硅酸盐辉石的晶体化学(下)

八面体层和四面体层间的连接在辉石中绝大多数阳离子的替换发生在八面体层内.这样的替换影响着层的大小,从而影响着与四面体链的连接.补偿错配的最显而易见的方法是O_3—O_3—O_3链的伸展和弯折.另外,也可以通过四面体的畸变或“偏离平面”的变形来调整(Cameron等,1973).后者的机理包括通过O_3原子远离和靠近含有O_3原子的平面的运动而使四面体变形.直到现在,还没有任何发表的资料讨论链拉直、四面体畸变、偏离平面的变形等在保持八面体层与四面体层间的连接上的相对重要性.涉及头两种机理的变化将在下面详细讨论,Ohashi和Finger(1974)报道了偏离平面的变形的增加与四面体链弯拆的增加密切相关.     

尼日利亚石—塔菲石—黑铝镁铁矿及相关系列矿物的晶体结构构筑原理

从氧原子最紧密堆积以及阳离子充填四面体和八面体空隙原理出发 ,以简单氧化物矿物最紧密堆积结构类型金绿宝石、尖晶石、铁钒矿为基础 ,深入讨论了复杂氧化物矿物最紧密堆积结构类型彭志忠石、尼日利亚石、塔菲石、黑铝镁铁 (钛 )矿等晶体结构构筑原理。以O表示全部为阳离子八面体配位的层 ;以T层表示阳离子八面体配位与阳离子四面体配位的混合层 ,其中T1表示阳离子八面体配位与一种方向阳离子四面体配位的混合层 ,T2 表示阳离子八面体配位与两种方向阳离子四面体配位的混合层。这类矿物晶体结构可用O、T1、T2 堆积方式表征 ,O层与T层交替排列。如 :彭志忠石 ( 6H)的晶体结构表示为…OT2 OT1OT1… ,塔菲石 ( 8H)的晶体结构表示为…OT2 OT1OT2 OT1… ,尼日利亚石 ( 2 4R)的晶体结构表示为…OT1OT2 OT2 OT1…× 3 ,等等 ;它们的晶体结构中既有尖晶石的…OT2 OT2 …晶体结构单位 ,又有铁钒矿的…OT1OT1…晶体结构单位。     

尼日利亚石类矿物的晶体化学研究及其意义

湖南省安化、临武、柿竹园等地区有一类含锡、镁、铁、锌、钛、锰、铝等多种元素的复杂氧化物矿物 ,它们是尼日利亚石、镁尼日利亚石 (彭志忠石 )等。本文从紧密堆积原理出发 ,深入探讨了尼日利亚石类矿物的晶体化学特征。它们的晶体结构可用O(阳离子八面体配位的层 )、T1(阳离子八面体配位与一种方向阳离子四面体配位的混合层 )、T2 (阳离子八面体配位与两种方向阳离子四面体配位的混合层 )堆积方式表征 ,O层与T层交替排列。尼日利亚石 6H的晶体结构表示为…OT2 OT1OT1… ,尼日利亚石 2 4R的晶体结构表示为…OT1OT2 OT2 OT1…× 3 ,等等 ;它们的晶体结构中既有尖晶石的…OT2 OT2 … ,又有铁钒矿的…OT1OT1…晶体结构单位。这类矿物研究在矿物学、宝石学、材料科学等方面有重要的理论和实际意义     

云母的命名

定义云母为层状硅酸盐。其结构单元由两个相向排列的四面体片（Ｔｓ）和夹于其间的一个八面体片（Ｏｓ）组成。这些片构成一个单元层,层与层之间被非水化层间阳离子（Ｉ）分开,其顺序是：非水化阳离子层、四面体片、八面体片、四面体片、非水化阳离子层、四面体片、八面...     

镁铝复合氧化物的水热转化机制

<正>水滑石(Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O,HT)具有类水镁石的八面体结构层,层间二价阳离子部分被三价阳离子取代使得片层带有一定的负净电荷,由其层间可交换的阴离子以平衡。根据二价、三价金属离子以及层间阴离子的种类和数量的不同,可组成一类阴离子黏土(多金属复合金属氢氧化物)。焙烧-复原效应(又称"结构记忆效应")是水滑石最为独特的性质,指水滑石焙烧后形成的复合金属氧化物(LDO)在水溶液中会重新水合构筑形成水滑石结构。早在21世纪90年代,有学者发现在玄武岩玻璃(主要成分为     

