新矿物与新矿物研究创新探索

作为矿物学的重要基础研究方向之一,新矿物的发现及其晶体结构、晶体化学的研究始终备受各发达国家的一贯重视。新矿物的研究和发现及其成果具有国际性,在一定程度上反映了国家在该领域以及整体科技水平和对科学发现的贡献。笔者近年来参与了对若干存疑矿物进行的精细晶体结构与晶体化学研究和矿物学研究,从2005年至今参与发现的23种新矿物均获得国际矿物学协会新矿物及分类命名委员会(IMA-CNMNC)所批准。这些新矿物的获批得益于成功地获取了成分数据、衍射数据和晶体结构的阐明。本文就新矿物的认定规则、申报内容和数据、分类命名、研究内容及工作方法等进行综述,在此抛砖引玉,希望通过交流促进我国新矿物研究领域的发展。     

Rietveld定量方法在蒸发岩矿物组分分析中的精确度评价和误差来源

Rietveld物相定量分析(RQPA)方法在地质学中已有大量应用,在蒸发岩定量分析中,对精确度的评价和误差控制是提高分析质量的重要因素。本文对人工配制和野外采集的样品(石膏和钾盐)进行RQPA分析,并与化学分析结果对比,评价其精确度并分析其主要的误差来源。结果表明:人工配制的氯化钠-氯化钾二元物相的绝对误差为0.4%~0.9%;氯化钠-氯化钾-碳酸钙三元物相的绝对误差为0.1%~1.2%;二元物相样品10次分析的标准偏差为0.702%,相对标准偏差为1.74%(氯化钾)和1.17%(氯化钠);野外采集的石膏和钾盐样品的RQPA分析结果与化学分析结果具有很好的一致性。表明RQPA方法在蒸发岩矿物组分定量分析中具有较高的精确度,其误差主要来源于样品性质、样品制备、测试条件和精修过程等。RQPA方法具有减弱择优取向效应、无需纯样以及提高数据利用率等优点,与化学分析技术联用在蒸发岩矿产勘探、储量评价以及工业应用中具有广泛的前景。     

天然晶质富Ti和Fe2+硅钛铈矿的晶体结构

对产于内蒙白云鄂博晶态富Ti和Fe2 的硅钛铈矿Ce4Fe2 (Ti,Fe2 )2Ti2Si4O22进行了晶体结构的精测,求得晶胞参数:a=1.34656(15)nm,b=0.57356(6)nm,c=1.10977(12)nm,β=100.636°(2),晶胞体积V=0.84239(16)nm3。单位晶胞中的分子数Z=2。晶体结构测定中分别用P21/a和C2/m空间群来进     

云南建水荒田一虾洞火山岩型银多金属矿带的硫,铅同位素特征及？…

火山岩型银多金属矿床是滇东南地区的重要矿床类型、矿床中硫的δ＾３４Ｓ值分布于－６．９‰－＋７．３‰之间,并且呈波浪式分布;铅同位素组成以正常铅为主,并受异常铅的混染。硫,铅同位素具有相似的变化趋势。这些硫,铅同位素特征表明,该矿床成矿物质可能具有多种来源,除了直接来自玄武岩外,还有来自古海水硫酸盐和地层的贡献;该矿床的成因与玄武岩海底中心喷发有密切的关系。     

草莓红绿柱石(Pezzottaite)的晶体结构测定及其意义

利用CCD单晶衍射仪对草莓红绿柱石进行晶体结构测定,测定其空间群为R3c,并讨论了结构中Li 有序地置换Be2 造成c/a值的变化特征。晶体中发现复三方偏三角面体的负晶包裹体,其宏观对称属m,它与空间群Rc相对应,但与测出晶体结构的空间群有矛盾。X射线结构测定已否定了其空间群为Rm的看法。要解决草莓红绿柱石晶体空间群是否有对称中心(Rc或Rc)的问题,还需进一步将X射线结构的数据及其有关的电性实验结合分析。     

辽宁瓦房店金伯利岩中石榴石特征及种类鉴定

辽宁瓦房店金刚石矿区金伯利岩中的石榴石一直被当作镁铝榴石。为了确定矿区颜色复杂的石榴石种类,本文对矿区的石榴石进行了系统的采样分析,测定了112件石榴石样品的晶胞参数、50件样品的微区化学成分和40件样品的红外光谱。利用石榴石晶胞参数、红外光谱、化学成分和化学分子式方法对矿区石榴石进行分类,结果显示:晶胞参数分类法误差大,容易得出错误结论;红外图谱分类法准确度不高,只能作为参考方法;化学成分分类法太过笼统,达不到详细划分石榴石种类的目的;化学分子式分类法可把矿区的石榴石详细划分6个矿种:镁钙铁-铝铬铁榴石、镁铁钙-铝铬铁榴石、镁钙铁-铝铬榴石、镁钙-铝铬铁镁榴石、镁铁钙-铝铬榴石、镁铁钙-铝铁铬榴石,每种石榴石都充分反映了A、B离子的种类及占位特征,是4种分类方法中最为科学的方法。研究认为瓦房店金刚石矿区金伯利岩中石榴石A端元成分以Mg²⁺离子占位为主;B端元成分以Al³⁺离子占位为主。由于阳离子替代普遍,A、B端元成分复杂,瓦房店金伯利岩中不存在单纯意义上的镁铝榴石。     

