天然金刚石孪晶的X射线衍射与形貌研究

本文利用X射线衍射和形貌术方法研究了辽南天然金刚石孪晶体。发现晶体中存在有孪晶界、位错、生长带和亚结构等多种缺陷。文中对部分位错进行了详细讨论,并确定其特征量;同时还分析各种缺陷的空间分布特点及其与孪晶界面的关系。     

湖南含籽晶天然金刚石的同步辐射X射线衍射形貌像研究

利用同步辐射X射线形貌学研究,首次发现湖南褐色天然金刚石中存在籽晶金刚石.该金刚石晶体呈菱形十二面体,其同步辐射X射线劳埃图上大部分斑点分别分布在5条主晶带上.经分析发现,该金刚石晶体首先由晶核发育成菱形十二面体金刚石籽晶,再由此籽晶生长成菱形十二面体金刚石晶体.该金刚石晶体中晶体缺陷很少,仅存在部分由塑性形变产生的应力场以及由籽晶生长界面产生的面缺陷,表明该金刚石晶体所处的生长环境较为稳定.     

黑硼锡镁矿孪晶的电子衍射分析

黑硼锡镁矿是1985年在我国发现的一种新矿物,微孪晶特别发育,其电子衍射斑点往往具规律的分裂现像。用选区电子衍射获得[010]、[141]和[121]定向带轴电子衍射斑点分裂图,经矩阵分析,确定两套斑点分裂是由其呈挛晶结构关系所致,孪晶面为(101),属于面律孪晶,这种孪晶的微形貌由明场像(BF)得到证实。根据不同取向的电子衍射图,确定该矿物属单斜晶系,a_0=10.7,b_0=3.01,c_0=5.39,β=94.5°。上述挛晶结构特征及其晶体学数据与X射线单晶研究结果有很好的可比性。     

蒙脱石晶体反常膨胀的电解质浓度效应

用不同浓度电解质溶液调制蒙脱石试样进行X射线衍射试验，发现蒙脱石晶体的d001晶面间距在试样失水至极低含水量过程中，存在着反向膨胀的现象，这种反常膨胀与制样时所用电解质溶液浓度有关，但不是因晶层间隔离子的代换造成的，也不是温度变化引起。     

小秦岭金矿含金石英脉中石英晶体微形貌研究

利用微分干涉显微镜等手段对小秦岭金矿含金石英脉中不同成矿阶段的石英晶体微形貌进行了研究。石英晶体{101^-1}、{011^-1}、{101^-0}单形晶面上不同特征的微形貌对了解石英晶体的生长机理、生长速率、生长环境的变化及成矿溶液的过饱和度具有重要意义，同时也可提供成矿阶段划分及晶体生长时热力学条件的信息。     

X射线粉晶衍射仪在大理岩鉴定与分类中的应用

大理岩主要有方解石大理岩、白云石大理岩和菱镁矿大理岩三种。以往大理岩是依据偏光显微镜下观察岩石结构构造及矿物成分进行分类定名,由于方解石、白云石、菱镁矿都属于三方晶系,具有闪突起、高级白干涉色、一轴晶负光性和菱形解理等相同晶体光学特征,偏光显微镜下区分十分困难。为了准确鉴定大理岩中碳酸盐矿物种类及其相对含量,本文利用岩石薄片偏光显微镜和X射线粉晶衍射技术对32件大理岩岩石样品进行分析测试。岩石薄片鉴定结果表明:大理岩造岩矿物主要有方解石、白云石、菱镁矿、石英、斜长石、白云母、黑云母、绿泥石、黏土和金属矿物。根据岩石结构构造及矿物组分特征,可把32件大理岩样品划分为方解石大理岩、长英质方解石大理岩、石英绿泥白云石大理岩、白云石大理岩、云英质白云石大理岩和菱镁矿大理岩等15个类型。X射线粉晶衍射分析表明:大理岩造岩矿物主要有方解石、白云石、菱镁矿、石英、斜长石、钾长石、云母、绿泥石、滑石和蒙脱石。综合分析认为:岩石薄片偏光显微镜鉴定技术很难区分方解石、白云石和菱镁矿等碳酸盐矿物,以及细小的石英、钾长石和斜长石、滑石和白云母等鳞片状硅酸盐矿物;X射线粉晶衍射分析技术不仅能准确检测出大理岩中方解石、白云石和菱镁矿等碳酸盐矿物种类及相对含量(方解石、白云石和菱镁矿的X射线衍射主峰有明显差异,d值分别为0.303 nm、0.288 nm和0.274 nm),而且能够有效鉴别岩石中粉砂级斜长石、钾长石与石英(三种矿物的X射线衍射主峰d值分别为0.319 nm、0.324 nm、0.334 nm);且能区分蒙脱石、绿泥石、云母和滑石等层状硅酸盐矿物(四种硅酸盐矿物的X射线衍射主峰d值分别为1.400 nm、0.705 nm、0.989 nm、0.938 nm)。综合岩石薄片偏光显微镜鉴定和X射线粉晶衍射分析结果,最终确定32件大理岩样品划分为22个岩石类型。研究认为:仅根据岩石薄片偏光显微镜鉴定或X射线粉晶衍射技术其中一种方法不能准确鉴定大理岩岩石,应将大理岩岩石野外观察、岩石薄片鉴定和X射线粉晶衍射技术结合起来,才能准确确定大理岩岩石类型。     