Al13-两性表面活性剂复合插层蒙脱石的合成与结构特征研究

蒙脱石是一种2∶1型层状硅酸盐粘土矿物,具有纳微米级粒径、大比表面积、层间可膨胀性等特点。由于其结构片层中的八面体或四面体中存在类质同象替代,结构层通常带有负电荷,自     

辉石的结构和化学变化

在最近15年内,对于地球、月球和陨石中的辉石,发表了近80个高质量的三维精细修正结构,大多数精细哆正结构都属于C2/c单斜辉石和Pbca斜方辉石,但也较好地提供了P2_1/c结构的资料,能用于第四种主要结构类型Pbcn辉石的资料是很少的。这四种空间群的结构拓朴学可以用平行于[100]的、由四面体——八面体—四面体“工字梁形”结构单元组成的理想化模型来描述。不同对称是相邻层中的八面体和(或)对称上不同的四面体链按不同堆积顺序所引起的。在所精细修正的全部辉石中,M1阳离子位置由六个氧配位,六个氧排列成一种规则的假八面体形状,M2阳离子位置由六、七或八个氧呈不规则的多面体配位;M2配位取决于占据该位置的离子半径大小,半径较大的阳离子,配位数通常较高。在几种Pbca结构中,BN面体链的03—03—03角≈136°,这种四面体链与伸直状态(03—03—03=180°)偏离程度最大。     

甘肃金昌红泉镁基膨润土属型分类

膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土类矿物。确定膨润土的属型,实质上是依据蒙脱石晶层间吸附阳离子的种类及其丰度。 (一) 蒙脱石吸附阳离子的主要原因 1.蒙脱石是属于一种2:1层状结构,即由二个硅氧四面体片夹一个铝氧八面体片构成的层状体。蒙脱石因四面体中Al~(3+)置换Si~(4+)和八面体中Mg~(2+)置换Al~(3+),使蒙脱石晶层间产生永久性负电荷,为了保持晶格电荷平衡,因而晶层间具有吸附阳离子和交换性阳离子的性能。     

基于第一性原理的Si掺杂磁铁矿稳定性研究

磁铁矿中出现的杂质元素及其赋存形式具有很好的环境指示意义。Si是磁铁矿中常见的杂质之一,尽管Si与Fe在离子半径、化合价、置换能量效应等方面均存在较大差别,但无论磁铁矿的原位成分数据还是湿法化学分析数据均表明,磁铁矿中含有一定数量(热液环境中生成的磁铁矿晶体的SiO₂的质量分数可达6.19%)的Si。为探究Si在磁铁矿中是否能稳定存在及其具体存在位置,在VASP中建立Si在磁铁矿中不同位置的模型,然后利用密度泛函理论第一性原理计算Si在磁铁矿晶体中不同位置的形成能,以此判断Si在磁铁矿晶体中的稳定性。结果表明,Si替代磁铁矿八面体中心的Fe的掺杂形成能为-4.13 eV,替代四面体中心的Fe的掺杂形成能为-3.85 eV。值得注意的是,1个磁铁矿原胞内2个Fe³⁺(四面体中心)全部被Si替代的形成能为-8.87 eV。从掺杂形成能的角度来看,Si在磁铁矿四面体及八面体的中心位置均可存在,但Si代替四面体中心位置的全部Fe³⁺得到的结构最稳定。     

凹凸棒石与酸反应纳米尺度研究——反应机理和表面积变化

利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和BET-比表面积分析(BET-SSA)技术调查了沉积型凹凸棒石与酸作用过程中形态和比表面积变化,并探讨了凹凸棒石与酸反应机理。对不同条件下凹凸棒石与酸反应产物纳米尺度观察表明,凹凸棒石的酸溶反应既表现出棒状晶体端部四面体和八面体一致溶解,也表现出柱面位置四面体和八面体不一致溶解。纳米尺度观察揭示出凹凸棒石与酸反应机制是质子从外表面扩散渗透,而不是质子从晶体孔道的渗透,反应速率主要受穿过酸溶产物硅酸层扩散速率控制。凹凸棒石的酸溶反应过程中,酸处理凹凸棒石的纳米孔结构现象与柱面位置四面体硅局部溶蚀有关。酸处理凹凸棒石比表面积增加归因于凹凸棒石中八面体不均匀、不连续溶解和局部四面体硅的溶蚀导致凹凸棒石孔道开放和直径扩大,从而使N2分子更多的进入凹凸棒石的孔道。部分八面体残留对四面体片起支撑作用,当凹凸棒石中八面体阳离子近于完全溶解时,四面体片失去支撑,结构塌陷,内孔孔道消失,比表面积再度下降。     

