利用黄钾铁矾类矿物形成过程预处理高浓度含硫废水

利用黄钾铁矾类矿物形成过程对某高浓度工业含硫废水进行预处理,除去一定量的SO42-,使溶液中低价态的硫继续转化成SO42-,再进行氧化处理。采取二次沉淀除去溶液中更多的SO42-,大大降低了该水样的COD值。通过实验得出沉淀的最佳工艺条件为pH值为2.50～3.20,氯化铁晶体(FeCl3.6H2O)最佳投入量为50g/L。经过两次黄钾铁矾类矿物沉淀过程,该废水COD的去除率达到85.29%,结合H2O2的氧化处理,COD去除率可达96%。为高浓度含硫废水进入生化处理前的预处理提供了实验依据。     

锰矿产品硫酸锰制备锰钾矿型八面体分子筛的实验研究

利用锰矿山现有初级产品MnSO4.H2O低成本制备锰钾矿型八面体分子筛。在液相环境中MnSO4和KOH反应生成Mn(OH)2沉淀后,在溶解氧和OH-的参与下,生成K型水钠锰矿,在高温下发生结构的调整转化为锰钾矿。通过实验获得的最佳条件为:在500mL反应体系中用0.2M的MnSO4.H2O与1M的KOH在室温环境中、通空气流量为30L/min、振荡搅拌转速为100r/min的条件下反应3h,离心洗涤至pH=12,样品干燥后在600℃下煅烧1h。为大规模开展锰矿山产品的深加工提供了重要的实验依据。     

稳定同位素在山脉隆升历史重建中的应用

本文简要介绍了现今山脉隆升历史研究方法的现状 ,指出可以利用同位素作为气候变化的指数 ,以气候变化为桥梁来推断山脉隆升历史。目前 ,该方法主要有两种发展趋势。笔者利用了该方法来推测青藏高原北缘山脉的隆升。结果显示 ,高原北缘山脉在渐新世和中新世早期都曾出现了快速隆升。     

辽西—赤峰—带太古代变质杂岩中石榴石的研究

石榴石是研究区内暗色镁铁质岩、麻粒岩及片麻岩的主要造岩矿物之一。成分分析表明,它们是含钙铝榴石分子较多的镁铝-铁铝系列石榴石;红外光谱测定其近于铁铝榴石;穆斯堡尔谱分析表明,Fe~(3+)含量增多将引起石榴石内六配位多面体变形程度增大;晶胞参数a_0与Ca~(2+)含量呈正相关。本区石榴石是麻粒岩相变质作用的产物,形成的温压条件为780—840℃、0.85—1.10GPa。形成石榴石的反应是复杂的,其中包括角闪石与斜长石的增温脱水反应以及紫苏辉石+斜长石组合向石榴石+单斜辉石组合转化的滑动反应。     

人体中的矿物

人体矿物及其健康效应是生物矿化作用中的一个极具活力的研究领域。本文首先介绍了与生物矿物和生物矿化作用相关的一些基本概念,并对生物矿物的特点和种属进行了厘定,明确了它们在矿物分类中的位置。在此基础上,对人体内的生物矿物及其产出位置进行了总结,并着重评述了一些重要的人体矿物的特征及其生理性或病理性效应。     

脑膜瘤中砂粒体矿化研究

砂粒体矿化是脑膜瘤中常见的矿化类型,对其形成机理和矿物成分的分析可能会对肿瘤发生、发展的研究提供辅助信息。该研究选取人脑膜瘤中的砂粒体矿化作为研究对象,采用偏光显微镜、环境扫描电镜及能谱、X射线衍射仪、高分辨透射电镜和电子探针对样品的形貌、结构和成分进行测试分析,并以此为依据探讨脑膜瘤中砂粒体的形成机理。研究结果表明矿化的初期为沉淀在胶原纤维上的矿化小球,成分为磷酸八钙;矿化小球不断生长聚集,并逐步水解为碳羟磷灰石晶体,矿化的不断发展致使胶原纤维也发生矿化。砂粒体的同心层状构造是由螺旋状排列的矿化胶原纤维及沉淀在其上的矿化颗粒组成的集合体,而不是多数研究中所述:砂粒体是以坏死细胞残骸为中心由内至外的同心层沉淀。     

矿物光电子能量在地球早期生命起源与进化中的作用

地球早期生命起源的第一步是合成简单的有机化合物,但合成有机物所需能量来源问题长期困扰着学术界。早期地球上丰富的硫化物半导体矿物可将太阳光子转化为光电子,提供持续的能量来源。也正是由于矿物光电子能量较高,在非生物途径合成小分子有机物方面具有优势。其中半导体矿物自然硫转化太阳能产生的光电子能量,是目前所发现的最高的矿物光电子能量,不仅能直接还原CO₂分子为甲酸物质,还可催化其他生命基础物质的合成。在全球陆地系统中暴露在阳光下的岩石/土壤表面普遍被一层铁锰氧化物“矿物膜”所覆盖,光照下含半导体矿物水钠锰矿的“矿物膜”产生原位、灵敏、长效的光电流,显示出优异的光电效应。生物光合作用中心Mn₄CaO₅在裂解水产氧过程中产生成分和结构类似水钠锰矿的结构中间体,地球早期“矿物膜”中水钠锰矿可能促进了锰簇Mn₄CaO₅与生物光合作用的起源与进化。早期地球半导体矿物为生命起源基本物质的合成提供直接能量来源,矿物光电子能量在地球早期生命起源与进化中起到了重要作用。     