X射线粉晶衍射仪在千枚岩鉴定与分类中的应用

以往千枚岩是依据显微镜下观察岩石结构构造及矿物成分进行分类定名.实际上千枚岩中鳞片状绿泥石和黑云母以及微粒石英、钾长石和斜长石在岩石薄片中区分十分困难.为了准确鉴定千枚岩中鳞片状和微粒状造岩矿物种类及其相对含量,利用X射线粉晶衍射半定量技术对19件千枚岩岩石进行分析测试.研究结果显示：利用云母、绿泥石、石英、钾长石和斜长石等造岩矿物X射线衍射峰的明显差异,结合X射线衍射全谱拟合半定量分析测试技术,能快速检测云母、绿泥石、石英、钾长石和斜长石等造岩矿物种类与含量.实践证明,将千枚岩岩石野外观察、岩石薄片鉴定和X射线粉晶衍射技术紧密结合起来,才能准确定出千枚岩岩石的名称.     

金刚石的同步辐射X射线单色光形貌研究

采用激光装置调节晶体取向的新方法,首次在我国成功获得金刚石的同步辐射X射线单色光形貌图,对天然褐色,白色,淡黄色金刚石,黄绿色高温高压处理金刚石与金黄色辐照处理金刚石进行了研究。实验收集三个主要晶面方向（111）,（400）与（220）,以及衍射摇摆曲线不同位置的单色光形貌图。单色光形貌提高了实验的分辨率,反映了金刚石中位错,滑移系,孪晶等缺陷的空间取向与特征的明确信息。实验中发现衍射摇摆曲线能够反映金刚石的塑性变形程度。     

直流弧光放电等离子体CVD金刚石薄膜中的晶体类型与特征

采用自主研制的直流弧光放电等离子体CVD设备,以甲烷和氢气为气源,在YG6硬质合金基体上制备出主显晶面为（100）、（111）以及纳米晶粒的金刚石薄膜涂层。SEM观测其晶体类型主要为立方体、八面体、立方八面体,其中以立方八面体为主。随着碳源气体浓度的增加,金刚石晶体的形态会呈现从八面体一立方八面体一立方体顺序转变的趋势;而薄膜的表面形貌呈现从主显（111）晶面-（111）与（100）晶面混杂-主显（100）晶面顺序转变的特征。此外,CVD金刚石薄膜中还存在有许多类似接触孪晶、贯穿孪晶、复合孪晶,以及球形或聚晶晶粒形态的晶体,并且多数孪晶属于类似（111）复合孪晶结构。     

X射线管辐射谱线分析

经Ni滤波片过滤的CuKa射线，并非为真正的单色X射线，其中含部分白色X射线和非CuKa特征谱线。用石英分析晶体（101）衍射面网将混入CuKa射线中的各种波长的谱线分离开，并测定其波长的范围，确定在CuKa射线中含有铁、镍、钴、铬四种元素的K系列谱线和钨的L系列谱线。发现在X射线粉末图谱中用CuKa（或Kβ）无法解释的弱衍射线却是由铁、镍等元素的特征谱线混入引起的。     