偏岭石结构研究

用广角度X射线散射 (WAXS)和由它得到的径向分布函数 (RDF)研究了偏岭石的结构。偏岭石是一种以非晶组份为主的部分有序的中间序性物质。构成偏岭石的结构单元是四面体 [MO₄ ](M =Si,Al)和八面体 [AlO₆](O =O,OH)。偏岭石结构中近邻四面体与四面体共顶连接构成M-O层,八面体与八面体共棱或共面连接构成Al-O层;而四面体与八面体通过不规则的共顶连接构成近程层状结构。它的近程结构将不随序性或结晶性变化。它的微结构及其随热处理温度的变化主要决定于结构基元之间的关系和序性。偏岭石是结构不同于变高岭石的一种粘土.     

高岭石层面羟基的硅烷嫁接改性机理

<正>高岭石[Al2Si2O5(OH)4]是一种1∶1型的层状硅酸盐矿物,其结构单元层由一层[SiO4]四面体片和一层[AlO6]八面体片组成,因此高岭石片层具有两种不同性质的表面:硅氧烷底面和羟基底面。高岭石的羟基底面为硅烷嫁接提供了场所,通过八面体片上的羟基与有机硅烷发生缩合形成Al-O-Si共价键,嫁接后的高岭石材料较之     

波伏棱（Povlen）型羟基纤蛇纹石的谱学研究

波伏棱型羟基纤蛇纹石是波伏棱型纤蛇纹石矿物的新变种,本文报导它的吸收光谱、红外光谱、穆斯堡尔谱、电子顺磁共振谱和核磁共振谱。 研究表明,吸收光谱是Fe~(3 )和Fe~(2 )的晶场跃迁以及Fe~(2 )→Fe~(3 )的荷移跃迁引起的;红外光谱是OH和Si-O的伸缩振动、OH转动以及Mg-O和Si-O的弯曲振动引起的;穆斯堡尔谱是Fe~(2 )_(八面体)、Fe~(3 )_(八面体)和Fe~(3 )_(四面体)引起的;电子顺磁共振谱是Mn~(2 )_(八面体)、Fe~(3 )_(八面体)和Fe~(3 )_(四面体)引起的;核磁共振谱是管道水,镁八面体和硅氧四面体上的OH引起的;矿物加热到825℃时,结构开始破坏并出现镁橄榄石相。 此外,本文还解释了该蛇纹石颜色的本质,阐明了上述过渡金属离子和OH在该矿物中的结构环境。     

酸化对蒙脱石成分和结构影响的研究

通过对高州蒙脱石及其酸化产物的X射线衍射、化学全分析、魔角旋转核磁共振谱（MASNMR）的研究发现,酸化导致蒙脱石成分和结构都发生一定程度的变化,特别是魔角旋转核磁共振谱研究发现,高州蒙脱石分别在八面体片和四面体片中存在六配位铝和四配位铝;其酸化产物由于八面体片内脱羟基,新出现了一类四配位铝。蒙脱石酸化后物化性能的改善至少与酸化引起的层间域中离子交换、八面体片内阳离子溶出及八面体片内脱羟基等因素有关。     

Fe—Mn—Co—Cu体系尖晶石的结构和红外辐射特性

采用XRD、SEM／EDAX、IR等测试方法研究了Fe2O3-MnO2-Co2O3-CuO体系的结构及其形成过程，测试了该体系的红外辐射性能，分析了该体系的结构特征与其红外辐射特性的关系。研究结果表明，高温合成过程中过渡金属氧化物形成立方尖晶石固溶体。尖晶石结构的四面体位置主要分布有Fe^3 、Mn^2 、Cu^2 等离子，八面体位置主要被Mn3^ ,Co^3 ,Cu^2 ,Fe^2 ,Fe^3 等离子占据。体系组成的变化对过渡金属离子在四面体位置和八面体位置的分布状况产生影响。由于在四面体位置和八面体位置上均存在多种过渡金属离子，Fe-Mn-Co-Cu体系立方尖晶石固溶体在2．5－25μm波段内具有较高的红外辐射率。     

