桐柏矿的晶体结构测定

桐柏矿(Cr3C2)是我国1983年发现的新矿物,因当时实验条件所限仅进行了晶体学参数测定而未进行晶体结构测定。最近在西藏罗布莎蛇绿岩块铬铁矿矿床中又一次发现该矿物,并获得了适宜进行X射线单晶衍射分析的单晶颗粒。采用SMARTAPEX单晶衍射仪电子耦合探测器技术,对该矿物进行了晶体结构的精确测定。测得该矿物属斜方晶系,空间群为Pnam,晶胞参数为a=0.5525(2)nm,b=1.1468(4)nm,c=0.2827(1)nm,晶胞体积V=0.1791(1)nm3,得到了精确的Cr和C原子坐标及其它晶体学参数,单位晶胞内分子个数Z=4{Cr3C2},计算密度D=6.677g/cm3,结构测定精度R(I>2σ(I))=0.0361。测定表明,该矿物属过渡金属碳化物结构,金属原子Cr与C原子呈非等大球的密堆积,C原子与最近邻的6个Cr原子配位,呈三方柱配位多面体,三方柱之间以共棱和共面方式连接。两种[CCr6]三方柱中,Cr—C平均键长分别为0.2047nm及0.2083nm。本文对该矿物与其它类似的过渡金属元素碳化物的晶体结构进行了对比研究。     

核-幔物质晶体化学、矿物学及矿床学初探

大量的高温、高压实验表明随着温度和压力的增加 ,地幔氧化物及硅酸盐的晶体结构会发生与其温度和压力相适应的多型转变 ,并导致元素金属性的增加 ,即氧离子半径的缩小以及硅和其他阳离子半径的增大。来自地核部分物质的晶体化学及晶体物理目前还很少涉及 ,根据其物质组成 ,可能具有金属及金属互化物的性质 ,即原子呈等大球最紧密堆积 ,具有高熔点、难溶性等特征。在地球形成时作为地核物质是最先凝聚的 ,并由于重力分异沉入地核 ,上升至浅部时不与其他元素化合 ,保持了零价状态 ;等大球最紧密堆积使其在地球各层圈中晶体结构保持恒定。地幔热柱使核、幔物质上升至地球浅部成为可能 ,并形成矿物及矿床。以西藏罗布莎铬铁矿床为例 ,已经发现了多达 5 0种的铂族元素矿物、铁族元素矿物及其金属互化物 ,包括成分复杂多变的Os Ir ,Os Ir Ru ,Pt Fe ,Ir Fe Ni,Fe Ni Cr及Fe Co等矿物 ,它们还与来自核幔边界的Si,Fe ,FexSiy,FeO和SiO2 矿物共生 ,其中铂属矿物及其金属互化物矿物应视为来自E层的地核矿物 ;探讨了该区矿物与陨石矿物在共生组合方面的相似性 ,地核矿物的聚集可能会形成新型的金属元素矿床     

西藏罗布莎铬铁矿中发现的七种金属互化物新矿物

2005~2010年期间在西藏罗布莎蛇绿岩铬铁矿中发现了罗布莎矿、曲松矿、雅鲁矿、藏布矿、林芝矿、那曲矿和自然钛7种新矿物。它们分别属于过渡族元素(铁、铬和镍)、钨及钛的硅化物及碳化物和自然元素。这七种新矿物的矿物学数据已在国内外学术刊物发表。本文是对该区发现的金属互化物新矿物进行的摘要和综述。     

