Na+,K+,Mg2+,Ca2+//Cl-,SO42——H2O六元体系中杂卤石形成条件的再认识

研究海水体系(即Na⁺,K⁺,Mg²⁺,Ca²⁺∥Cl^-,$SO_{4}^{2-}$-H₂O六元体系)中杂卤石的形成条件不仅有助于理解海相蒸发盐成因,对开发杂卤石钾资源利用技术也具有重要的指导作用。但杂卤石以及其他含有硫酸钙矿物(如二水石膏、半水石膏、无水石膏、钾石膏、多钙钾石膏、钙芒硝和水钙芒硝)的相平衡,无论是在实验研究方面还是在热力学模拟方面都仍然存在很多争议。由于缺乏杂卤石在复杂水溶液体系中可靠的相平衡数据,使人们对认识杂卤石成因和利用杂卤石钾资源带来巨大障碍。本工作对海水体系中杂卤石的形成条件进行了热力学模拟和实验研究。超过一年的长时间固液平衡实验表明25 ℃下Na⁺,K⁺,Mg²⁺,Ca²⁺∥Cl^-,$SO_{4}^{2-}$-H₂O六元体系中杂卤石的形成区域极为可观,且较前人实验结果均大数倍;同时证实了热力学模型预测结果的可靠性。这些结果为讨论盐矿床中杂卤石的形成条件提供了物理化学依据。25 ℃下可靠的热力学信息表明:杂卤石与其他盐类矿物的共生情况丰富多样,并且与前人看法不同,杂卤石的形成并不需要极高的钾、镁浓度。这给以杂卤石为指示寻找可溶性固体钾盐带来了挑战,但却指示了以杂卤石为线索更容易找到钾、镁盐未饱和的富钾卤水。     

重金属污染土壤修复的Pb2+钝化产物稳定性

自然状态下土壤中重金属元素是否稳定存在是重金属污染固化修复技术中的核心问题。本文以常见重金属离子Pb²⁺为例,分析土壤中重金属离子与常见离子基团结合的稳定性。将第一性原理应用于Pb的存在形态和稳定性的分析,计算了PbCO₃、PbSO₄、PbCl₂、Pb₃（PO₄）₂、PbAl₂O₄和Pb₃Fe₂（PO₄）₄的自由能、能带和态密度。首先推断Pb²⁺和CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、PO₄^3-等土壤中常见阴离子的结合稳定性,再判断加入金属阳离子Al³⁺和Fe³⁺对体系稳定性的影响。结果表明：铅化合物自由能从高到低趋势为PbCl₂、PbAl₂O₄、PbCO₃、PbSO₄、Pb₃（PO₄）₂、Pb₃Fe₂（PO₄）₄,其相应的结构稳定性顺序从大到小为Pb₃Fe₂（PO₄）₄、Pb₃（PO₄）₂、PbSO₄、PbCO₃、PbAl₂O₄、PbCl₂。通过对能带和态密度的分析,首先确定了SO₄^2-和PO₄^3-的引入能够增强含Pb体系的稳定性,进一步加入金属阳离子Fe³⁺会使体系更稳定。推测SO₄^2-、PO₄^3-为治理Pb²⁺污染合适的官能团,应选择容易释放SO₄^2-、PO₄^3-的物质作为合适的钝化剂。在实际应用中可选择磷酸二氢钠、无水硫酸钠、脱硫石膏等作为钝化剂。     

