准晶体的构筑原理及微粒分数维结构模型

准晶体的原子构造中两个原理在起作用,即二十面体原理和黄金中值原理。二十面体原理是指大小相近的原子形成孤立的十二次配位体时,二十面体配位形式在能量上最有利。黄金中值原理是指在准晶体中原子的排列符合黄金中值律。这两个原理适用于由少量原子构成的体系,也适用于某些生物的结构。运用这两个原理于准晶体微粒,我们获得了最简单的准晶体结构模型。此模型可以解释Al-Mn准晶体的高分辨图的所有细节。此模型与Hiraga模型以及Bursill和彭菊琳模型都不相同。在此模型中Al_(12)Mn二十面体不是共棱的。这一模型具有分数维结构的待征,因此称之为准晶体的微粒分数维结构模型。     

锡石的晶体结构和形态的关系

本文对不同成因类型的锡石晶体形态进行了研究,并从PBC(周期性键链)理论出发,讨论了锡石晶体形态与晶体结构的关系。笔者认为,锡石晶体具有三种F面,即s{111}、e{101}、m{110},与Hartman对同样结构类型的金红石晶面性质划分有所差异。据锡石晶面结构性质所推导的理想晶体形态图,与晶体测量所得到的天然晶体形态图总体上相吻合。     

白云鄂博原型钡铁钛石晶体化学研究的新进展

钡铁钛石是白云鄂博REE-Nb-Fe矿发现的首个新矿物。迄今,已逾半个世纪。但是,关于原型钡铁钛石的化学分子式却有不同的表述,有的甚至殊异。拙文对这些写法各异的分子式进行了梳理,结合我们和国内外对原型钡铁石及其类似矿物的晶体结构测定,运用其最初发表的化学成分,按3种方法,重新计算矿物单位分子式中的离子数并分别加以评估。在此基础上,对原型钡铁钛石的晶体化学式作了初步改进。再者,关于原型钡铁钛石的晶胞参数,国内外亦存在歧见。主要根据晶体结构初步精修,借鉴东海产钡铁钛石晶体结构精测的启示,对原型钡铁钛石的真晶胞参数作了持之有据的推论。看来,原型钡铁钛石仍有深入研究的必要。可以肯定,它的晶体化学式、晶胞参数和晶体结构需要厘正、辩正和修正。     

准晶格的推导与准晶体的微粒分数维结构模型

五次对称和准晶态的发现(Shechtmen,1984)不仅是结晶学的新阶段,对包括地质学在内的整个自然科学将产生深远影响(彭志忠,1985)。在准晶体结构中,配位二十面体作长程定向有序,但无平移有序。作者(1985)探讨了准晶体的构筑原理,认为,在准晶体的结构中两个原理在起作用,即二十面体原理和黄金中值原理。     

论矿物的光性异向指数

前言非等轴晶系的晶体具有光学异向性,这是人所共知的,但是真正研究晶体的光学异向性和晶体内部结构的关系还是本世纪二十年代才开始的事情。后来英国晶体物理学家伍斯特,总结出晶体的重折射率和晶体结构关系的几条规律,这些规律一直为晶体物理和矿物学教程所引用。对透明矿物而言,重折射、多色性和吸收性等等是光学异向性的反映。作者引入了一个新的概念—光性异向指数(Optical anisotropy index,简称OAI值),并用以讨论碳酸盐的光学异向性与晶体结构之间的关系。不久前,作者又再论述碳酸盐的光学异向性与CO_3定向的关系,并引入折射度指示体(Refractivity indicatrix,简称RI)的概念。把光性异向指数的概念更加明确,将它和折射度指示体联系起来。为了本文的系统性和连贯性,这里把这两个概念再简单交待一下,下面将着重介绍光性异向指数和晶体结构之间的关系。     

斜发沸石矿物材料处理生活污水实验研究

<正>沸石是一类具有孔道结构和独特晶体化学性质的含水架状硅(铝)酸盐多孔矿物晶体材料。因其独特的晶体结构和晶体化学性质,沸石不仅具有高效的分子筛分功能,还具有离子交换性、吸附性和催化性等功能,因此在农业、建材、化     

