尼日利亚石—塔菲石—黑铝镁铁矿及相关系列矿物的晶体结构构筑原理

从氧原子最紧密堆积以及阳离子充填四面体和八面体空隙原理出发 ,以简单氧化物矿物最紧密堆积结构类型金绿宝石、尖晶石、铁钒矿为基础 ,深入讨论了复杂氧化物矿物最紧密堆积结构类型彭志忠石、尼日利亚石、塔菲石、黑铝镁铁 (钛 )矿等晶体结构构筑原理。以O表示全部为阳离子八面体配位的层 ;以T层表示阳离子八面体配位与阳离子四面体配位的混合层 ,其中T1表示阳离子八面体配位与一种方向阳离子四面体配位的混合层 ,T2 表示阳离子八面体配位与两种方向阳离子四面体配位的混合层。这类矿物晶体结构可用O、T1、T2 堆积方式表征 ,O层与T层交替排列。如 :彭志忠石 ( 6H)的晶体结构表示为…OT2 OT1OT1… ,塔菲石 ( 8H)的晶体结构表示为…OT2 OT1OT2 OT1… ,尼日利亚石 ( 2 4R)的晶体结构表示为…OT1OT2 OT2 OT1…× 3 ,等等 ;它们的晶体结构中既有尖晶石的…OT2 OT2 …晶体结构单位 ,又有铁钒矿的…OT1OT1…晶体结构单位。     

高温改性锌铁尖晶石的晶体化学与磁性研究

尖晶石型矿物因其阳离子在氧四面体和氧八面体中所占比例的不同而分为正尖晶石、反尖晶石和过渡的无序结构尖晶石。本文以微米级锌铁正尖晶石(Zn Fe2O4)为初始研究对象,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线吸收精细结构谱(XAFS)、差热-热重分析(DTA-TGA)、磁性测试(M-H、ZFC-FC)等矿物学、热学和磁学测试手段综合分析了温度对其阳离子配位的影响。结果显示,随着温度的升高,原正尖晶石结构中四面体的ZnⅡ会逐渐与八面体中的FeⅢ发生交换,910℃左右时阳离子的交换速率出现最大值,并在1 200℃加热24 h后达到热动力学平衡,此时晶胞参数a从8.440 7减小到了8.437 2;同时尼尔温度(TN)由13 K升到了27 K,反映了由反铁磁性向亚铁磁性过渡的磁结构变化。本文研究认为,由粒径不同带来的体系能量的差异是造成微米级Zn Fe2O4在高温下阳离子交换行为与纳米级颗粒截然相反的根本原因。     

Fe—Mn—Co—Cu体系尖晶石的结构和红外辐射特性

采用XRD、SEM／EDAX、IR等测试方法研究了Fe2O3-MnO2-Co2O3-CuO体系的结构及其形成过程，测试了该体系的红外辐射性能，分析了该体系的结构特征与其红外辐射特性的关系。研究结果表明，高温合成过程中过渡金属氧化物形成立方尖晶石固溶体。尖晶石结构的四面体位置主要分布有Fe^3 、Mn^2 、Cu^2 等离子，八面体位置主要被Mn3^ ,Co^3 ,Cu^2 ,Fe^2 ,Fe^3 等离子占据。体系组成的变化对过渡金属离子在四面体位置和八面体位置的分布状况产生影响。由于在四面体位置和八面体位置上均存在多种过渡金属离子，Fe-Mn-Co-Cu体系立方尖晶石固溶体在2．5－25μm波段内具有较高的红外辐射率。     

尼日利亚石类矿物的晶体化学研究及其意义

湖南省安化、临武、柿竹园等地区有一类含锡、镁、铁、锌、钛、锰、铝等多种元素的复杂氧化物矿物 ,它们是尼日利亚石、镁尼日利亚石 (彭志忠石 )等。本文从紧密堆积原理出发 ,深入探讨了尼日利亚石类矿物的晶体化学特征。它们的晶体结构可用O(阳离子八面体配位的层 )、T1(阳离子八面体配位与一种方向阳离子四面体配位的混合层 )、T2 (阳离子八面体配位与两种方向阳离子四面体配位的混合层 )堆积方式表征 ,O层与T层交替排列。尼日利亚石 6H的晶体结构表示为…OT2 OT1OT1… ,尼日利亚石 2 4R的晶体结构表示为…OT1OT2 OT2 OT1…× 3 ,等等 ;它们的晶体结构中既有尖晶石的…OT2 OT2 … ,又有铁钒矿的…OT1OT1…晶体结构单位。这类矿物研究在矿物学、宝石学、材料科学等方面有重要的理论和实际意义     