红河石Ca18(□,Ca)2Fe2+Al4(Fe3+,Mg,Al)8(□,B)4BSi18O69(O,OH)9——符山石族新矿物

作为符山石族矿物的新成员,红河石(Hongheite,IMA 2017-027新矿物),Ca18(,Ca)2Fe2+Al4(Fe3+,Mg,Al)8(,B)4BSi18O69(O,OH)9发现于个旧世界级Sn-多金属矿田东北缘、与马拉格Sn矿床毗邻的北沙冲花岗岩(77.43Ma)内矽卡岩中。红河石常呈横径达4~25mm的放射状针-柱状集合体产出。当位于晶洞中时,红河石则呈发育良好的自形柱状晶体(0.5~4.0mm长,0.3~1.0mm宽)产出。与红河石共生的矿物见有赛黄晶、萤石、斧石-(Fe)、硅硼钙石、枪晶石、硼锡钙石、石英和羟鱼眼石-(K)等。红河石为墨绿色,条痕浅灰绿色,玻璃光泽,性脆,断口不规则。主要的晶面是:{100}、{110}、{101}和{001}。红河石的显微硬度:988.3N/mm2,相当于摩氏硬度6~7。其实测密度与计算密度分别是3.446g/cm3和3.423g/cm3。红河石一轴正晶,No=1.720(2),Ne=1.725(2);多色性弱。红河石的化学成分:SiO235.85%;TiO20.01%;Al2O311.00%;Fe2O37.92%;FeO2.14%;CaO 33.57%;MnO 0.42%;MgO 3.48%;B2O32.82%;Cr2O30.01%;Na2O 0.01%;F 0.40%(F≡O-0.17);Cl 0.14%(Cl≡O-0.03);H2O 0.75%,总量98.32%。依据晶体结构精测和Si在单位分子式中的原子数(即Si=18 apfu),计算和书写的红河石简化晶体化学式:Ca18(,Ca)2Fe2+Al4(Fe3+,Mg,Al)8(,B)4BSi18O69(O,OH)9。其三条最强粉晶线[d(?)(I/I0)(hkl)]为:2.9289(47)(004),2.7661(100)(342)和2.6079(68)(243)。红河石属四方晶系,空间群为P4/nnc,晶胞参数:a=15.667(3)?,c=11.725(1)?,V=2878(1)?3,Z=2。红河石晶体结构精测的R因子为0.063。红河石殊异于为已知的符山石族矿物种,在于其X(4)位以空位()为主、Y(3)位以Fe3+居优和T(2)位被B所占。顺便对符山石族矿物晶体-化学式的计算与书写予以讨论并提出建议。     

深层地下水稀土元素无机形态及其对稀土特征的影响——以皖北任楼矿煤系含水层为例

在对皖北任楼矿煤系含水层地下水常规离子和稀土元素组成分析的基础上,运用Visual Minteq软件对溶解态稀土的无机形态进行了模拟。结果表明:煤系含水层地下水分为富SO₄2-和富HCO₃-(或富CO₃2-)两类,二者pH值大致以8.20/8.36为界。富SO₄2-水具有相对富HCO₃-水偏低的稀土总量,但二者在PAAS(后太古代平均页岩)标准化图解上均表现为轻稀土亏损的型式。富SO₄2-水中稀土无机形态包括Ln3+、LnCO₃+、LnSO₄+、Ln(CO₃)₂-和Ln(SO₄)₂-(Ln代表稀土元素),但富HCO₃-水中以Ln(CO₃)₂-和LnCO₃+为主,且各形态的相对含量与pH值和元素类型(如轻、重稀土)关系密切。HCO₃-含量与地下水∑REE和/Nd_SN/Yb_SN存在明显的相关性,表明不同含量的稀土元素无机形态(尤其是Ln(CO₃)₂-)对地下水中稀土元素总量和轻重稀土分异程度存在影响。      