结构光性矿物学

上个世纪50年代,偏光显微镜技术被引入到矿物学和岩石学中,使这两门地质学科得到突飞猛进的发展。1893年俄国学者费多洛夫发明了一种后来被称之为“旋转台”的仪器加在偏光显微镜上,使矿物光学性质的研究又大大前进了一步。光性矿物学即应运而生。1895年德国科学家伦琴发现X射线,1912年劳埃证明晶体对X射线有衍射作用,从而引起了物理学、化学和矿物学的一场大革命。八十年来已有成万种物质的晶体结构被测定出来,矿物晶体     

X射线衍射法在天然气水合物研究中的应用

天然气水合物是一种由气体分子(包括烃类和CO2、H2S等非烃类气体)和水分子在高压低温环境中形成的笼型水合物,主要有Ⅰ型(立方晶体结构)、Ⅱ型(菱形晶体结构)和H型(六方晶体结构)三种晶体结构。研究水合物的结构特征及变化规律,对于认识水合物形成机理、微观动力学、相态转化及水合物样品鉴定等具有重要意义。X射线衍射(XRD)是一种利用X射线照射晶体(或某些非晶态物质)时产生的衍射来研究晶体内部结构(即内部原子排布)的分析技术。该技术应用于天然气水合物研究,不仅能准确获取水合物的结构类型及晶格参数等重要信息,还能观测水合物生成分解的微观动力学过程。本文阐述了XRD技术应用于水合物结构特征研究、水合物生成/分解动力学过程原位观测以及野外水合物样品鉴定等方面的研究进展。已知结构Ⅰ型和Ⅱ型水合物立方晶体的边长分别约为12.0×10-10m和17.3×10-10m,而结构H型水合物六方晶体a轴和c轴的边长分别约为12.2×10-10m和10.0×10-10m,因此,通过XRD技术准确测量水合物晶体的晶格参数,即可判定水合物晶体的结构类型,该技术在国外已应用于海洋和冻土区钻获的天然气水合物样品鉴定并获得结构信息。此外,通过测定不同条件下生成的水合物晶体参数的变化,可研究水合物的结构转换及其影响规律,研究表明混合气体的组成、客体分子体积及直径大小、温度等都对水合物晶体参数及结构产生影响。通过在高压环境下的XRD原位技术,可测定水合物的生成与分解过程中衍射峰的变化,研究水合物生成/分解动力学过程,研究表明水合物生成/分解主要分两个阶段,即在气液(固)表面的快速生成/分解过程及气体分子在液(固)体内部的扩散过程,后一个阶段控制着反应速度。目前,国外在水合物研究中应用XRD技术已相对成熟,而我国才刚刚起步。本文认为,将XRD技术应用到天然气水合物的研究中,可解决水合物的结构类型鉴别及晶格参数测量等基本的科学问题,而且XRD技术与核磁共振、红外光谱、X-CT等分析技术的联用,尚有很大的发展空间,将为天然气水合物相关的理论研究提供强有力的技术支撑。     

《结构光性矿物学》评介

晶体的光学性质与晶体结构之间的关系,是饶有兴趣、又不为人所熟知、而是较难深入的一个领域。     

白云石成因研究新方法--白云石晶体结构分析

传统的白云石研究方法对于白云石成因分析具有多解性,对于已有白云石成因模式的套用或重新建立新的白云石成因模式将白云石的形成机理过于简单化、模式化。白云石的晶体结构保存了晶体的形成环境、结晶速度、晶体生长与变化特征、流体特征的证据,白云石晶体结构分析是进行白云石成因分析的有效手段,之前很少有研究者从晶体结构角度进行白云石成因分析。在岩石学和地球化学研究的基础上,本文对四川盆地灯影组-寒武系鞍状白云石、纤状白云石、残余颗粒细晶白云石、孔洞充填粗晶白云石和泥晶白云石五种白云石进行了微组构取样,并利用X衍射仪、透射电镜等晶体结构研究手段,从晶体结构角度对五种白云石组构的有序度、晶胞参数、晶格条纹、晶面间距、晶格缺陷等晶体结构参数进行了差异性研究,分析了它们不同的形成环境和成岩演化特征,初步建立了不同类型白云石晶体结构判识标志。     