雅鲁矿：一种金属碳化物新矿物

雅鲁矿产于中国西藏曲松县罗布莎蛇绿岩铬铁矿山中(29°5′N, 92°5′E, 拉萨市东南约200公里处)。伴生矿物有金刚石、碳硅石、方铁矿、锇铱矿、铱锇矿(自然锇)、方镁石、铬铁矿等。与雅鲁矿伴生的金属碳化物有桐柏矿、陨碳铁矿、钛碳矿和曲松矿(IMA2007-034)。雅鲁矿及其伴生矿物都是从人工重砂大样中经选矿富集后得到的。该矿物为不规则粒状,粒径20~60 μm,钢灰色,不透明。莫氏硬度：5.5~6,性脆｛001｝解理完全,贝壳状断口。化学分子式为：(Cr4Fe4Ni)∑9C4, 或 (Cr, Fe, Ni)∑9C4。六方晶系,空间群：P63/mc, a=18.839(2), c=4.4960(9), V=745.7(2)3,Z=6,计算密度：7.19 g/cm3。雅鲁矿己被国际新矿物命名及矿物分类委员会(CNMMNC)批准为新矿物(IMA2007035),样品(M11650号)保存在中国地质博物馆     

柱撑粘土矿物材料的晶体结构和晶体化学特征

以铝基柱撑粘土矿物和钛基柱撑粘土矿物为例，讨论了柱撑粘土矿物材料的晶体结构和晶体化学特点，Al多核笼状阳离子基团的结构形式为1：12Keggin型离子，Ti多核笼状阳离子基团的结构形式为2：19Dawson型离子，两类笼状阳离子的直径均在1nm左右，前者的高度约为0．9nm，后者的高度约为1．4nm，经与粘土矿物层间阳离子交换后，择位固定在粘土矿物层间，由于多核笼状阳离子与粘土矿物硅氧四面体之间形成了较强的化学键，其具有不可交换性，铝基柱撑粘土和钛基柱撑粘土的层间孔道分别为1．2nm*1.2nm*1.2nm，和0.52nm*0.52nm*1.60nm。柱粘土矿物材料有很好的化学稳定性和耐热性，且又有一定的层间化学活性，可用于催化剂载体，由于它又具有选择性吸附能力，有望制造成新一代环保材料。     

钙钛矿族矿物的晶体化学分类和地球化学演化

钙钛矿族矿物是硅不饱和岩石 (如金伯利岩、黄长岩、似长岩、辉闪苦橄岩、单斜辉石岩和碳酸盐岩等 )中普遍存在的副矿物。它们的一般化学式为ABX3 ,其中A代表Na ,Ca ,Sr等 ,B代表Ti,Nb ,Fe3 +,Th等 ,X代表O ,F。钙钛矿结构是理想的等轴钙钛矿结构发生畸变而衍生出的正交和四方结构。自然界中产出的钙钛矿族矿物的化学成分可以用 7端员化合物来表示(即“钙钛矿空间”) ,但大部分落在斜方钠铌矿钠铈钛矿锶钛矿钙钛矿四元体系内 ,并明显受地质或热力学条件的控制。钙钛矿族矿物的一般成分演化趋势为 :狭义的钙钛矿→钠铈钛矿→铈铌钙钛矿→钙铌、铌钙和铌钠铈钛矿→ (等轴或斜方 )钠铌矿。此外 ,钙钛矿族矿物是碱性岩中主要的稀土载体矿物之一 ,它们表现出强烈的轻稀土富集。虽然在许多岩浆组合中钙钛矿是液相线上的稳定相 ,但在亚固相再平衡过程、交代作用和次生蚀变作用中 ,会被其它含钛矿物(如榍石、锐钛矿等 )所交代 ,形成特殊的组合结构     