春季黄、渤海沉积物中CH4和N2O的垂向分布特征研究

本研究分别利用顶空平衡法与qPCR技术测定了2018年春季黄、渤海5个典型站位柱状沉积物中甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)浓度及产甲烷菌与硫酸盐还原菌功能基因拷贝数,并分析了其与间隙水中相关环境因子的关系。沉积物上方水文条件的差异以及其中复杂的碳氮生物地球化学过程使得CH₄和N₂O浓度呈现出明显的空间和垂直变化。结果显示,沉积物中CH₄浓度为0.23~0.92 μmol·kg^-1,N₂O浓度为18.90~104.96 nmol·kg^-1。总体来说,渤海沉积物中CH₄和N₂O平均浓度高于黄海。垂向分布上,CH₄浓度均随深度增加逐渐升高, $\text{SO}_{4}^{2-}$浓度随深度增加逐渐降低,并与CH₄浓度呈镜像关系,产甲烷菌与硫酸盐还原菌的丰度也遵循着同样规律,这表明沉积物中产甲烷作用受$\text{SO}_{4}^{2-}$浓度的抑制。 mcrA基因拷贝数平均值为渤海低于黄海。除3500-7站外,沉积物中mcrA基因拷贝数随深度增加而升高。各站位mcrA 基因丰度与CH₄浓度均无显著相关性,且mcrA丰度与$\text{SO}_{4}^{2-}$浓度之间也未检测到显著相关性。dsrB基因拷贝数远高于mcrA基因拷贝数,且两者相差至少两个数量级。 dsrB基因拷贝数随深度逐渐增加,直至10 cm左右,随后至沉积物底部逐渐减少。各站位dsrB基因拷贝数与CH₄浓度剖面略有镜像关系,但均未检测到显著负相关性。以上结果均表明沉积物中存在着同时消耗沉积物中$\text{SO}_{4}^{2-}$与CH₄的其他作用。N₂O浓度随深度增加先降低,在深度30 cm以下逐渐升高。间隙水中$\text{NO}_{3}^{-}$和$\text{NO}_{2}^{-}$浓度均随深度减小,同时$\text{NH}_{4}^{+}$浓度与其呈相反趋势。沉积物中N₂O与$\text{NO}_{2}^{-}$及$\text{NO}_{3}^{-}$浓度均呈正相关,且前者相关性较高,说明反硝化作用是沉积物中N₂O产生的主要过程。这些结果为进一步了解近岸陆架海域沉积物中CH₄和N₂O的来源、分布及碳氮生物地球化学循环提供了参考资料。     

柴达木盆地别勒滩杂卤石矿床特征及其沉积环境研究

别勒滩是青海察尔汗盐湖固体钾矿的主要分布区段,也是企业固转液开采和生产钾盐的主要矿区,该区段分布着大面积的杂卤石矿(K₂Ca₂Mg[SO₄]₄2H₂O)。文章利用2022年察尔汗盐湖储量核查项目获得的岩芯样品和钻孔资料,通过系统的分析测试,开展别勒滩杂卤石成矿特征及沉积环境研究。文章首次查明别勒滩区段杂卤石矿床分布面积超过150 km²,平均厚度0.8 m,w(K₂SO₄)平均大于5%,计算获得K₂SO₄资源量2089.79×10⁴t。研究认为,别勒滩杂卤石形成于钾石盐、光卤石析出阶段的高浓缩盐湖相沉积环境,周期性淡化带入的大量Ca²⁺和SO₄^2-与卤水中含量较高的K⁺、Mg²⁺离子反应形成了杂卤石矿层。别勒滩杂卤石矿层具有较好渗透性和给水...     

利用钾长石合成雪硅钙石纳米粉体的反应机理研究

采用CaO为助剂,在水热条件下分解钾长石,进而合成雪硅钙石。影响反应的主要因素为：n(CaO)/n(SiO₂+AlO_1.5)、晶化温度和晶化时间等。在n(CaO)/n(SiO₂+AlO_1.5)为0.75～1.00、晶化温度为230～250 ℃、晶化时间为5～8 h的条件下,可以合成结晶良好的雪硅钙石晶体。反应机理分析表明：在钾长石-氧化钙的水热体系中,钾长石的分解并不是简单的离子交换作用或铝硅酸盐解聚作用,而是在碱金属离子与水作用的基础上,反应物中H⁺与矿物表面的碱金属离子K⁺、Na⁺、Ca²⁺作用,首先形成表面富硅贫铝的前驱聚合体（SiO_2·nH₂O）;然后这些前驱聚合体分解,与溶液中的Ca²⁺作用,生成C-S-H凝胶和水钙铝榴石;随着反应时间的延长,C-S-H凝胶和水钙铝榴石进一步转变为雪硅钙石。     