基于离散元模拟的二元颗粒柱坍塌特性研究

常见的地质灾害如滑坡、泥石流、岩崩等通常都涉及不同形状的颗粒物质运动,这些形状不同的颗粒又多具有不同的尺寸和含量。基于典型的颗粒柱坍塌试验,首先根据试验方法确定了离散元模拟所需的各项参数,然后采用随机多面体方法生成了可控制长细比的大颗粒,利用离散元法就不同大颗粒含量下形态变化对二元颗粒柱坍塌特性的影响开展研究,研究结果表明:(1)利用离散元法可以较好地重现室内试验中小球和多面体组成的二元颗粒系统的颗粒柱坍塌过程;(2)在不同长细比的不规则大颗粒和小球组成的二元颗粒柱系统中,当大颗粒含量高于临界含量值20%时,二元颗粒柱坍塌持续的时间随非球形大颗粒长细比的增加而增加;(3)在不同长细比的不规则大颗粒和小球组成的二元颗粒柱中,当大颗粒含量高于临界含量值20%时,在相同百分比的大颗粒含量下,大颗粒长细比的增加会提高大颗粒平均配位数以及降低颗粒的运动能力,大颗粒间形成更强的互锁作用,降低了颗粒柱的整体流动性,使其最终堆积高度更高、最大跑出距离更短以及更小的归一化动能峰值。(4)在不同长细比的不规则大颗粒和小球组成的二元颗粒柱中,小颗粒可以较为明显降低大颗粒间摩擦及互锁作用,增加流动性,降低大骨料形态对坍塌过程的影响。     

三角帆蚌贝壳珍珠层中类胡萝卜素的激光拉曼光谱研究

三角帆蚌贝壳珍珠层及养殖珍珠的拉曼光谱中除由文石矿物引起的拉曼峰外，还可观察到明显的由全反式结构的类胡萝卜素引起的1132cm^-1(C-C单键的伸缩振动）和1527cm^-1(C=C双键的伸缩振动）两个拉曼峰，根据类胡萝卜素的拉曼光谱特征推断其分子中的C＝C双键的数目为10。珍珠层中类胡萝卜素的相对浓度与珍珠层的颜色密切相关，在同一贝壳中从壳后端至壳顶，其相对浓度逐渐变小。对贝壳珍珠层中类胡萝卜素的研究可为珍珠漂白及在食品、化妆品等领域的应用提供科学的依据。     

金伯利岩中“熔离小球”的特征及其成因

在金伯利岩人工重砂中发现的“熔离小球”,直径多数<1 mm,除个别出现微晶外,均为非晶质,属于熔体淬火冷却产物。提供了29个小球的主元素分析和3件微量元素分析结果。“熔离小球”按成分可分为3种类型:(1)高铁钛小球;(2)硫铁镍小球;(3)浅色硅铝质小球。其中高铁小球w(FeO)高达99.39%,高钛小球w(TiO2)达45.90%,它们含MnO也偏高,最高达23.75%。Fe、Mn、Ti都属于高负电性元素,在熔体中与氧结合的键强度大,容易发生熔离。硫铁镍小球的w(SO3)变化于38.27%~51.95%,w(FeO)为0.31%~23.10%,w(NiO)为25.24%~61.05%。浅色小球w(SiO2)变化范围为24.01%~52.64%,Al2O3、CaO含量高但变化范围大,总体成分接近基性—超基性硅酸盐熔浆。主元素、微量元素特征以及硫铁镍小球中发现了高镁(Fo=0.95)橄榄石捕虏晶表明,小球形成于金伯利岩岩浆的介质环境。此外高铁及硅铝质两种成分呈交生结构的两相小球的发现,暗示二者为熔离作用成因。小球的熔离作用可以应用SiO2-FeS-FeO的液态不混溶相图做出解释。认为小球形成于岩浆结晶的晚期阶段,相对富含CO2、SO3、FeO、MnO、TiO,在岩浆快速上升、快速降温、降压、熔体中出现了多种局部有序区的条件下发生的。     

Compatible algorithm for integrations on a block domain of any shape for three-dimensional discontinuous deformation analysis

This work calculates the integrations of convex and concave polyhedrons in three-dimensional discontinuous deformation analysis (3D DDA) using a novel method. With this novel method, mathematical topology is applied to the integration, and the numerical mesh used by the Finite Element Method (FEM) is not needed to subdivide polyhedrons into tetrahedrons or hexahedrons. Examples demonstrate the accuracy of the proposed method for integrating convex and concave polyhedrons with planar boundaries.     