豆荚状铬铁矿中微米级新矿物的发现及指示意义

向着地球深部进军是未来地质科学研究的战略目标之一,微区则是探寻深部地幔元素迁移和物质循环的关键。分子、原子级矿物的分析研究将在解密深部地幔物理化学条件、物质组成中扮演重要角色。蛇绿岩中豆荚状铬铁矿是微米级矿物的主要载体之一。近年来,随着单晶衍射仪、微区衍射和透射电镜等实验技术的发展和应用,在豆荚状铬铁矿中发现了一系列微米级矿物,为揭示地幔物质组成和演化历史提供重要信息。铬铁矿中发现新矿物的矿床包括中国西藏的罗布莎铬铁矿矿床和希腊中部Othrys矿床。其中,罗布莎铬铁矿矿床中发现包括罗布莎矿、林芝矿、那曲矿、藏布矿、雅鲁矿、曲松矿、自然钛、青松矿、巴登珠矿、志琴矿、经绥矿、康金拉矿及文吉矿在内的13种新矿物;Othrys蛇绿岩的Agios Stefanos矿床发现的新矿物有arsenotu? ekite、eliopoulosite、tsikourasite和grammatikopoulosite。这些新矿物以过渡族元素(Fe、Cr、Ni、Mo、V等)、钛的硅化物、碳化物、镍的磷化物等自然元素及金属化合物为主。它们多以矿物发现地或为地学研究做过卓越贡献的科学家名字命名。微米级矿物的发现拓展...     

蛇绿岩型铬铁矿床包壳纯橄榄岩中的流体过程印记:来自西藏雅鲁藏布江缝合带罗布莎和泽当岩体的地质学、岩石学和橄榄石晶体化学证据

岩浆型矿床一般认为是岩浆分异的产物,因为这类矿床通常缺乏强烈的近矿围岩蚀变。蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿被认为是一种典型的岩浆型矿床,流行的成因模型包括岩浆通道模型和熔体-岩石反应模型。深部晶体群的大量发现,表明铬铁矿成矿系统不是一种理想系统,而是至少由两类子系统组成的复杂性动力系统。因此,流行模型不再适用,必须构建能够整合新证据的成因模型。这类矿床的典型地质特征是具有从方辉橄榄岩围岩经包壳纯橄榄岩到铬铁矿石的分带,且包壳纯橄榄岩与铬铁矿之间为渐变接触关系,包壳纯橄榄岩与方辉橄榄岩之间既可以为渐变接触关系,也可以为截然接触关系或侵入接触关系。因此,阐明纯橄榄岩的成因是理解豆荚状铬铁矿形成机制的关键。西藏雅鲁藏布江缝合带中罗布莎和泽当两个代表性超镁铁质杂岩体的新观察揭示:(1)包壳纯橄榄岩的出露宽度变化于厘米级到百米级,但岩石具有均匀的细粒结构,流行模型难以解释;(2)包壳纯橄榄岩可以划分为至少两种构造类型:块状纯橄榄岩和片理化纯橄榄岩,暗示了纯橄榄岩形成过程的多阶段特点;(3)包壳纯橄榄岩主要由变晶橄榄石组成,仅含有少量由熔体或流体析出的橄榄石晶体;(4)与方辉橄榄岩相比,包壳纯橄榄岩中的橄榄石具有高MgO、Cr2O3、CaO和低MnO、Al2O3的特点,展示了矛盾的晶体化学特征;(5)邻近铬铁矿体的纯橄榄岩中常见反豆状结构,类似于多相稀释流体流体制中紊流产生的中尺度结构。上述看似矛盾的证据表明包壳纯橄榄岩的形成过程有大量深部流体的参与,因而流体过程可以作为构建一个新的整合模型的基础。据此,文中提出一个熔体-流体流模型,其基本机制是溶解-沉淀反应Opx+Fluid→Ol±Sp±Cpx±Pl±SiO2(fluid),而基本前提则是深部还原流体的持续供给和熔体-流体流的快速上升。此外,文中还表明,依据火成岩地质学、岩石学和名义无水矿物晶体化学证据也可以再造岩浆系统的流体过程。     

西藏罗布莎铁族元素金属互化物矿物及其成因探讨

对西藏罗布莎铬铁矿中的铁族元素金属及金属互化物矿物进行了X射线衍射测定,结果显示其归属于镍纹石、自然铁、钴铁矿及铁镍矿4种矿物。它们与超高压矿物方铁矿、铂族元素矿物等连生,形成于深部的高还原环境,矿物的化学成分与地核十分相近,故认为它们可能来自于地幔及地核。     

罗布莎矿的发现及铁的硅化物的晶体化学

0 引言 西藏罗布莎铬铁矿矿物学研究首先是由1981年在罗布莎和东巧两个地幔橄榄岩中发现了金刚石而引发的.1996～2004年,在地矿部地调局和加拿大NSERC资助下开展了"西藏超高压矿物群"的课题研究.     