会泽铅锌矿床成矿流体浓缩机制

云南会泽铅锌矿床位于扬子板块西缘川-黔-滇铅锌银多金属成矿域的中南部, 严格受断裂带的控制.长期以来, 对于该矿的成矿流体来源存在着较大的争论.研究表明, 矿石中脉石矿物方解石的C、O同位素组成相对均一, 其δ13C (PDB) 为-2.1×10-3~-3.5×10-3、极差-1.4×10-3、均值-2.8×10-3, δ18O (SMOW) 为16.7×10-3~18.6×10-3、极差1.9×10-3、均值17.7×10-3, 不同矿体(不同标高)、不同产状以及相同矿体不同产状方解石的C、O同位素组成不具明显差别; 除了纯液相包裹体(L) 和富液相的气液两相包裹体(L+V) 外, 还存在含子晶的三相包裹体(S+L+V) 和不混溶的CO₂三相包裹体(V_CO2+L_CO2+L_H2O), 流体包裹体均一温度介于110~400℃之间, 具有双峰现象; 矿床的(87Sr/86Sr) ₀ (0.713676~0.717012) 不仅明显高于地幔(0.704±0.002) 和峨嵋山玄武岩(0.703932~0.707818;85件样品) 的(87Sr/86Sr) ₀, 也相对高于矿区赋矿地层(C₁b) 的(87Sr/86Sr) ₀ (0.70868~0.70931;3件样品), 但明显低于基底岩石的(87Sr/86Sr) ₀ (0.7243~0.7288;5件样品), 且成矿过程中流体基本没有发生Sr同位素分馏现象.因此, 成矿流体为均一流体, 是不同性质流体的混合产物, 具有多源性.而从气液两相包裹体盐度-均一温度图解可以看出, 在300~400℃区间, 包裹体盐度基本被孤立为两群: 一群为5%~6% (w (NaCl)), 另一群为12%~16% (w (NaCl)).而在100~300℃特别是150~250℃区间, 包裹体盐度则基本均匀分布在7%~23% (w (NaCl)) 之间.断裂带形成压力为(50~320) ×105Pa, 矿体上覆岩石压力为(574~640) ×105Pa, 矿床成矿压力为(145~754) ×105Pa.流体在上升到断裂带后压力的剧降, 导致了沸腾作用的发生.在混合作用和沸腾作用的双重影响下, 受狭窄断裂带控制的成矿流体高度浓缩, 金属矿物得以大规模地从流体中沉淀出来, 形成品位极高的铅锌矿石.      

Raman Micro-Spectroscopic Study of Sulfate Ion in the System Na2SO4 – H2O

This work aims to quantify sulfate ion concentrations in the system Na₂SO₄-H₂O using Raman micro-spectroscopy.Raman spectra of sodium sulfate solutions with known concentrations were collected at ambient temperature（293 K） and in the 500 cm^₁-4000 cm^-1 spectral region.The results indicate that the intensity of the SO₄^2- band increases with increasing concentrations of sulfate ion.A linear correlation was found between the concentration of SO₄^2-（c） and parameter I₁,which represents the ratio of the area of the SO₄^2- band to that of the O-H stretching band of water（A_s/A_w）:I₁=-0.00102+0.01538 c.Furthermore,we deconvoluted the O-H stretching band of water(2800 cm^-1-3800 cm^-1) at 3232 and 3430 cm^-1 into two sub-Gaussian bands,and then defined Raman intensity of the two sub-bands as A_Bi(3232 cm^-1) and A_B2(3430 cm^-1),defined the full width of half maximum（FWHM） of the two sub-bands as W_B1(3232 cm^-1) and W_B2(3430 cm^-1).A linear correlation between the concentration of SO₄^2-（c） and parameter I₂,which represents the ratio of Raman intensity of SO₄^2-（A_s）(in 981 cm^-1) to(A_B1+A_B2),was also established:I₂=-0.0111+0.3653 c.However,no correlations were found between concentration of SO₄^2-（c） and FWHM ratios,which includes the ratio of FWHM of SO₄^2-（W_s） to W_B1 W_B2 and W_B1+B2(the sum of W_B1 and W_B2),suggesting that FWHM is not suitable for quantitative studies of sulfate solutions with Raman spectroscopy.A comparison of Raman spectroscopic studies of mixed Na₂SO₄ and NaCI solutions with a constant SO₄^2- concentration and variable CI^- concentrations suggest that the I\ parameter is affected by CI^-,whereas the I₂ parameter was not.Therefore,even if the solution is not purely Na₂SO₄-H₂O,SO₄^2- concentrations can still be calculated from the Raman spectra if the H₂O band is deconvoluted into two sub-bands,making this method potentially applicable to analysis of natural fluid inclusions.     