安徽巢湖三叠系东马鞍山组鸟眼构造成因研究

鸟眼构造是碳酸盐岩地层中一种特殊的构造,指示潮上-潮间带沉积环境。安徽巢湖地区三叠系东马鞍山组底部普遍发育一层鸟眼构造,但对其矿物学、地球化学特征及成因还缺乏基本的认识。通过光学显微镜、粉晶X-射线衍射(XRD)、拉曼光谱分析及LA-ICP-MS原位微区元素含量测定等方法,对东马鞍山组鸟眼构造的矿物学及元素地球化学特征进行探究。结果表明:鸟眼内部矿物组合以方解石为主,石英及黏土矿物含量较低,方解石晶粒较大且由核部到边部晶粒逐渐变小,富集Sr、REE等离子半径较大的元素;基质矿物组合以白云石为主,石英及黏土矿物含量多于鸟眼核部,有机质含量较高,主要富集Fe、Cu、Ti等离子半径较小或不易迁移的元素。这些综合信息反映了巢湖东鞍山组鸟眼构造是由成岩阶段基质白云岩化析出Ca,在沉积有机质分解聚集形成的气泡孔洞中重新沉淀形成方解石而成。     

稀土元素的地球化学、矿物学及矿床学上的若干特征

一、稀土元素的地球化学特徵稀土元素是指周期表上原子序数从57到71的十五个元素而言。“稀土”一詞源出于拉丁文Terrae Rarae。当时对“稀”的理解是指在自然界中提取这类元素的矿物很少,而所謂的“土”则是指元素的成盐氧化物成土状,有如土族元素氧化物。所有稀土元素的原子結构都很相似,因之它們在化学和物理性质上也都十分相近,統称为镧族元素或稀土金属。周期表中与稀土元素同属于第Ⅲ族的钇,往往与稀土元素共同存在于一些矿物中,并具有着大致相同的地球化学特性,而钇的离子半径、盐基性、盐溶解度等許多化学性质皆具有镧族收縮現象,因而元素钇也就有条件地被列入稀土元素之中。稀土元素原子結构的特点是电子层的外两层(O层与P层)的电子数是相同的,排列情况也是近似的。     

溧阳叶蜡石岩的物化性能及工业利用

叶蜡石为一种含铝硅酸盐矿物。晶体结构属2:1型最简单的二八面体端员矿物,其结构单元由上下两层 Si—O 四面体层组成。每个四面体层顶端的氧都指向结构单元层的中央,并与八面体所共有。层间结合是靠弱的范德华键连结,因此层内结合很强,层间结合很弱,容易解离成薄片。该矿物不像其它粘土矿物具备离子交换性能。它层内离子极少置换,因其层单胞电荷数近于零,且层内无吸引的阳离子,以区别其它粘土矿物。溧阳叶蜡石岩具多组分,主要成分以叶蜡石为主,其物化性能如下所述:一、漂阳叶蜡石岩化学性质叶蜡石的化学式:Al_2O_3·4SiO_2·H_2O。化学组成:Al_2O_3:28.3%;SiO_2:66.7%;H_2O;5%。溧阳叶蜡石岩按矿石类型划分,其化学组成(表1)。     

论尖晶石族矿物结构的转变

尖晶石族矿物结构的特征是;氧离子作立方最紧密堆积、阳离子占据八分之一的四面体空隙和二分之一的八面体孔隙。若将四面体位置叫做A位、八面体位置称作B位,其化学计量通式应为AB_2O_4。所有尖晶石族矿物都含有两种不同的阳离子,至少是两种价态的同种阳离子,其比例是2:1,根据含量较多的那种阳离子的分布,尖晶石结构又被划分为正尖晶石型和反尖晶石型,若较多的那种阳离子全部分布在八面体位置,则称之为正尖晶石型;若其平均分布     

江西武山铜矿田块状硫化物矿床的构造控矿机制及地球化学特征

武山铜矿田块状硫化物矿床的层滑断裂系控矿机制,归结起来,就是在成矿构造圈闭中的优性面控矿。它有3个主要特点:(1)成矿定时性;(2)赋矿定位性;(3)控矿构造定性性。“优性面”是物理、化学、力学性质有显著差异,并有利于成矿的分划性结构面,它是构造、岩相和矿体三者的有机结合体。矿床的构造地球化学特征,反映了主要特征元素在控矿断裂带内的迁移趋势:离子半径小的硅、铁、镁和铝在断裂带中心富集,离子半径大的钙、钾和钠则远离中心。