结构矿物学的新成果(续)

六、硅氧骨干的分类问题硅酸盐矿物的结构是人们比较关心的课题,下面分五部分来介绍:(一)硅酸盐矿物的结构研究的几个阶段:第一阶段,以W.L.Bragg为代表,在三十年代他研究了一些最重要的硅酸盐造岩矿物,形成了硅酸盐体系:岛状:[SiO_4],[Si_2O_7],[Si_3O_6],[Si_6O_(12)]链状:单链[siO_3]_n;双链[Si_4O_(11)]_n层状:[Si_4O_(10)]_n如云母架状:[Si_2O_4]_n如Na[ALSi_3O_8]在矿物学中形成了这样的概念,硅酸盐的结构以硅氧骨干为主体,矿物的性质,如解理,形态特征,光学性质,阳离子种类与硅氧骨干有关.这是硅酸盐研究的奠基阶段.     

硅酸盐中金属离子对Si—O键影响的量子化学研究

本文用CNDO/2法,研究了不同金属离子对硅桥氧键(Si—O~(br))及硅端氧键(Si-O~(ter))的影响。得到了硅酸盐骨架中硅氧键的性质与氧的成键状态、配位数以及金属离子影响之间的规律性。用得到的这些规律,可望较好地研究矿物学、地球化学、硅酸盐材料及冶金炉渣结构等同题。     

四川会理白草碱性伟晶岩中含铌的锰星叶石

星叶石是层状钛硅酸盐矿物。M.弗莱谢尔(Fleischer)认为,本族矿物中除锰星叶石(Kupletskite)外,还包括有四个独立变种矿物,它们是星叶石(Astrophyllite)、铌星叶石(Niobophyllite)、锆星叶石(Zircophyllite)和铯星叶石(Cesium-Kupletskite)。根据前人研究,在层状钛硅酸盐中,Ti起着双重作用。一方面可以加入八面体层起着典型的阳离子作用,配位数为Ⅵ;另一方面在所有层状钛硅酸盐结构中都有钛氧八面体和硅氧四面体组成     

风化过程Si同位素的动力学分馏参数

<正>硅元素的丰度在地壳中仅次于氧,是所有硅酸盐矿物的主要成分。然而,有关于地球表层系统(即土壤、水体、植物)的硅同位素分布问题还存在许多不解之处。比如,Georg等(2007)和Hughes等(2013)在室温下由瑞利模型推导的黏土和其溶液的硅同位素平衡分馏系数分别为Δ30Siclay-solution=-1.5‰和-2.05‰,这明显违背化学键越强越富集重同位素的常识。理论上,沉淀的矿物由于其相对于溶液中的H4SiO 4具有较短的Si-O键会优先富集重同位素。类似的现象还存在于石英与溶液的分馏过程。绝大多数现场观测表明,     

改性层状硅酸盐矿物环境材料应用试验研究

<正>层状结构硅酸盐矿物,是指具有由一系列[SiO4]四面体以三个角顶相连,形成二维六方网状无限延伸的层状硅氧骨干的硅酸盐矿物,包括有滑石族、叶腊石族、云母族、绿泥石族、高岭石     

橄榄石-硅镁石型矿物的光学异向性

橄榄石型以及与其有密切关系的硅镁石型结构的矿物包括四个系列:1.硅酸盐橄榄石系列;2.磷酸盐橄榄石系列,即锂蓝铁矿系列;3.硅镁石系列;4.硅锰石系列。前两个系列是橄榄石型结构,后两个系列是硅镁石型结构。在这一类矿物中,氧离子都是六方最紧密堆积的,它们的平均折射率(N=(Ng Nm Np)/3)均严格服从最紧密堆积的折射率定律即     

高岭石和伊利石的固体酸性受热处理温度的影响及其机理

高岭石([Al4(Si4O10)(OH)8])和伊利石(K0.75(Al1.75R0.252+)[Si3.5Al0.5O10](OH)2)是自然界常见的、具有结构代表性的两种层状硅酸盐矿物。高岭石由硅氧四面体片和铝氧八面体片按1∶1方式组成的结构单元层沿c轴方向排列而成,其片     

硅酸盐中非沸石类孔道结构矿物及其环境属性

对硅酸盐中非沸石类矿物进行的晶体结构特征分析发现,某些链层状硅酸盐矿物(如坡缕石和海泡石)、钛硅酸盐中的硅钛铌钠石、硅钛铌钠矿、钙霞石、方钠石等,以及锰、锆、钒、钇硅酸盐矿物中的水硅钡锰石、堇青石、水钠锆石、水硅钒钙石等矿物中都存在有孔道结构,其孔道直径为0.25~1.0 nm。本文综述了这些孔道结构矿物吸附和交换有害重金属离子、催化降解有机污染物的环境功能和属性。     