淡水珍珠新品种及加工工艺新进展

目前,普通、低品质的淡水珍珠产品已无法满足大部分消费者的时尚需求,但随着珍珠养殖技术与加工技术的进一步发展,市场上出现了许多新的珍珠品种。系统地总结了目前中国珍珠市场上新造型的珍珠的特征,其中有核珍珠更适合于加工成各式各样的异形珠。以淡水无核珍珠为对象,重点探讨了刻面加工技术、镶嵌技术和雕刻技术在改善珍珠外观方面的应用,进一步分析了刻面珍珠的琢磨角度与时间;对椭圆形珍珠、腰线珍珠进行CZ镶嵌,使其外观得到了改善,提升了其价值。最后,对珍珠的雕刻技术进行了初步探讨。     

正多面体的结晶学分类及等大正二十面体共角顶连接的准晶结构模型

本文将正四面体、正八面体、正六面体归为结晶类,将正二十面体、正十二面体归为准晶类。大小相近的原子倾向于形成正二十面体配位;再将正二十面体看成球体,那末符合m35对称的理想堆垛方式是以等大正二十面体共角顶连接,形成大一级的正二十面体。继续按照这一规律连接将不断形成更大一级的正二十面体,从而获得理想准晶结构模型。此模型很好地解释了Al—Mn准晶体的高分辨结构图及Penrose拼图与准晶体的高分辨结构图的密切关系。     

OCT在珍珠研究中的应用

光学相干层析成像技术(OCT)是一种对物体进行层析成像的新技术。作为一种无损的高分辨率的检测手段,OCT可用来鉴别真假珍珠、区别海水有核珍珠与淡水无核珍珠、测定珍珠层厚度,并可用于探讨珍珠生长动力学规律,在珍珠研究中具有较广阔的应用前景。     

海水珍珠微结构棱柱层的新认识

棱柱层是珍珠层微结构中与珍珠质层明显不同的结构单元。运用XRD、IR显微镜和偏光显微镜对我国优劣海水珍珠层微结构——棱柱层进行微区测试研究，结果发现海水珍珠微结构棱柱层不是以往认为的仅由方解石组成，而是有各种形态的文石棱柱，文石与方解石共同组成的棱柱。珍珠质量与棱柱体层的厚度及空间分布有密切关系，而并非完全是以往认为的文石含量越高海水珍珠质量就越好。     

The First Finding of Armored Mud Balls in Turkmenistan

The so-called armored mud balls, which represent a firm mechanical combination of clayey and sandy–clastic rocks, are found in ephemeral stream channels of arid low-mountain areas. The most striking feature of these structures is their spherical, ball-shaped form. They were first reported from California and Arizona as early as more than a century ago (Jones and Kind, 1875). The balls in these areas range in size from 5 to 40 cm across. They are composed of mud, agglutinated debris, gravel, and sand. Due to high strength and round form, they were named as armored mud balls (Bell, 1940). American researchers inferred that armored mud balls are encountered in North American deserts more often in streams with a marked gradient, mainly in conditions of the medium- and low-mountain relief. In their opinion, mud balls formed as a result of the activity of short-lived but intense water streams in valleys during heavy rains and snow melting.     

显微激光拉曼成像技术在淡水无核珍珠研究中的应用

近年来,珍珠中的六方球文石成为珍珠研究的一个热点。利用文石与六方球文石的特征拉曼光谱差异,对淡水无核珍珠样品的两种物象组成进行了测试研究。采用显微激光拉曼成像技术初步确定了淡水无核珍珠样品中六方球文石的位置、形状与大小。结果显示,其多分布于珍珠珠核部位,也可出现在珍珠表面。通过扫描电子显微镜进一步观察,珍珠表面上的六方球文石与文石的微形貌特征有较明显的区别。同时,还一并探讨了拉曼光谱在珍珠样品中出现的方向性效应以及有机色素产生的拉曼效应。