeO品位:0.035％～0.0445％,Rb2O品位:0.046％～0.123％.矿石有用矿物为钾长石、白云母、绿柱石、石榴子石等,钾长石晶体裂隙中可见绿柱石,为含铍的重要矿物;白云母集中于花岗伟晶岩中带,铯榴石不均匀出现于伟晶岩边部、构造裂隙、钾长石颗粒间隙,为含铯铷矿物.据矿石矿物电子探针分析,矿石中的铷主要赋存于钾长石、白云母矿物.产于晋宁期花岗伟晶岩中的铍铷稀有金属矿,矿体受伟晶岩脉控制,晋宁期的岩浆活动为本区铷矿、稀有元素形成提供了丰富的物质来源,经后期构造及岩浆热液活动使岩体中的铍、铷元素活化富集形成稀有金属矿床.在矿区东部及南部也存在类似地质构造特征,陈阳坪地区花岗伟晶岩的研究成果对豫西南铍铷等稀有金属矿产取得进一步找矿突破具有一定意义.