我国矿物晶体结构与晶体化学研究进展及新成果(2000-2019)

矿物的晶体结构与晶体化学是矿物学的重要基础研究领域之一,21世纪以来,随着国家对地勘行业的重视,以及平面探测技术单晶衍射仪、微区、微量衍射等实验技术的应用与计算机软硬件能力的提高,我国矿物晶体结构与晶体化学研究得到飞速发展.矿物晶体结构测定与研究是伴随着新矿物的发现而发展的,新矿物的发现是矿物晶体结构研究的基石,又为新...     

Crystal structure refinement of hendricksite,A Zn- and Mn-rich trioctahedral potassium mica: A contribution to the crystal chemistry of zinc-bearing minerals

Summary The crystal structure of hendricksite, a trioctahedral mica of biotite type, characterized by high Zn²⁺ and Mn²⁺ contents has been refined by least square methods. The structural formula is: (K_0.89Na_0.10Ba_0.04)(Mg_1.57Zn_0.54Mn _0.40 ²⁺ Fe _0.25 ²⁺ Al_0.07Ti_0.07Cr_0.01)(Si_2.92Al_1.08)O₁₀ (OH)₂. The space group isC2/m and the cell parameters are:a=5.340(2) Å,b=9.524(2) Å,c=10.235(3) Å, =100.07(2)^o, the cell volume isV=497.98 ų. The final unweightedR=0.072. Average cation-anion distances in polyhedra are: T–O=1.659 Å, M(1)–O=2.093 Å, M(2)–O=2.088 Å, A–O_long=3.316 Å and A–O_short=3.004 Å; A is the alkaline cation. The rotation angle of tetrahedra is =6.7°. The analysis of electron densities, of the dimensions and distorsions of polyhedra shows that Zn²⁺ is exclusively in octahedral sites; there is no order between six-fold coordinated cations. A comparison between the structural features of hendricksite and those of the two main end-members of biotites, phlogopite and annite, is presented.The effect of the strong covalence of Zn–O bonds is particularly visible on the dimensions and orientations of the thermal ellipsoids of octahedral sites M(1) and M(2) which contain zinc. In all the published structures of trioctahedral micas, the ellipsoids of cationic sites are uniaxial positive, elongated parallel toc ^*. In hendricksite, this is observed only for the two zinc-free sites (T and A; in the octahedra M(1) and M(2), which contain zinc, the ellipsoids are approximately uniaxial negative, flattened parallel toa, which is a unique situation.Zinc which habitually favours the tetrahedral coordinations with oxygen, enters the octahedra only, i.e. the chemically anisotropic sites, in hendricksite. The strong polarizability of Zn²⁺ is proposed to explain this behaviour.An examination of the behaviour of Zn²⁺ in other compounds shows that this situation is general, zinc favours chemically anisotropic sites and specially those adjacent to OH or H₂O.

---

Affinement de la structure cristalline de la hendricksite, mica trioctaédrique potassique riche en Zn et Mn; une contribution à la connaissance cristallochimique des minéraux zincifères