辉石的结构和化学变化

在最近15年内,对于地球、月球和陨石中的辉石,发表了近80个高质量的三维精细修正结构,大多数精细哆正结构都属于C2/c单斜辉石和Pbca斜方辉石,但也较好地提供了P2_1/c结构的资料,能用于第四种主要结构类型Pbcn辉石的资料是很少的。这四种空间群的结构拓朴学可以用平行于[100]的、由四面体——八面体—四面体“工字梁形”结构单元组成的理想化模型来描述。不同对称是相邻层中的八面体和(或)对称上不同的四面体链按不同堆积顺序所引起的。在所精细修正的全部辉石中,M1阳离子位置由六个氧配位,六个氧排列成一种规则的假八面体形状,M2阳离子位置由六、七或八个氧呈不规则的多面体配位;M2配位取决于占据该位置的离子半径大小,半径较大的阳离子,配位数通常较高。在几种Pbca结构中,BN面体链的03—03—03角≈136°,这种四面体链与伸直状态(03—03—03=180°)偏离程度最大。     

黑云母的红外光谱研究

关于云母族矿物的红外光谱研究,国内外一些学者曾做过不少工作。笔者就近年来所收集到的一些产自宁芜地区、南岭地区花岗岩类岩石中27个黑云母样品,进行了红外光谱测定,确定了某些特征吸收峰的偏移及其与化学组分之间的关系,并探讨了黑云母矿物中主要金属阳离子的相互置换和晶体结构的关系。 黑云母属三八面体型的2∶1层状结构硅酸盐矿物。结构中上下四面体片(T)以尖顶相对,中间夹氢氧镁石型[Mg—O_4(OH)_2]八面体片(O),构成T—O—T型结构层。占有四面体晶位的阳离子主要为Si,约有1/4的Si可被R~(3+)(主要为Al~(3+)、次为Fe~(3+))取代。占有八面体晶位的阳离子主要为Mg~(2+)或Fe~(2+),次为Fe~(3+)、Al~(3+)、Mn~(2+)等。由T—O—T所组成的结构层则通过层间大阳离子K~+(少量的Na~+、Ca~(2+)等)彼此相连接。结构     

甘肃金昌红泉镁基膨润土属型分类

膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土类矿物。确定膨润土的属型,实质上是依据蒙脱石晶层间吸附阳离子的种类及其丰度。 (一) 蒙脱石吸附阳离子的主要原因 1.蒙脱石是属于一种2:1层状结构,即由二个硅氧四面体片夹一个铝氧八面体片构成的层状体。蒙脱石因四面体中Al~(3+)置换Si~(4+)和八面体中Mg~(2+)置换Al~(3+),使蒙脱石晶层间产生永久性负电荷,为了保持晶格电荷平衡,因而晶层间具有吸附阳离子和交换性阳离子的性能。     

雅鲁藏布江蛇绿岩中超高压矿物硅尖晶石的研究

从西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的罗布莎蛇绿岩的铬铁矿中，发现一个由70-80种奇异矿物组成的地幔矿物群，其中包括一种成分特殊的尖晶石类矿物。该种尖晶石呈包裹体分布在毒砂中，28粒该矿物的平均化学成分：Na2O 1.58％，MgO7．52％，Al2O3 36．59％，SiO2 44．45％，FeO 8．72％，并含少量CaO和TiO2。经激光拉曼谱仪测试，一部分颗粒具有Franclinite（锌铁尖晶石ZnFe2O4）拉曼谱。根据尖晶石结构和化学成分，可以得出两种分子式：（Mg0．52Na0．14Fe0.32Al0.74）1.72（Si2.00Al1.20）3.20O8和（Mg0.52Na0.14Fe0.32Si0.50）1.48相（Si1.50Al1.94）3．44O8。两种分子式都表明阳离子Si呈六配位占据尖晶石八面体晶格位置。Si离子呈六配位的硅酸盐。实验证明具有超高压性质，来自相当于过渡带400-670km的深部。表明西藏雅鲁藏布江蛇绿岩（古大洋岩石圈）的岩浆活动达到过渡带。可能是地幔柱活动将硅尖晶石类等超高压矿物搬运到上地幔浅部的。     