含白云石天然碳酸盐岩在中红外波段的辐射特性研究

利用红外发射光谱研究了含白云石天然碳酸盐岩及主要组成矿物的红外发射光谱特征,探究了影响其红外辐射性能的因素。X射线衍射(XRD)和微区拉曼光谱(Raman)结果显示白云石(70%)、方解石(25%)和石英(5%)是该天然碳酸盐的主要组成物相。基于黑体辐射定律以及在80℃时、400～2 000 cm-1各矿物的辐射能量谱,显示碳酸盐岩、白云石、方解石和石英的发射率依次减少(1. 010、1. 000、0. 997、0. 958),白云石是碳酸盐岩红外辐射性能的主要贡献者。在本文研究的温度和波长范围内,含白云石碳酸盐岩中主要组成矿物的热容是温度的函数,白云石高的热容有利于提高整体的热辐射性能;矿物颗粒直径对热辐射的传播有一定的影响,颗粒直径接近于辐射波长时热辐射出现衰减导致发射率降低;当化学键(C—O键、Si—O键)的振动出现在发射光谱窄的发射带范围内(1 350～1 500 cm-1和950～1 275 cm-1)则会导致相对较高的辐射能和发射率。     

地表“矿物膜”:地球“新圈层”

地球表层是一个极为复杂的开放系统,其中所充满的阳光、大气、水分、有机酸、无机酸/盐、矿物质和微生物等彼此之间无时无刻不在发生着人们尚未充分认识到的多种自然作用。本文采用环境矿物学、半导体物理学与光电化学等交叉学科研究手段,在我国南方红壤、西南喀斯特和西北戈壁等典型陆地生境中,发现直接暴露于太阳光下的土壤/岩石表面广泛发育有几十纳米到数百微米厚度的铁锰氧化物"矿物膜";详细研究了铁锰氧化物"矿物膜"中矿物组成及其精细结构特征,发现半导体性能优异的水钠锰矿普遍存在,其晶体结构中富含促进其光催化功能的稀土元素Ce。在这些生境中,矿物岩石表面所包覆的铁锰氧化物"矿物膜"总是朝着太阳光发育,岩石背面却不出现"矿物膜",揭示出太阳光照射下的地球陆地表面普遍存在的"矿物膜"与太阳光有着直接的响应关系。光电化学测试结果显示,天然"矿物膜"具有较好的日光响应性能,由其制成的电极在可见光照射下皆能产生明显的光电流,而不含铁锰氧化物矿物的岩石基质样品及石英、长石等矿物样品几乎不产生光电流,表明"矿物膜"光电流的产生主要与铁锰氧化物有关。进一步测得"矿物膜"中主要铁锰氧化物的禁带宽度均小于2. 5eV,证明其均为对可见光具有广泛而良好吸收的天然半导体矿物。以全球日光平均辐照强度100mW/cm~2计以及全球典型生境中"矿物膜"分布面积估算,全球"矿物膜"吸收太阳能等效为生物质能的最大量与2017年度全球糖类产量(1. 92亿吨)相当。铁锰氧化物"矿物膜"不仅存在于陆地地表,还存在于海洋透光层中。可以认为地表"矿物膜"是地球上分布最广的天然"太阳能薄膜",从功能上"矿物膜"相当于继地核、地幔和地壳之后的地球第四大圈层,事实上构成了地球"新圈层",也是地球在太阳光能量驱动下发生外营力地质作用的关键地带。在此基础上,本文提出从"矿物膜"中产生的矿物光电子与太阳光子和元素价电子共同组成了地表存在的三种主要能量形式的认识。深入探讨太阳光照射下地表多圈层交互作用界面上所发生的电子传递与能量转化的微观机制,有助于深刻理解地表"矿物膜"这一地球"新圈层"如何影响地球物质演化、生命起源进化与环境变化演变的宏观过程。     

大别造山带西段构造单元

将大别造山带西段划分为7个二级构造单元 ,从北向南依次为：（1）马畈褶皱带;（2 ）凉亭混杂岩带;（3）牢山褶皱带;（4）苏家河滑覆席;（5）熊店-浒湾韧性剪切带; （6）卡房片麻岩穹窿和（7）彭店韧性剪切带。其中马畈褶皱带属华北板块南缘,凉亭混杂 岩带 可能代表碰撞缝合带位置。野外构造变形特征反映有4期依次发生的构造作用：（1）近南北 向 的褶皱作用;（2）从南向北的韧性推覆剪切作用;（3）右旋走滑韧性剪切作用;（4）垂 向隆升作用和与其有关的伸展滑脱作用。