Résumé On a affiné par moindres carrés la structure de la hendricksite, mica trioctaédrique de type biotite, caractérisé par une teneur élevée en Zn²⁺ et Mn²⁺. La formule structurale de ce mica est: (K_0m89Na_0,10Ba_0,04)(Mg_1,57Zn_0,54Mn _0,40 ²⁺ Fe _0,25 ²⁺ Al_0,07Ti_0,07Cr_0,01)(Si_2,92Al_1,08)O₁₀(OH)₂. Le groupe spatial estC2/m et les paramètres de la maille:a=5,340(2) Å,b=9,254(2) Å,c=10,235(3) Å, =100,07(2)°; le volume de la maille estV=497,98 ų. Le résidu final non-pondéré estR=0,072. Les distances cation-anion moyennes dans les polyèdres sont les suivantes: T–O=1,659 Å, M(1)–O=2,093 Å, M(2)–O=2,088 Å, A–O_long=3,316 Å et A–O_court=3,004 Å où A désigne le cation alcalin. L'angle de rotation tétraédrique, =6,7°, est très semblable à celui de la phlogopite. L'analyse des densités électroniques, des dimensions et distorsions des polyèdres montre que Zn²⁺ est exclusivement en coordinance octaédrique et qu'il n'y a pas d'ordre entre les cations hexacoordonnés. On présente une comparaison des caractères structuraux de la hendricksite avec ceux des deux principaux pôles des biotites, la phlogopite et l'annite.L'effet de la forte covalence de la liaison Zn–O est particulièrement visible sur les dimensions et orientations des ellipsoides d'agitation thermique des deux sites octaédriques, sites zincifères. Dans toutes les structures de micas trioctaédriques publiées, les ellipsoides des sites cationiques sont uniaxes positifs, allongés parallèlement àc ^*, ce qui s' observe effectivement dans les deux sites non-zincifères (T et A) de la hendricksite, par contre, dans les octaèdres M(1) et M(2), qui contiennent le zinc, les ellipsoides sont approximativement uniaxes négatifs, applatis parallèlement àa, ce qui est une situation unique.Le zinc, qui se fixe généralement en sites tétraédriques dans les structures de type oxyde, occupe les sites octaédriques, c'est-à-dire les sites chimiquement anisotropes dans la hendricksite. La forte polarisabilité de Zn²⁺ est proposée pour expliquer ce comportement.Un examen du comportement de Zn²⁺ dans d'autres phases montre que cette situation est tout à fait générale, le zinc privilégiant les sites chimiquement anisotropes et en particulier ceux adjacents à OH où H₂O.

     

钙钛矿-锶钛矿-钠镧钛矿体系化合物晶体化学的研究概况

钙钛矿—锶钛矿—钠镧钛矿三元系是钙钛矿族矿物的典型代表。常温常压下CaTiO3为Pbnm结构，但随温度增高可分别相变为I4／mcm和Pm3m结构；SrTiO3的稳定结构是Pm3m14／mcm相；Na／2Ln1／2TiO3的结构则随Ln代表的元素种类不同而有所差异。三个端员组分在压力下的结构变化均没有明确的结论。在三个二元系中，只有CaTiO3—SrTiO3体系研究较深入，并已给出了T-X相图。本从样品的合成实验及高温和高压原位测量等方面展望钙钛矿型化合物的晶体化学研究及其意义。     

强化开展地壳内部第二深度空间金属矿产资源地球物理找矿、勘探和开发

中国正处在快速工业化和经济腾飞的前夜,必须有大量各类金属矿产资源的支撵,当今国内却供给不足。供需矛盾日益尖锐,导致了对外依存度的不断增长。本文从这一前提和解决的途径出发,分析了金属矿产资源形成与聚集的深层过程和动力学响应、地壳深处金属矿产资源探查的科学依据与例证、地球物理方法和技术支撑。据此提出：①当今国家所公布的资源量系指第一深度空间（0-500m）找矿、勘探和开发的资源量,尚不能完全表征全国金属矿产资源量的全部;（多实施第二深度空间（500-2000m）金属矿产资源的找矿、勘探和开发已迫不及待;③在深部金属矿产资源的探查和开发中,必须依靠新的认识和新的理念,采用先进的、高精度的地球物理探测方法和技术,并建立起有自主特色的深部矿产资源探查理论、方法和技术体系。     