一种罕见的纤维状膨胀绿泥石的矿物学特征

概 述 绿泥石族矿物为2:1:1型(或2:2型)层状结构硅酸盐矿物,类质同象置换现象很普遍,层电荷不定,分类十分复杂。其结构由似云母层(2:1)和似水镁石层交替组成。按八面体阳离子充填情况分为二八面体型、三八面体型以及二八-三八面体型。按八面体中阳离子种类可形成不同类型的绿泥石种属。     

辽宁瓦房店金伯利岩中尖晶石族矿物种类划分及指示意义

晶体矿物学理论认为不同成岩环境金伯利岩中尖晶石族矿物由于形成物理化学条件不同,其晶体结构和化学成分会发生明显的变化,通过对无矿、贫矿、富矿金伯利岩岩管中的尖晶石族矿物晶胞参数和化学成分的测定,研究尖晶石族矿物化学成分和晶胞参数变化与无矿、贫矿、富矿金伯利岩的内在关系,可以提高金伯利岩型金刚石矿床找矿效率。为了确定辽宁瓦房店金伯利岩中的尖晶石族矿物种属,探讨辽宁瓦房店金伯利岩中尖晶石族矿物化学成分和晶胞参数与金伯利岩含矿性关系,本文运用电子探针波谱仪对50件尖晶石族矿物中的MgO、FeO、TiO2、Al2O3、MnO及Cr2O3进行微区化学成分分析,运用单晶X射线衍射仪对136个尖晶石族矿物晶胞参数进行测定。数据统计显示:瓦房店金伯利岩中尖晶石族矿物为铬铁矿和镁铬铁矿,以化学分子式中A、B组主要阳离子占位特征为基础,可把矿区的尖晶石族矿物划分为10个亚种;如果用尖晶石族矿物化学成分中Cr2O3与(Cr2O3+Al2O3)含量的比值Cr'来表示尖晶石族矿物与金伯利岩含矿性的关系,金伯利岩岩体含矿性由富矿→中等含矿→贫矿,相应岩体中尖晶石族矿物Cr'值分别为89.5%、83.4%~87.1%和70.2%,逐渐变低;从无矿金伯利岩岩体→贫矿和中等含矿金伯利岩岩体→富矿金伯利岩岩体,金伯利岩体中第一世代尖晶石族矿物晶胞参数分别为0.831~0.832 nm、0.834~0.836 nm、0.837 nm,有逐渐变大的趋势。本文认为,辽宁瓦房店金伯利岩中第一世代尖晶石族矿物晶胞参数大小和Cr'参数可以作为判断辽宁瓦房店金伯利岩含矿性的指示标型。     

Mg-Cr~(2+)橄揽石、辉石和尖晶石的晶胞参数测定及Cr~(2+)在各晶体结构中的占位

本文用Mg－Cr2+做榄石、辉石、尖晶石的粉晶X射线衍射数据，采取“整体图谱最小二乘Rietveld”方法计算了上述矿物的晶胞参数和摩尔体积，并对Cr2+在各晶体结构中的占位情况进行了研究。结果显示，各矿物的晶胞参数随含Cr2+量的增大而增大。据Vegard定律，推算出各端元组分铬橄榄石（Cr2SiO1）、铬辉石（Cr2SiO2O6）及立方铬尖晶石（Cr3O4）的摩尔体积分别为47．7，68．0，44．9cm3。精化结构参数指示，在橄榄石中，Cr2+随机分配在两个八面体（M1，M2）位置；在辉石中，Cr2+优先选择八面体M2位置；在尖晶石中，Cr2+占置四面体位置。这种晶体内离子分配可从离子半径差别或晶体场稳定能大小得到解释。     

一种罕见的纤维状膨胀绿泥石的矿物学特征

概述绿泥石族矿物为2∶1∶1型(或2∶2型)层状结构硅酸盐矿物,类质同象置换现象很普遍,层电荷不定,分类十分复杂。其结构由似云母层(2∶1)和似水镁石层交替组成。按八面体阳离子充填情况分为二八面体型、三八面体型以及二八-三八面体型。按八面体中阳离子种类可形成不同类型的绿泥石种属。一般认为膨胀绿泥石(Swelling Chlori-     

