γ辐照对高庙子钠基膨润土矿物成分和微观结构的影响

为了解γ辐照对高庙子天然钠基膨润土中矿物组分和微观结构的影响,拓展高放地质处置缓冲材料性能评价范围,以内蒙古高庙子天然钠基膨润土和北山地下水为研究对象,利用红外光谱仪、X射线衍射仪和穆斯堡尔谱仪分析了不同γ辐照剂量(500、1000、1500、2000、2500和3000kGy)照射后的高庙子天然钠基膨润土中基团、矿物组分以及Fe的赋存状态和含量变化,并对其中Si元素在北山地下水中的溶解性进行测试。结果表明,随着累积辐照剂量的增加,膨润土中Fe(Ⅱ)含量明显增大,Fe(Ⅲ)含量显著减小;可溶性偏硅酸根随累积辐照剂量的增加而增加;辐射后膨润土的相关基团数量有所变化,蒙脱石含量增加,石英和钠长石含量下降,但没有发生种类变化。总体而言,γ辐照引起了高庙子天然钠基膨润土某些参数的显著变化,具体变化有待深入研究。     

矿物包裹体中的子矿物研究

矿物生长过程(或之后)捕获(或沿裂隙浸入)的成矿流体(或熔体)被圈闭在晶体缺陷、窝穴(或愈合裂隙)中与主矿物有相界的物质称为矿物中包裹体,其中的内含物随物理化学条件变化出现的盐析物(固相)谓之子矿物。子矿物是在相对封闭体系中由流体或熔体直接生长的固相;在流体中生长时有足够的生长空间,子矿物常呈自形晶;在熔体中生长时,首先沿包裹体腔壁析出与主矿物成分相同的子矿物;随后按吉布斯(Gibbs)相律演化(Романцев 1977)。可见,研究子矿物是了解成矿溶液(或熔体)特征的天然样品,流体包裹体中子矿物主要有石盐、钾盐等卤化物,其次有硫化     

江西德兴斑岩铜钼矿床流体包裹体子矿物SEM-EDS 研究及其对成矿流体性质的制约

江西德兴斑岩铜钼矿床Q+Py±Cp±Cc脉、(黄铁)绢英岩和Q+Py+Mo±Cp脉中发育大量多相(透明、暗色子矿物)包裹体。本文以详细的显微观察和流体包裹体岩相学观察为基础,利用SEM-EDS(扫描电镜-X射线能谱仪)对多相包裹体内的子矿物进行了系统的鉴定。分析结果表明,Q+Py±Cp±Cc脉石英中发育的透明子矿物包括绢云母、石盐、水氯镁石、白云石、铁氯化物、磷灰石和含稀土元素磷酸盐;暗色子矿物包括赤铁矿、铁氧化物和黄铜矿。(黄铁)绢英岩石英和黄铁矿中透明子矿物包括石盐、(硬)石膏、绢云母、硫酸镁、菱镁矿、六水泻盐和(Fe、Cu、Mg)碳酸盐和硫酸盐,暗色子矿物包括磁铁矿、赤铁矿、金红石和黄铜矿;Q+Py+Mo±Cp脉石英包裹体中发育的子矿物相对较少,透明子矿物包括石盐、菱铁矿和钾长石;暗色矿物为赤铁矿。它们中发育种类繁多的子矿物,表明热液的化学成分非常复杂,多种盐类以及高氧化态子矿物出现指示流体具有高盐度-高氧化态的特征。此外,还鉴别出了黄铜矿、赤铁矿和磁铁矿等金属矿物,这表明热液含有丰富的成矿物质,这些成矿物质随物理化学条件的变化以黄铜矿等金属矿物从热液中沉淀下来,形成了矿床内的主要矿体。结合蚀变矿物组成观察,我们认为Q+Py±Cp±Cc脉、(黄铁)绢英岩和Q+Py+Mo±Cp脉中子矿物组成很可能不代表原始流体的化学成分,因为它们在很大程度上受到了热液蚀变作用的影响,围岩矿物由于水-岩反应被分解,同时释放出Na、Ca、Mg、Fe等元素进入热液,形成了上述种类多样的子矿物。通过流体包裹体岩相学观察发现,(黄铁)绢英岩和中Q+Py+Mo±Cp脉含石盐多相包裹体通常与富气包裹体或者CO₂包裹体紧密共生,这表明热液在被捕获前发生了相分离(或沸腾)作用,而这一过程必然会导致富液包裹体盐度的升高,因此不能排除这些高盐包裹体是由中低盐度流体发生相分离而形成的可能性。Q+Py±Cp±Cc脉中发育的稀土子矿物指示成脉流体具有高盐度-低pH-含CO₂的特征,而这类子矿物在(黄铁)绢英岩和Q+Py+Mo±Cp脉中不发育的原因可能是CO₂与液相发生了相分离作用。     