西藏罗布莎蛇绿岩豆荚状铬铁矿中镁橄榄石的晶体结构及其意义

在西藏罗布莎蛇绿岩块的豆荚状铬铁矿中，存在包裹体矿物镁橄榄石，这些镁橄榄石为无色透明多晶面形成的自形晶，Fo值可达到97－98，具富镁端员组分，选取一代表性颗粒的单晶进行X单晶和衍射分析，表明其为斜方晶系，空间群Pbnm，镁橄榄石晶胞参数,a,b,c以及M1－0和M2－0键长均小于地幔包裹体和一般地幔岩中橄缆中的对应值，测试出的晶胞参数与人工合成镁橄榄石的一致，镁橄榄石具有橄榄石族中已知最小的晶胞参数，据此推断它是在超高压环境下结晶的。     

Interactive effects of the type of milling media and copper sulphate addition on the flotation performance of sulphide minerals from Merensky ore Part I: Pulp chemistry

It is well known that the chemical environment determines the success of the flotation process, however its characterisation and control is difficult to achieve. This paper, as two parts, Part I and Part II, evaluates the use of various measurements and their interpretation to gain an understanding of the influence of varying parameters such as the type of milling media and copper sulphate addition on the flotation performance of sulphide minerals from a platinum group mineral (PGM) bearing Merensky ore. It shows the complexity of interpretation and the importance of analysing flotation performance holistically. Part I focuses on the pulp chemistry and mineral potential measurements have been used to show the differences in the response of the various mineral electrodes to different conditions. The final flotation recoveries of the sulphide minerals in the ore followed the same trend as the decrease in mineral potential due to collector addition viz. chalcopyrite > pentlandite > pyrrhotite. Type of milling media and copper sulphate addition slightly affected the mineral electrode potential and flotation recovery of chalcopyrite. Addition of copper sulphate increased the recovery of pentlandite and particularly pyrrhotite due to activation by copper (II) ions. The copper activation mechanism was likely to be in the form of initial adsorption of copper hydroxide followed by reduction to Cu⁺ at the surface. However, the changes in flotation performance of the different minerals in the ore could not be completely described by the electrochemical changes, demonstrating the limitations of these measurements. Part II addresses the effect of froth stability as demonstrated by the variations in the mass and water recovery data resulting from the different milling conditions and addition of copper sulphate which emphasised the importance of considering the froth phase in the evaluation of flotation data.     

陕西华阳川铀铌矿床中铀矿物的年代学与矿物化学研究及其对铀成矿的启示

本文在详细的野外地质工作基础上,利用场发射扫描电镜(FE SEM)结合能谱分析(EDS)与电子探针分析(EMPA)等手段对华阳川铀铌矿床中主要铀矿物的种类、共生组合关系及铀矿物的矿物化学与年代学开展了详细的研究工作。研究成果显示,铀主要以铌钛铀矿的形式产出,其次为晶质铀矿。晶质铀矿的矿物学研究和电子探针年代学研究结果显示,矿床中存在两期晶质铀矿年龄,早期晶质铀矿的化学年龄为~201 Ma(印支期 燕山期之交),形成于岩浆 高温热液体系,并伴随大量早期蚀变的铌钛铀矿产出,为矿床形成的主要成矿期;晚期晶质铀矿的化学年龄为~129 Ma(燕山期),形成于高温热液体系,与少量未蚀变的铌钛铀矿产出,仅占次要地位,可能是区域内强烈的燕山期岩浆热液交代早期铌钛铀矿后,淋滤出的铀再次沉淀的结果。结合区域地质关系,认为早期的铀成矿可能主要与(霓辉石)黑云母方解石碳酸岩脉有成因联系,是矿床形成的重要时期;晚期的铀矿物可能只是区域内燕山期的岩浆热液交代早期铌钛铀矿后,铀被淋滤带出后再次在有利部位沉淀的结果。因此,华阳川铀铌矿床可能是一个主要形成于印支期 燕山期之交,并被燕山期岩浆活动(叠加)改造的与碳酸岩脉有关的铀铌矿床。