不同亚类硅酸盐矿物的中红外光谱学特征

利用热红外发射光谱研究了不同亚类硅酸盐矿物镁橄榄石、透闪石、蛇纹石和钠长石的红外发射光谱特征。在120oC时,通过对400～1650 cm-1的红外波段进行积分计算,发现硅酸盐矿物中镁橄榄石的发射率最高,可达到0.988,钠长石最低为0.947。硅酸盐矿物在850～1300cm-1区间均产生宽的低发射带,该发射带与硅氧四面体层中(Si,Al)-O的伸缩振动相关;在470 cm-1左右则形成相对尖锐的低发射带,与硅氧四面体层中(Si, Al)-O的弯曲振动相关。从岛状、链状、层状到架状硅酸盐矿物由于Si O2聚合程度依次增加,最强发射谷的位置依次向高频方向偏移,说明硅氧四面体中Si-O伸缩振动带的位置受到了n(Si)/n(O)比值的制约。此外,在辐射能量谱里,镁橄榄石、透闪石、蛇纹石和钠长石的最强辐射谷范围趋于变宽,依次为115、162、225和247 cm-1,反映了吸收的辐射能增加。综上可推测,硅酸盐矿物强的发射率可能与硅氧四面体中Si-O的振动模式、Si O2的聚合度、辐射能量谱中最强辐射谷的波长范围有关。     

硅酸盐熔体微结构单元的探讨

为了深入了解熔融硅酸盐的各种性质，综合前人的资料并结合自己的实验结果，对硅酸盐熔体中的微结构单元进行了探讨。熔体中包含5种不同的硅氧四面体(以Qn表示，n为四面体中的桥氧数目)，不同的硅氧键中的电荷分布以及Qn在Raman谱图中的特征位移区有区别，熔态谱和玻璃态谱之间也存在差别，同组成熔体和淬冷玻璃中，同一Qn具有不同的摩尔分数、自由能和无序度，并且熔体中Q4的振动是非Raman活性的。     

硅酸盐熔体的体积行为

通过研究硅酸盐熔体的氧平均体积,并与硅酸盐玻璃相对比,提出硅酸盐熔体的体积可分为两部分,即硅-氧骨架部分和阳离子部分,根据氧平均体积变化规律,得出硅-氧骨架部分的体积基本不随温度变化,硅酸盐熔体的体积膨胀主要是由于“氧化物”部分的局部膨胀所致,进一步提出O~(2-)半径基本不变,而主要是阳离子半径变化,并讨论了膨胀的机制。     

磷在硅酸盐矿物与熔体之间分配系数的研究进展

硅酸盐矿物与熔体之间的磷分配系数对研究岩浆演化和结晶分异程度具有重要意义,也是了解地幔磷储库和建立地球各圈层间磷运移模式的基础。本文分析和总结了前人采用天然样品和合成实验样品研究不同硅酸盐矿物和熔体间的磷分配系数的成果,分析了不同物理化学参数对分配系数的影响,包括熔体组成(如Mg O、Al2O3含量)、矿物结构(分配系数与[Si O4]4-聚合度呈负相关关系)、温度、压力和氧逸度等,指出当前研究中有关更高压力条件(15 GPa)及有流体存在时分配系数的研究是不足的。     

管状埃洛石铝羟基表面的硅烷嫁接及其对布洛芬负载、释放的影响

埃洛石[Al2Si2O5(OH)4.nH2O]是一种1∶1型的层状硅酸盐矿物,其结构单元层由铝氧八面体片和硅氧四面体片组成,结构单元层之间为水分子层。天然埃洛石颗粒多呈管状,其外径通常为30~190 nm,内径10~100 nm,管长0.02~30μm。     

我国首次发现的硅钾铀矿

硅钾铀矿属罕见的次生铀矿物,1986年我国首次发现于甘肃龙首山铀矿床氧化。带。对该矿物进行了多种测试工作。矿物为层状结构的铀酰硅酸盐矿物。晶胞参数a=6.62,b=7.03,c=7.06,β=105.2°。化学式:(K_(0·58) Na_(0·33)0.91(H_3O)[UO_2SiO_4]·0.8H_2O     

溧阳一带发现一层三斜型叶蜡石

叶蜡石是2:1层状硅酸盐矿物。其基本结构模式为,二个连接成复三方环网状的角顶相对的硅氧四面体片,中间夹一个三水铝石式的铝氧二八面体片,组成一个夹心饼干状的2:1单元结构层,由这种单元结构层重叠堆垛构成叶蜡石晶体。正如同属2:1层状硅酸盐的云母族矿物的多型一样,由于单元结构层迭置重复方式不同,也造成了叶     