异极矿热相变过程的高温原位拉曼光谱

利用高温拉曼光谱技术,对异极矿进行了原位拉曼光谱的测试和研究。结果表明,异极矿加热至800 K时,与结晶水(H₂O)中O-H伸缩振动对应的3 470 cm^-1特征拉曼谱峰消失,但标志硅酸盐骨架[Si₂O^₇] (Q1)结构的特征谱峰926 cm^-1未受影响,表明结晶水的丢失并不影响异极矿的整体结构。当加热至1 050 K,反映结构水O-H伸缩振动的特征峰3 580 cm^-1消失,与Q1结构单元Si-Onb对称伸缩振动相对应的特征峰926 cm^-1强度逐渐减小,并出现与Q0相对应的852.4 cm^-1特征峰。这表明加热到1 050 K时,异极矿开始出现相变。当升温达1 100 K以上,结构水(OH)的特征谱峰(3 580 cm^-1)消失,与Si-Onb对称伸缩振动对应的特征拉曼谱峰变为855 cm^-1,这标志着异极矿原有的Q1结构已完全转变为硅锌矿的Q0结构 ([SiO₄]结构),也就是说异极矿已完成向硅锌矿的转变。     

鲁西金岭矽卡岩型铁矿区早白垩世石英闪长岩成因:年代学和地球化学证据

金岭岩体是鲁西地区代表性的中生代侵入杂岩体,与金岭矽卡岩型铁矿的成因密切相关。为了解石英闪长岩的成因及与矽卡岩铁矿成矿关系,本次研究对金岭杂岩体中的石英闪长岩进行了年代学、地球化学及锆石Lu—Hf同位素和角闪石矿物微区成分的系统研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学显示石英闪长岩加权平均年龄为(128±1) Ma,侵位时代为早白垩世;样品具有较低的w(SiO_2)(58.34%~65.22%),和高的w(Al_2O_3)(14.95%~15.72%),w(Na_2O)为4.44%~5.16%,w(K_2O)为2.26%~5.17%,w(CaO)为3.39%~6.30%,w(Fe_2O_3~T),w(MgO)含量变化范围较大,分别为2.21%~6.86%和2.32%~5.21%,此外,样品具有较高的Sr含量(682~834×10^-6)、Ba含量(1 130~1 595×10^-6),表现出高Ba, Sr花岗岩的岩石地球化学特征。石英闪长岩中角闪石为岩浆成因角闪石,具有壳源岩浆成因角闪石的特征,其结晶时的氧逸度为△NNO+0.83~△NNO+1.87,温压条件为849~1 092℃和89~279 MPa。石英闪长岩含有较高的Ni含量、Co含量、Cr含量以及Mg~#,其Nb/Ta, Zr/Hf, Rb/Sr和Ba/Rb比值接近原始地幔平均值。样品含有~2.5Ga的捕获锆石,所有锆石的ε_Hf(t)值为负值。锆石Hf同位素和岩石地球化学特征表明石英闪长岩侵位深度为3.9~10.3 km,岩浆源区为岩石圈地幔并受到地壳物质的混染。     