在显微镜下测定矿物比重的方法

固体的比重是指物体的重量与其体积的比值.在数值上与物体的密度相等.可按如下公式计算物体比重值:?式中:D——物体比重,P——物体重量,V——物体体积.比重是矿物的主要物理常数之一,根据比重值来鉴别矿物是研究岩石矿物的一种方法.测定矿物比重值的方法很多,如比重瓶测定法,量筒法、比重计测定法、扭力天平测定法和在液体     

γ辐照老化对高庙子天然钠基膨润土力学强度和变形特性影响研究

为探究高放核废物深地质处置缓冲材料的长期稳定性,以内蒙古高庙子(GMZ)天然钠基膨润土为研究对象,揭示了γ辐照老化作用对高压实天然钠基膨润土样品力学强度和变形特性的影响。采用钴源在室温下对该膨润土进行不同累积剂量的辐照作用,分析了辐照前、后膨润土的矿物成分变化,并开展了三轴剪切以及膨胀变形试验。结果表明:γ辐照老化作用引起膨润土部分矿物成分的变化,蒙脱石微观结构稳定性降低并转化为更稳定的硅酸盐和硅铝酸盐矿物;膨润土经过辐照作用后剪切强度有所增长且随辐照剂量增大,矿物成分发生了变化,同等围压下膨润土的剪切峰值强度逐渐提高;随着围压的增大,强度增长的幅度逐渐变缓,辐照剂量对强度的影响减弱,表明围压对膨润土强度的增长有一定的抑制作用;由于辐照后蒙脱石的含量减少,膨润土的膨胀变形性能相应减弱,即膨胀力、自由膨胀应变、有荷膨胀应变等指标降低。     

地球内部物质电学性质原位测量的影响因素和导电机制——以地壳矿物为例

高温高压下矿物岩石电导率的实验研究数据,不仅是人们了解地球内部物质组成及其演化过程的重要窗口,而且可以为野外大地电磁测深和地磁测深反演提供重要约束.重点介绍了温度、压力、水含量、铁含量、氧逸度、熔融等矿物岩石电导率的影响因素,深入阐述了存在于矿物岩石的4种主要导电机制,即离子、质子、小极化子和大极化子.回顾近年来地壳主要造岩矿物(长石、石英和辉石)的电导率实验研究取得的新成果,讨论了它们的导电机制和地球物理意义,并对其目前存在的问题及尚需进一步展开的工作进行了探讨.     

矿物谱学研究及其意义

用量子理论改造经典的矿物学,建立量子矿物学的新体系,其主要研究手段是矿物谱学.矿物谱学使矿物学由研究矿物内部原子的排列跃迁到研究矿物内部的电子壳层结构的水平,矿物谱学包括穆斯堡尔谱、电子顺磁共振(EPR)谱,核磁共振(NMR)谱,核四极共振(NQR)谱和全部吸收光谱(X射线吸收谱、紫外—可见—近红外吸收光谱、红外光谱和拉曼光谱)以及全部发射光谱(X射线谱、光电子能谱).矿物谱学可直接用来研究晶体中化     

变质岩中铀的存在形式

在变质改造过程中原始沉积岩和火山岩层中的铀的活动规律,首先由它在岩石中的存在形式所决定。根据结晶化学性质,铀属于这样一类元素:以类质同像形式进入常见矿物晶格中的数量极为有限,在变质岩中形成独立矿物的铀数量一般也是很低的,吸附于矿物的缺陷、表面和微裂隙中与矿物晶体结构无联系的原子、分子分散状态是它的主要存在形式,仅有一小部份呈类质同像形式聚集在副矿物中。这类元素(其中也包括铀)是最活动的。在变     

利用电子顺磁共振研究矿物中微量杂质分布状态的问题

电子顺磁共振是目前国际上矿物学和地球化学研究工作中比较普遍使用的一种新的物理方法。它和核磁共振,核四极矩共振,穆斯鲍尔效应一起形成了“矿物共振波谱学”。电子顺磁共振在地学上的主要研究对象是矿物,更确切地说,是矿物中的微量杂质(主要属过渡族元素的离子)。有关矿物中的微量杂质所要研究的问题不少。除其成分、价态、结构、键性等等问题之外,它们的分布状态或存在形式也是矿物学和地球化学工作者所十分感兴趣的问题。往往想了解的是,这些微量杂质在矿物中是均匀分布的,还是不均匀分     