东南极拉斯曼丘陵硼硅酸盐矿物组合硅硼镁铝矿-硼柱晶石-电气石的形成过程及其岩石学意义

东南极拉斯曼丘陵长英质片麻岩中产出大量的电气石-硼柱晶石-硅硼镁铝矿之硼硅酸盐矿物组合,这些矿物(电气石除外)的形成晚于变质峰期一般的硅酸盐矿物。电气石可多次出现,硅硼镁铝矿之后形成硼柱晶石,很少见两种以上的硼硅酸盐矿物能够同时结晶,各种硼硅酸盐矿物在同一期、甚至同一阶段内呈递进关系。在硼硅酸盐矿物的结晶过程中,B₂O₃和Al₂O₃较为活动从而SiO₂的活度相对受到抑制,即存在组分的分异和活性波动,表明络阴离子SiO₄^4-、PO₄^3-、BO₃^3-活动高峰并非同步因而,挥发分组分对深熔作用的影响可能是有限的;同时,结晶的金属阳离子组分不断发生分异。不同的硼硅酸盐矿物形成的介质条件有所差异:电气石形成于富钙的弱酸性溶液,硅硼镁铝矿应为近中-碱性溶液介质,而硼柱晶石形成于含少量氟的偏碱性介质环境。除温压因素外,流体挥发分种类和介质条件也影响到硼硅酸矿物的多期次、多阶段的变化,从而造成矿物组合的复杂性。本区长英质岩石中硼(B)及其他挥发分组分的较高含量可由原岩成分决定,亦可经由变质-深熔作用引起,即深熔作用时熔体的整体优先吸收硼(硼的第一次富集)及随后熔体结晶阶段的局部残留和富集硼(硼的第二次富集)。Gdd-Prs-Trn硼硅酸盐矿物组合的存在,表明发生了以脱水为主的高级变质作用,同时伴随强烈的深熔作用。挥发分组分在露头尺度体系中可能属于开放性质,而在更大尺度和范围内则基本封闭;在深熔作用中,硼等挥发分的存在影响了熔体的组成使得岩浆熔点降低、熔融成分调整粘度有所降低,更容易运移;而且,熔体可以携带这些挥发分,当熔体结晶时挥发分析出、结晶局部富集而形成硼硅酸盐矿物,尤其是沿着一些构造有利部位发生显著的聚集。     

3种二八面体型层状硅酸盐矿物的润湿性研究

根据高岭石、伊利石和叶蜡石的晶体结构特性与润湿性的关系,以及在不同的药剂作用下矿物的润湿性变化。实验结果证明这3种二八面体型层状硅酸盐矿物亲水性的大小顺序为:高岭石≥伊利石 叶蜡石,这与其(001)层间静电能的大小有关,即这3种二八面体型层状硅酸盐矿物随其(001)层间静电能的增大则矿物的亲水性变大。在碱性条件下,随着pH值的增大,矿物经油酸钠溶液浸泡之后的接触角则随着减少,而经十六烷基三甲基溴化铵溶液浸泡之后的接触角则随着增加。经在十六烷基三甲基溴化铵(2×10-4mol/L)的溶液中或在油酸钠(2×10-4mol/L)的溶液中浸泡之后比在蒸馏水中浸泡之后,这3种矿物的接触角相应的增加值的大小顺序为:△θKa≈△θIl>△θPy,这与其(001)层间静电能和矿物端面各相应晶面Al—O键断裂的单位晶面键数有关。     

矿物填料在橡塑制品中的应用

矿物填料在橡塑制品中的应用吴季怀（华侨大学材料物理化学研究所，福建泉州３６２０１１）关键词矿物填料橡塑制品材料科学粘土矿物填料属水合硅铝酸盐，是由硅氧四面体和铝氧八面体按一定规则叠合而成，在其表面存在羟基、不饱和键（剩余价键）、Ｌｅｗｉｓ和Ｂｒｏｎｓ...     

钴硅锌矿—一个富钴的硅锌矿变种

钴硅锌矿是一种具有特征深蓝紫色、油脂光泽和玻璃光泽的钴锌硅酸盐矿物,属三方晶系。空间群:C_(3j)~2—R3、a=13.9559A,c=9.3364A,c/a=0.6690,V=1574.8104A~3,Z=18。该矿物理论式为(Zn,Co)_2SiO_4,实验式为:(Zn_(1.26),Co_(O.74))SiO_4。据红外光谱以及X射线粉晶分析,其结构与硅锌矿(Zn_2SiO_4)类似。     

高分辨率电镜(HREM)对硅灰石中离子替换的研究

一、前言 在材料化学中,一个很重要的问题是确定材料中加入多少量的别种离子或离子团以取代原来的离子,而不使原来的结构产生变化。这是寻找新材料的一个重要途径。 目前,迅速发展的核能源中,一个迫切需要解决的重大研究课题是核废料处理。而将核废料用固体反应引入一种稳定的矿物,如硅灰石,可能是解决这一课题的一个十分有希望的途径。 以前的研究指出,Sr~(2 )取代Ca~(2 )可以使链状硅灰石(CaSiO_3)(照片1a)成为环状的假硅灰石结构(照片1b);锗取代硅氧四面体中的硅可以形成环-链结构的共生长。 从几何因素上考虑,铝氧四面体[AlO_4]和硅氧四面体[SiO_4]大小相近。因此用[AlO_4]