方解石-白云石-菱镁矿的中远红外光谱学特征研究

利用拉曼光谱和红外光谱研究了方解石、白云石和菱镁矿的光谱学特征,探究了影响三种矿物红外辐射性能的因素。三种矿物的拉曼光谱(Raman)、中红外吸收光谱(MIR)、远红外吸收光谱(FIR)显示随着矿物中镁含量的增大将会影响CO₃^2-的面外弯曲振动(ν₂)、反对称伸缩振动(ν₃)和平面内弯曲振动(ν₄),使各光谱特征峰均向高频端迁移。基于黑体辐射定律以及在80 ℃、400~2 000 cm^-1矿物的辐射能量谱,结果显示方解石、白云石、菱镁矿的发射率依次减少(0.951,0.938,0.895)。三种矿物的红外吸收光谱和发射光谱中的振动位置均受CO₃^2-基频的显著影响,在1 300~1 650 cm^-1均产生宽的低吸收带,该吸收带与CO₃^2-的反对称伸缩振动相关,且吸收带范围(202,236,272 cm^-1)与发射率之间呈负相关关系。因此,当最强化学键的振动出现在发射光谱窄的吸收带范围内会产生相对较高的辐射能和发射率。此外,矿物的晶体结构也会影响发射率,大的离子半径、键长和晶胞体积将降低辐射过程中能量的吸收,增强辐射特性。综上研究结果,方解石、白云石和菱镁矿的拉曼光谱和红外光谱揭示了金属原子的相对质量对光谱学特征的显著影响,其发射率可能受到C—O键的反伸缩振动范围、最强吸收带控制的最低发射率以及矿物晶体结构的共同影响。这项研究呈现了必要的光谱信息和热发射率数据以识别特定的碳酸盐矿物,为类似矿物的光谱特征研究奠定了基础;同时为进一步认识地壳中大量的碳酸盐矿物提供了研究方法,也为地外勘探的深入研究给予相关的理论基础。     

巴楚地区碳酸盐岩中深成侵入岩特征及其对储层发育的影响

为了深入探讨深部岩浆活动对碳酸盐岩储层发育的影响,文中通过显微鉴定、地球化学分析以及流体包裹体测试,对巴楚地区和3井奥陶纪钻遇的火成岩进行了详细研究。和3井碳酸盐岩中的火成岩是紫苏辉长岩,为深成侵入岩体,辉长岩的w(SiO2)介于44.89%～45.39%,w(K2O+Na2O)为4.04%～4.67%,w(Na2O)/w(K2O)为2.16～4.23,属钠质碱性系列,形成于板内构造环境。微量元素分配模式以Ba富集Sr亏损为特征。∑REE介于163.43×10-6～215.99×10-6,LREE/HREE介于5.14～5.58,LaN/YbN介于5.192～5.980,δEu介于0.926～1.002,稀土配分模式属轻稀土富集型,通过对和3井碳酸盐岩孔隙度、渗透率以及其中流体包裹体的分析,孔隙度和渗透率的变化与辉长岩的分布有关,流体包裹体温度介于62～161℃,和3井碳酸盐岩受到过热事件的影响,辉长岩的侵入改善了和3井碳酸盐岩的储层物性。     

湖北黄石与印度浦那鱼眼石的宝石学特征对比研究

近年来,在湖北黄石地区发现了具有重要研究价值的鱼眼石晶体,其结晶习性与其它地区的鱼眼石有一定的区别。以湖北黄石与印度浦那鱼眼石晶体为研究对象,采用宝石学常规仪器、电子探针、激光拉曼光谱仪对比分析了两者的晶体特征、化学成分和包裹体等。结果显示,湖北黄石鱼眼石样品的结晶形态以板状为主,印度浦那鱼眼石样品则以柱状为主;所有样品的主要元素均为Si,Ca和K,但湖北黄石鱼眼石样品中还含有Al和Na元素;湖北黄石鱼眼石样品以气液两相包裹体为主,印度浦那鱼眼石样品则以石英、沸石等晶体包裹体为主。     