天然含放矿物的水热蚀变研究进展

矿物固化体作为第二代高放废物固化体,具有良好的热稳定性、化学稳定性以及辐照稳定性。然而,目前用于化学稳定性研究的矿物固化体,很少含有放射性核素,或者没有积累足够的辐照损伤缺陷,所以很难反应固化体在真实地质处置库中的行为,并且在实验室研究中,也难以长期(1×10~4～10×10~4年)模拟HLW处置库中的物理化学条件。而自然界中的一些含放射性核素的矿物,经过百万年甚至上亿年的地质作用后,仍然保持着稳定的成分和形态。这些天然矿物因自辐照作用而在结构上与含放矿物固化体具有相似性,本文比较了天然矿物与HLW固化体水热蚀变的异同,并通过大量文献调研总结了天然矿物水热蚀变的现状,以为矿物固化体长期化学稳定性的研究提供科学依据和评估数据。     

石英E'心的热力学特征及其指示意义

石英EPR是一种利用矿物吸收的累积辐射能进行测年的技术方法,尽管多用于第四纪,但石英E'心在热活化后极大增强的EPR信号为拓展EPR的测年范围提供了契机.然而石英E'心的热活化条件及形成转化机理存在诸多争议.通过对花岗岩和断层带样品施加人工γ辐照,并通过步进式的阶梯退火实验,运用电子顺磁共振技术测定了不同辐射条件及温度条件下的石英E'心信号强度,探讨了石英E'心的增长和成因机理.结果表明,石英E'心可在常温常规γ辐照和高温加热2种条件下增长,并分别探讨了常温和高温E'心的测年方法及其地质意义.常温E'心的信号强度在150℃以下相对稳定,可用常规附加剂量法标定EPR信号强度以求取累积辐射能,常用于测定第四纪范围内断层的形成年龄;石英E'心在热活化后信号得到极大增强,可测定第四纪前的地质年龄,但需采用已知年龄的石英E'心热力学峰值强度作标杆或通过高剂量的γ辐照或中子辐照使氧空位再生,建立石英氧空位的剂量响应曲线以标定高温E'心代表的累积辐射能.E'心的热力学峰值通过步进式的阶梯退火实验确定,其在高温和常温时的信号强度比(I₂/I₁)具有记录辐射能和地质计时的意义.      

国外陨石矿物学研究简介

众所周知,与地球样品不同,陨石样品的研究难度较大。但随着测试手段的不断改进,近代陨石矿物学研究的进展甚为迅速。在陨石矿物的数量上和成因矿物学方面都取得了很大成绩。 1.陨石矿物数量到1983年为止,陨石矿物总数为140个左右(不包括陨石在大气层坠落时所形成的次生矿物),其中以各种硅酸盐矿物、合金矿物、硫化物和氧化物较为常见。非金属矿物几乎是金属矿物数量的两倍。根据初步统计仅存于陨石样品中而在地球上尚     

田黄颜色及萝卜纹研究

对中国寿山田黄石进行了薄片观察、扫描电子显微镜(SEM)观察及能谱(EDS)测试、显微拉曼光谱(Raman)测试、激光剥蚀等离子质谱(LA-ICP-MS)测试、全铁化学分析和电子顺磁共振(EPR)测试,以研究田黄的萝卜纹及颜色成因.放大及薄片观察显示,萝卜纹与基体无明显规则的界限,并呈体状扩散.SEM、EDS和拉曼光谱测试表明田黄萝卜纹的矿物成分为硫磷铝锶石,主要呈碎屑状集合体和纤柱状集合体,为原生特征.LA-ICP-MS和全铁化学分析表明三价铁离子导致田黄呈黄色,电子顺磁共振测试表明铁在田黄中主要以游离态的形式存在,认为是水田环境中铁(氢)氧化物吸附于组成田黄的层状硅酸盐矿物颗粒表面而呈黄色,为次生色.     

新世纪国际环境矿物学研究的现状与进展——第18届国际矿物学大会环境矿物学研究综述

新世纪的首届国际矿物学大会于 2 0 0 2年 9月在英国爱丁堡举行。继上届首次增设环境矿物学专题后 ,环境矿物学问题成为本届大会的一个重要论题 ,提交论文的数量和质量都有了明显提高。会议收录了 2 3个国家 (上届 14个国家 )的环境矿物学方面论文 91篇 (上届 32篇 ) ,提交论文较多的国家有英国 (2 3篇 )、美国、意大利 (各 9篇 )、日本 (7篇 )和中国(5篇 )等。论文主要分为 4个主题 ,分别是矿物与微生物的相互作用 (6篇 )、生物矿化作用与有机成因矿物 (18篇 )、环境矿物与人类健康 (2 8篇 )及矿物学和污染地球化学 (39篇 )。1　矿物与微生…     