叶腊石微结构及其晶体结构缺陷的高分辨透射电镜分析

采用场发射扫描电镜（FE-SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）结合选区电子衍射（SAED）、X射线粉晶衍射（XRD）及X射线荧光光谱（XRF）等对浙江青田叶腊石的微结构特征进行较系统的研究。结果表明：①粉晶X射线衍射证实青田叶腊石具有典型的单斜晶系特征,该结论与叶腊石粉体选区电子衍射结果吻合,且其伴生矿为石英。②叶腊石微晶体呈＂复式板片＂构型,且＂复式＂板片中薄片厚度约为8±2 nm。③在高能电子束辐照下,叶腊石矿物颗粒形貌及晶格结构发生明显的改变,且由此产生晶格膨胀,并最终形成非晶态。     

不同颜色木变石的致色机理研究

木变石因其颜色、纹理与树木相似而得名。不同颜色木变石的宝石学特征不同。本文利用偏光显微镜、红外光谱仪、X射线粉晶衍射仪以及X射线荧光光谱仪等手段对4种颜色的木变石进行显微结构、化学组成、矿物成分以及化学元素组成等方面的分析,试图找出其各种性质之间的联系,如结构与相对密度,颜色与矿物成分、化学成分以及结构与特殊光学效应的联系等。研究结果显示,实验采集的样品以石英为主;而木变石的颜色是由石棉中析出的铁质沉淀在石英颗粒孔隙中造成的,其颜色变化与蓝石棉的硅化交代程度有关,其中绿色木变石标本是酸洗后染色的。     

四川米易海塔地区粗粒晶质铀矿氧逸度计算及其意义北大核心CSCD

晶质铀矿是一种副矿物,在花岗岩中广泛产出。铀离子价态变化和比值对岩浆氧逸度,有一定的指示意义。本次研究以四川米易海塔地区混合岩中石英质脉体中的粗粒晶质铀矿为研究对象,借助X射线粉晶衍射和X射线光电子能谱测试两种方法,分析样品铀元素价态变化以及对氧逸度的指示意义。X射线粉晶衍射获得样品主要成分为晶质铀矿和少量石英,样品的晶胞参数分别为0.5487 nm和0.5441 nm,计算其含氧系数分别为2.00和2.23。X射线光电子能谱测试分析得到,样品中四价铀的峰值结合能介于380.15~380.46 eV,半峰宽介于1.93~1.94 eV;六价铀的峰值结合能介于381.49~381.98 eV,半峰宽介于1.51~1.92 eV,U^(6+)/U^(4+)比值介于(U^(6+)/U^(4+)=0.13~0.31)。氧逸度热力学计算得到米易海塔地区粗粒晶质铀矿形成时的氧逸度(lgfo_(2))介于-22.12~-21.36。依据近似温度和计算出的氧逸度值,做lgfo_(2)-T协变曲线图。米易海塔地区粗粒晶质铀矿形成时的氧逸度投图数据结果落入FMQ平衡线之上,较为接近MH平衡线。可以推测米易海塔地区与粗粒晶质铀矿共生的石英脉形成时为还原环境。     

氟铝石膏和氟铝钙矿的矿物学研究

在我国湖南锡矿山锑矿床中发现了两种罕见的氢氧氟化物矿物——氟铝石膏和氟铝钙矿。氟铝石膏在电子显微镜下呈粒状,粒径为1—10,化学成分近于其理论值,计算得出的晶体化学式与其理想式十分近似,X射线粉晶衍射数据、差热曲线和红外光谱与国外已发现矿物的特征基本一致。氟铝钙矿在电子显微镜下呈自形板状或片状,粒径为2-5,化学成分和晶体化学式更接近于其理论值和理想式,X射线粉晶衍射数据和差热曲线同已知者相近。红外吸收光谱属首次获得的资料。     

透辉石-钙长石体系熔体在不同过冷条件下晶体生长研究

实验以透辉石-钙长石二元体系在不同过冷度下形成的透辉石晶体为研究对象,通过光学显微镜、X射线衍射、电子探针、透射电镜等手段进行分析,结果表明在透辉石生长边界发现存在过渡层的特点;透辉石晶体的形貌、成分、结构随着过冷度的增大都发生了明显的变化.随着过冷度的增大,晶体的自形程度逐渐降低,从自形、半自形向骸晶、枝晶变化;在透辉石硅氧骨干中,铝硅比值增大,铝代替镁形成[AlO6]八面体也增多,从而使透辉石的晶胞参数a,b呈减小趋势;c呈增大趋势.     