吉林永吉县大黑山斑岩型钼矿床成矿流体地球化学特征及成矿机制

大黑山钼矿床位于张广才岭-小兴安岭成矿带南段,矿体主要赋存在花岗闪长岩和花岗闪长斑岩内。含矿石英脉中主要发育气液两相包裹体（W型）和含子矿物三相包裹体（S型）,偶见含CO₂包裹体。成矿早阶段含矿石英脉中主要发育W型、S型包裹体和少量含CO₂包裹体,均一温度为208～443 ℃,盐度（w（NaCl））为2.9%～49.8%,流体密度为0.5～1.2 g·cm^-3;主成矿阶段含矿石英脉中发育W型、S型包裹体和少量含CO₂包裹体,子矿物为石盐和金属硫化物,均一温度为197～398 ℃,盐度为1.6%～43.9%,流体密度为0.5～1.1 g·cm^-3;成矿晚阶段仅见气液两相包裹体（W型）,均一温度为171～301 ℃、盐度为1.6%～19.8%,流体密度为0.6～0.9 g·cm^-3。主成矿阶段流体包裹体类型多样,且具有相似的均一温度,压力范围为30～100 MPa,成矿深度约为4 km。成矿阶段早期流体沸腾作用和晚期流体混合作用是金属硫化物沉淀的主要机制。     

冻土单轴抗压强度影响因素的试验研究

新疆地区是我国典型的咸寒区, 渠基土在冬季的冻结引起了输水渠道衬砌的破坏. 为了解冻结状态下渠基土的物理力学特性, 在常应变率条件下对新疆北疆季节性冻土区的含硫酸钠渠基土进行了多种条件下的单轴抗压强度试验. 结果表明: 单轴抗压强度随温度的降低线性增加; 单轴抗压强度随干密度的增加而增大, 二者之间具有较好的幂函数关系. 与氯化钠盐渍土不同, 硫酸盐渍土的单轴抗压强度随着硫酸钠含量的升高而增大, 并且呈现近似线性增加的特性.     

X射线粉晶衍射-拉曼光谱法研究含甲烷双组分水合物结构及谱学特征

天然气水合物的晶体结构主要取决于客体分子种类与组成,目前单组分水合物的结构和谱学特征较为明确,但多组分水合物相关研究较少。为解决多组分水合物的结构识别问题,探讨其谱学特征,本文实验合成了甲烷-丙烷(CH₄-C₃H₈)和甲烷-四氢呋喃(CH₄-THF)两种含CH₄双组分水合物以及CH₄、C₃H₈和THF等三种单组分水合物,并采用低温X射线粉晶衍射(PXRD)和显微激光拉曼光谱进行了表征。结果表明:CH₄-C₃H₈和CH₄-THF双组分水合物的晶格常数a分别为17.2312×10^-10 m和17.2241×10^-10 m,为典型的Ⅱ型结构水合物,与相应C₃H₈和THF单组分水合物结构相同。在CH₄-C₃H₈水合物中,CH₄在大、小笼中均有分布,呈现两个特征拉曼峰(2900cm^-1和2911cm^-1);C₃H₈仅分布在大笼,与单组分水合物相比,其C—H伸缩振动峰峰位几无变化,而C—C伸缩振动峰(873cm^-1)向低频迁移约3cm^-1。在CH₄-THF水合物中,大笼被THF占据,CH₄仅填充在小笼中(2910cm^-1);双组分水合物中,THF分子C—C和C—H伸缩振动峰峰位均与单组分水合物基本一致。分析认为,含CH₄双组分水合物的结构类型与其相应的大分子水合物一致,大分子对双组分水合物的晶体结构特征具有决定作用。同时,大分子影响了CH₄分子在笼型结构中的分布,致使双组分水合物的拉曼光谱特征存在显著差异。研究结论对基于谱学特征识别多组分水合物微观结构具有重要的指导意义。     

Growth of Emerald Crystals by Evaporation of Na2O—MoO3 Flux

Well-formed crystals of emerald, Be3AI2Si6O18:Cr, were easily grown from an Na2O-MoO3 flux by an isothermal technique. The crystal growth was conducted by heating a mixture of solute and flux at 1 100 ℃ for 24 h. The evaporation loss of flux depended on the amount of Na2O added to MoO3. Emerald crystals of lengths up to 2.1 mm and widths of 1. 4 mm were grown. The crystal sizes were dependent on the evaporation loss of the flux. The obtained crystals were transparent and exhibited the typical emerald-green color. The form of the emerald crystals was a twelve-sided prism bounded by well-developed faces. The aspect ratios were in the region of 1. 4 to 2. 3. The density was (2. 64±0.02) g/cm3. The IR absorption bands were in good agreement with the literature data.     