电气石原料化学成分、制备方法对电气石陶瓷性能的影响

电气石具有自发电极属性,对改变水团的缔合度具有一定作用。笔者研究了朝鲜多个地区电气石的成分、结构和理化性能,并以其为主要原料制备了不同类型的电气石陶瓷,同时研发了一种间接测量水团缔合度的方法,该方法是利用水溶液的电容和介电损耗值来间接评价水团缔合度,可以反映水团缔合度的相对大小。研究表明,以高钙电气石为原料、适当添加活性剂并经700℃烧结工艺制备的电气石陶瓷,对降低水团缔合度具有明显效果。     

我国羟硅铈矿的发现与矿物学特征

本文研究的羟硅铈矿是国内首次发现的该种矿物,产于河南太平镇稀土矿的破碎带蚀变岩中,与铈褐帘石、gatelite-(Ce)、富氟硅铈石、氟碳铈矿、直氟碳钙铈矿、氟铈矿、氟镧矿等稀土矿物紧密共生,多呈铈褐帘石假象细粒状集合体或与gatelite-(Ce)平行交生沿外围交代铈褐帘石产出,粒径一般小于0.1 mm,为自形-半自形,粒状-板状。该矿物呈浅绿色至橄榄绿色,透明,玻璃光泽,不规则断口,摩氏硬度约为4.5,计算密度5.08 g/cm3。光学性质:二轴晶,正光性,多色性明显,单偏光下呈绿色,正交偏光下具有鲜艳的高级干涉色。电子探针分析显示,矿物成分w(Ce_2O_3) 32.05%～34.26%,w(La_2O_3) 13.67%～17.66%,w(Pr_2O_3) 2.92%～3.68%,w(Nd_2O_3) 7.52%～10.34%,w(Al_2O_3) 8.59%～10.93%,w(SiO_2) 21.35%～24.97%,按照Si+P=2(apfu)计算单位分子式中阳离子数,OH+F=1(apfu)计算单位分子式中羟基的离子数,得出该矿物的经验化学式为(Ce1.02La0.49Nd0.27Pr0.10 Sm0.02Gd0.01Th0.01Mg0.06 Ca0.01)Σ2.00 (Al0.99Fe0.03)Σ1.02(SiO4)Σ2.00(OH0.81F0.19)Σ1.00。X射线单晶衍射分析表明,该矿物属于单斜晶系,晶胞参数:a=7.4382(3)?, b=5.6730(2)?, c=16.9819(8)?,β=118.84(0)°, Z=4, V=655.13(5)?3,空间群为P21/c。矿物的激光拉曼光谱特征峰主要为241、362,862、895、954和3722cm-1等,上述特征均与国外已发表的羟硅铈矿数据非常相似,是对羟硅铈矿分子振动光谱特征的首次探索。本文还对羟硅铈矿的矿物族归属以及矿物成因进行了初步的探讨。     

动物体内青石棉纤维变化特征的显微研究

石棉纤维粉尘注入动物体内后，一部分形成石棉小体或石棉斑，一部分仍为裸露纤维。石棉小体内的纤维表面基团和组织内的某些蛋白反应可形成新的表面介体。粉尘在动物体内引起的动物病变主要是纤维化组织包裹和间皮瘤，机体以吞噬、包裹、缠绕，或以生化溶解方式排解粉尘。纤维自身则出现变短、尖部圆化、折断、分叉现象，也可以出现溶解、迁移、表面化学反应等。肺泡内纤维的碳酸盐化现象是体内纤维溶解和反应的新方式。动物体内间皮瘤可生长在注入部位也可在非注入部位，某种毒性衍生物质的生成和迁移是引起病变的主要原因。体内纤维粉尘的溶解是一个非常缓慢的过程，细小粉尘易于溶解和迁移。体内粉尘的膜阻滞现象在腹膜、胸膜上较为常见，在膜部位不易生成间皮瘤，肿瘤多引发在膜的内侧。但膜可以弱纤维化包裹。     

Structure refinement of astrophyllite

The crystal structure of astrophyllite K₂Na(Fe, Mn, Mg,□)₇[Ti₂(Si₄O₁₂)₂|O₃](OH, F)₄ has been refined. The dimensions of the triclinic unit cell are: a = 0.5359(2) nm,b = 1.1614(4) nm, c = 1.1861(4) nm, α= 113.16(2)°, β= 103.04(2)°,γ= 94.56(2)°,V = 0.6495(5) nm³, Z= 1, space group P1, R=0.057 for 5308 reflections |F_o|>3σ|F_o|. According to structural and compositional differences the monoclinic astrophyllite K₂NaNa(Fe, Mn)₄Mg₂Ti2[Si₄O₁₂]₂(OH)₄(OH, F)₂ and astrophyllite should be considered as two different mineral species. Astrophyllite, monoclinic astrophyllite, bafertisite and lamprophyllite contain heteropolyhedral sheets which topologically are related with Si, O sheets of mica where one or several SiO₄ tetrahedra are replaced by TiO _n polyhedra. Therefore this heterophyllotitanosilicate series represents a kind of functional substitution in inorganic crystals.