锌叶绿泥石矿物学研究

绿泥石类矿物是含水的镁、铁、铝层状硅酸盐,矿物结构由似云母层和似水镁石层交替沿C轴堆砌组成。按八面体空穴填充情况分为三八面体和二八面体两类,根据八面体中的阳离子种类不同可形成多种绿泥石矿物,由于四面体中硅被铝置换程度差异又可分为若干亚种。 1973年我们研究鄂北杨家堡下寒武统黑色页岩中的钒矿床时,发现一种绿色粘土矿物,当时定为镍锌绿泥石,后来发现其结构不同于普通绿泥石。进一步研究做了一些工作,今将结果综合     

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。     

高岭石层面羟基的硅烷嫁接改性机理

<正>高岭石[Al2Si2O5(OH)4]是一种1∶1型的层状硅酸盐矿物,其结构单元层由一层[SiO4]四面体片和一层[AlO6]八面体片组成,因此高岭石片层具有两种不同性质的表面:硅氧烷底面和羟基底面。高岭石的羟基底面为硅烷嫁接提供了场所,通过八面体片上的羟基与有机硅烷发生缩合形成Al-O-Si共价键,嫁接后的高岭石材料较之     

云母的命名

定义云母为层状硅酸盐。其结构单元由两个相向排列的四面体片（Ｔｓ）和夹于其间的一个八面体片（Ｏｓ）组成。这些片构成一个单元层,层与层之间被非水化层间阳离子（Ｉ）分开,其顺序是：非水化阳离子层、四面体片、八面体片、四面体片、非水化阳离子层、四面体片、八面...     

Al13-两性表面活性剂复合插层蒙脱石的合成与结构特征研究

蒙脱石是一种2∶1型层状硅酸盐粘土矿物,具有纳微米级粒径、大比表面积、层间可膨胀性等特点。由于其结构片层中的八面体或四面体中存在类质同象替代,结构层通常带有负电荷,自     

绿泥石的差热分析

绿泥族矿物是一个成分复杂、种属繁多的大家族.其结构系由滑石和水镁石互层组成.一般的化学式为:[(Mg、Fe~(2 ))_(6-n)(Al、Fe~(3 ))_n][Al_nSi_(4-n)]O_(10)(OH)_8,其中n=0.6-2,八面体中常有Ni~(2 )、Mn~(2 )、Cr~(3 ),四面体中有Ti~(4 )、Cr~(3 )、Fe~(3 )等阳离子混入.在绿泥石族矿物中,类质同象置换是很普遍的.在六次配位中Mg(?)Al之间、四次配位中Si(?)Al之间的置换;另一种重要的置换即Fe对Mg的置换,而且Fe~(2 )对Mg~(2 )的置换是任意的,Fe~(2 )/     

层状硅酸盐矿物晶体结构的多体性组装模式与构筑原理

将层状硅酸盐矿物晶体结构中属性不同的二维结构单元体看成是不同的结晶学模块,研究了一般层状硅酸盐矿物和间层矿物的多体性组装模式和构筑原理。结果表明,不同二维结构单元体(包括硅氧四面体片、八面体片、层间域(物))的构筑基本符合球体紧密堆积原理,紧密堆积层平行{0001};四面体片与八面体片构筑TO和TOT结构层时采取多种机制消除二者在二维尺寸上的差异;两种模式的结构层与不同类型的层间物(域)组装形成六种组装模式的晶层;并通过二维结构单元体的组合规律的分析,计算出可能存在的28种TOT型间层结构,它们分属于6种间层结构多体性组装模式;间层结构中,结构层对于八面体片是不对称的,并在属性上表现出极性特征;间层矿物的晶层类型可用6种多体性组装模式加以表达。层状硅酸盐矿物结构的多体性分析与组装模式的研究,对于矿物晶体化学研究是非常重要的。     

类质同像置换对磁铁矿表面反应性的制约:基于表面羟基位密度的角度

<正>铁(氢)氧化物在土壤、沉积物和水相颗粒物中分布广泛,表面氧化还原活性高,以及电子输运能力强,对环境污染物(重金属和有机污染物)的地球化学过程起着重要的控制作用。相比于常见的针铁矿和赤铁矿等含铁矿物,磁铁矿在吸附-转化污染物方面具有一些独特的结构优势:1)磁铁矿表面的Fe2+具有强还原性,能通过矿物表面或内部结构向有机物、重金属传递电子,使污染物还原;2)磁铁矿具有反尖晶石结构,八面体位同时被Fe2+和Fe3+占据,电子在这两种氧化态之间迅速转移,赋予磁铁矿良好