天然碱性长石的高分辨电镜观察

利用高分辨电子显微镜观察了产于河北汉诺坝玄武岩中碱性长石的精细结构。不同取向的高分辨像清楚地显示了钾、钠长石形成的片层状多重紧密连生体以及各种调制结构。钾、钠长石的连生界面一般为(601)晶面。其超微结构特征与在中等冷却速率下钾钠长石中按旋节分解机制产生的熔离结构相符。以(010)面为孪晶界面的多重连生微孪晶构成了平均周期约为8*d_(010)的调制结构。     

高Tc(YBaCuO DyBaCuO)超导相陶瓷晶体中的显微孪晶及其晶相

多数人认为“高TcYBaCuO、DyBaCuO稳定超导相晶体均属正交相,而超导性能又与结构的正交性密切相关,即正交性越好其超导性能亦越好”。作者在近期对不同单位所提供的样品进行统计研究发现“凡属高TcYBaCuO和DyBaCuO系列陶瓷超导晶体的大多数均属单斜相,其实质是由单斜相微小页片状孪晶单体所组成的,但就由页片状孪晶片所组成的长柱状整个晶粒而言,又显正交相光学特点,然而这种正交相也只能称之为假正交相”。     

直氟碳钙铈矿6R,3R多型及其微孪晶结构的透射电镜研究

运用透射电镜技术，发现了三方晶系直氟碳钙铈矿（Synchysite）多型和微孪晶的存在，确定其中的多型有两种，即6R和3R多型，在3R多型中发现有微孪晶存在，这种微孪晶属（0001）孪晶面的面律（旋转）孪晶。由于直氟碳钙铈矿是钙铈氟碳酸盐系列矿物的一个端员组分，因此，对其多型和微孪晶的研究，有助于揭示该系列中间组分矿物多型和微孪晶的形成机理。     

α-石英晶体与刚玉晶体(0001)面腐蚀像的结晶学对称

晶体的腐蚀像是指晶面(或切面)在酸、碱溶液中被腐蚀后形成的具有一定形状的蚀坑。腐蚀像不仅可以揭示晶面及晶体的对称性,还可以揭示晶面的结晶学意义。本文对同属三方晶系,但对称型不同的α-石英晶体(点群32)和刚玉晶体(点群3m)的(0001)切面和晶面进行了腐蚀像的微分干涉显微镜(DIC)观察与研究。经研究发现,α-石英晶体(0001)切面的腐蚀像为等边三角形,与该面上出露三次对称轴的对称关系一致,等边三角形的三边分别平行于[0110]、[1010]、[1100]方向,即垂直于X、垂直于Y、垂直于U轴方向。该等边三角形腐蚀像与该切面边棱的方位关系表明在包含三次轴的方向上无对称面存在,与α-石英晶体的对称型是相符的。刚玉晶体(0001)晶面的腐蚀像亦为等边三角形,与该面上出露3次对称轴的对称关系一致,等边三角形的三边分别平行于[2110]、[1210]、[1120]方向,即X、Y、U轴方向。刚玉晶体(0001)面的腐蚀像与该晶面边棱的方位关系表明在包含3次轴的方向上有3个对称面存在,这3个对称面分别垂直于[2110]、[1210]、[1120]方向,即X、Y、U轴方向,与刚玉晶体的对称型相符。因此,同属于三方晶系同一单形平行双面{0001}的α-石英晶体与刚玉晶体(0001)晶面的蚀坑形态是一致的,均为等边三角形,但等边三角形腐蚀坑的方位不同,等边三角形腐蚀坑与边棱的方位关系反映该晶体的对称型特点。这一研究对认清三方晶系不同对称型矿物晶体(0001)面腐蚀像的对称关系,丰富同一晶系不同对称型矿物各面腐蚀像之间的关系研究具有理论与实际意义。     

产于吉林通化的日本双晶石英晶体群

1966年,作者在吉林通化二密铜矿的石英脉晶洞中发现一群罕见的日本双晶石英晶体群。 该日本双晶石英晶体群产于矿区花岗斑岩与石英闪长岩形成的破碎带的石英脉中,脉长30米,厚约1—2米。脉中发现9个残留-溶解型晶洞。日本双晶见于第5号晶洞,洞中共有石英晶体80块,其中就有日本双晶28块。石英晶体间被硅质胶结物、石英碎屑,粒状黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、白铁矿、方解石等细粒物所充填。日本双晶呈一对对高矮不一的山