板状绿柱石晶体的结构测定

自然界中绿柱石晶体多为柱状,具板状晶形的绿柱石非常少见。本文对产于四川雪宝顶云英岩晶洞中的无色透明板状绿柱石进行了精确的结构分析,并与产于阿尔泰山号伟晶岩脉中的柱状绿柱石进行了比较。与阿尔泰柱状绿柱石相比,雪面板状绿石富Ｌi、Ｎａ,ｃ／ａ值较高,为１．００１,属钠－锂绿柱石或“四面体”绿柱石。本文还对这种特殊形貌柱石的形成机制进行了初步讨论,成矿流体中Ｌi的浓度以及Ｓi的化学形态可能是影响柱石忻驳闹     

冈底斯西段罗布真浅成低温热液型金银矿的成矿流体演化:来自流体包裹体、H-O同位素的证据

西藏昂仁县罗布真金银矿位于冈底斯成矿带西段,其大地构造位置属于南拉萨微陆块,矿体受北西西的断裂构造控制,呈脉状、透镜状产于始新世帕那组火山岩中。按照矿石工业类型分类,矿石类型可分为角砾岩型、石英脉型和蚀变岩型等三类,主要金银矿石矿物为自然金和碲银矿等。矿区广泛繁育不同特征的热液脉体,通过系统的野外观测以及全面的岩相学研究,依据矿物共生组合、脉体切穿关系及蚀变特征,将热液脉体从早到晚划分为石英-黄铁矿阶段(S1)的石英-黄铁矿大脉、玉髓华石英-金-多金属硫化物阶段(S2)的石英-金属硫化物网脉、石英-碳酸盐矿物阶段(S3)的石英-方解石细脉。罗布真金银矿床热液脉体主要发育气液两相流体包裹体(富液两相包裹体、富气两相包裹体)和含子矿物(碳酸盐矿物)三相流体包裹体。本文在野外地质调查的基础上,对不同成矿阶段的石英脉进行了流体包裹体的岩相学观测、显微测温、成分分析以及H-O同位素测试。S1阶段流体包裹体的形成温度集中在310~330 ℃,盐度(w(NaCl_eq))集中在5.0%~10.1%,密度介于0.60~0.80 g/cm³;S2阶段流体包裹体的形成温度集中在240~280 ℃,盐度介于3.0%~7.0%,密度介于0.70~0.90 g/cm³;S3阶段流体包裹体的形成温度集中在121~215 ℃,盐度集中在1.0%~5.0%,密度集中在0.85~1.00 g/cm³。拉曼分析表明,罗布真金银矿的流体包裹体成分以H₂O为主,并含有少量的CO₂、N₂、CH₄等气体及方解石子晶。各热液脉体石英中流体包裹体的δ${{\text{D}}_{{{\text{H}}_{2}}\text{O},\text{V-SMOW}}}$值的变化范围为-106.1‰~-97.5‰,δ¹⁸${{\text{O}}_{{{\text{H}}_{2}}\text{O},\text{V-SMOW}}}$值的变化范围为-7.33‰~-7.13‰,展示其成矿流体主要源自火山岩围岩中的循环地下水,在早阶段还有少量岩浆水的加入。成矿流体在岩浆作用驱动下,沿着断裂从深部封闭体系运移到浅部的开放体系,迅速突破临界状态减压沸腾并产生相分离导致金属硫化物沉淀,形成矿化。随着含矿热液成矿物质及金属硫化物的大量析出,流体温度、盐度迅速降低,金属矿物成矿作用随之结束。罗布真金银矿床的成矿流体为中低温、低盐度、中低密度并含有少量CO₂、N₂、CH₄等气体的流体,具有典型的浅成低温热液矿床成矿流体的特征。