四川阿坝州党坝伟晶岩型锂辉石矿床流体包裹体特征及地质意义

四川省阿坝州党坝伟晶岩型锂辉石矿床是可尔因稀有金属矿集区内的典型矿床。通过对党坝锂辉石矿物流体包裹体研究结果表明:1)锂辉石矿物中富集气液两相水溶液包裹体、含CO2三相包裹体,见少量含子矿物三相包裹体;流体包裹体均一温度为260℃-314℃,盐度为w(NaCl,eqv)=2.96%~9.08%,指示党坝矿床成矿流体具中温、低盐度特征。2)激光拉曼光谱分析气相成分主要为H2O,CO2次之,见少量的CH4、N2;液相成分以H2O为主,含少量CO2、CH4;含子矿物包裹体的子晶矿物为方解石。3)成矿流体应属H2O-NaCl±CO2±CaCl2±CH4±N2体系,流体密度为0.72~0.88g/cm3,认为在成矿流体主要来源于岩浆热液。4)气液两相水溶液包裹体、含CO2三相包裹体以及含子矿物三相包裹体共存于同一视域中,且均一温度相近,表明流体发生沸腾或不混溶作用导致相分离并发生锂辉石聚集沉淀是党坝锂辉石矿床形成的主要原因。     

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。     

中子活化分析测定微量铀矿物中稀土元素

铀矿物中稀土元素(REE)含量是重要的矿物成份标型特征之一,可用于铀矿床成因等问题研究。中子活化分析技术具有灵敏度高、精确度好的特点,为消除高含量U对测REE的严重影响,本文取3～5mg量的铀矿物试样在辐照前采用化学分离,取得良好效果。 1 化学分离流程     

锆石年龄测定技术研究的新进展

(一)锆石年龄测定研究概况锆石常作为副矿物存在于各类岩石中,由于它耐高温抗化学蚀变能力强,普遍认为它是最适合年龄测定的矿物,因此对其进行了广泛的年龄测定研究。几十年来测定技术不断发展,应用范围不断扩大。测定技术由微量发展为超微量直至目前的痕量测定技术。锆石用量由常量(数百毫克),经毫克量级(最低0.1毫克)直至目前的单晶锆石(数微克),随着研     

1945年以来新发现的宝石矿物

第二次世界大战结束以来,全世界大约发现30个宝石类新矿物。其中除了具有矿物学意义的新矿物以外,还有一部分是由于独特的颜色或引人注目的外观,而具宝石价值的已知(甚至常见)矿物,也包括个别玉石。至于经热处理或辐照处理而成的宝石矿物,目前大有充斥国际宝石市场之势,可以说已经失去作为新矿物的意义,因此只作简单的介绍。     

热年代学基本原理、重要概念及地质应用

岩石和矿物的同位素年龄从根本上取决于它们的综合热历史,而热年代学是一种能够分析其热历史的技术。岩石中一些矿物核衰变会生成子产物(同位素或矿物晶格的结构损伤),而热活化会使这些子产物逸失,热年代学主要分析子产物累积和逸失之间的相互关系。由于温度随地球岩石圈深度增加而升高,因此可以将温度信息转换为热年代学数据;应用热年代学可以分析岩石在给定时间内停留在地表以下的深度,从而获得地表到下地壳的多种地质过程的关键信息,其分析原理在于其同位素封闭系统。同位素系统在高温下均会表现为开放系统,即子产物通过扩散比核衰变逃逸更快;在低温下则表现为封闭系统,即子产物逃逸速率非常慢,以致在百万年为单位的地质时间都可以保留在原岩石和矿物中。从开放系统到封闭系统的切换不是瞬间完成,而是在离散的温度区间内进行的,这个区间称为部分保留区。封闭温度位于这个温度区间内,可以定义为热年代学系统中与其表观年龄相对应的温度。本文介绍了封闭温度≤350～400℃,(40)~Ar-(39)~Ar、裂变径迹和(U—Th)/He的测年原理、发展历史和样品选择;详细分析了封闭温度,部分退火区与部分保留区,裂变径迹年龄类型,滞后时间等重要概念;说明了岩体垂直运动、温度历史和其子产物积累之间所代表的年龄—海拔关系;进一步阐述了抬升、剥露和剥蚀定义,以及是否考虑均衡回弹情况下的关系。热年代学与其它年代学应用案例包括:约束地层和矿产年龄、隆升剥蚀、盆地演化、构造演化、矿床热历史演化与保存变化等方面。地球科学研究不断深化,综合热年代学有助于其更深入研究,可以带来更多丰硕成果。