沉积矿物学在古环境恢复中的应用进展

沉积矿物学是界于沉积学与矿物学之间的边缘交叉学科,它通过沉积物（岩）中矿物的组成、含量、组合特征、成因和单矿物化学成分、晶体结构、形态、性质的分析,研究沉积物在搬运、风化剥蚀、沉积过程和成岩过程中矿物的物理、化学行为特征．进而研究它们在时间、空间上的分布特征与规律,从而探讨物质来源、成因、形成演化历史与环境变迁等。近些年来沉积矿物学在研究古气候、物质来源、沉积环境、油气勘探以及构造演化中发挥着重要作用,成为古环境恢复与重建的重要研究手段之一。在阐述粘土矿物、重矿物、碳酸盐类矿物等的古环境意义的基础上,对其近20a来在湖泊、黄土、海洋古环境恢复当中的应用进展进行了回顾和评述。随着新的沉积矿物研究方法的不断出现和应用,结合沉积物的物理指标、化学指标以及古生物学等其他指标,沉积矿物学将在古环境重建中发挥越来越重要的作用,具有广阔的应用前景。     

铁矿物催化氧化技术在水处理中的应用

广泛存在于地下水中的各种有机污染物严重影响着水资源的安全利用,常见的水处理工艺对持久性有机污染物去除效果不够理想。近年来,天然含铁矿物作为催化剂,催化过氧化氢的化学治理方法对各种有机污染物去除效果显著。概述近年来主要含铁矿物、负载型矿物和纳米矿物材料催化过氧化氢在地下水有机污染去除中的应用,探讨了该领域的发展现状和存在问题,并对其应用前景进行展望。认为天然矿物材料具有成本低、在地壳中含量高、环境友好等特点,可用于多种有机污染物的去除与降解。但处理过程中,天然有机质的作用、纳米矿物材料的毒性和地球化学归宿问题应该做进一步研究。     

矿物法--环境污染治理的第四类方法

总结介绍了近10年开展环境矿物材料研究所取得的较为系统的研究成果。新提出环境矿物材料基本性能,包括矿物表面效应、孔道效应、结构效应、离子交换效应、结晶效应、溶解效应、水合效应、氧化还原效应、半导体效应、纳米效应及矿物生物交互效应等。展示环境矿物材料开发应用方面的崭新成就,包括利用天然铁的硫化物矿物强还原性,发明一步法还原Cr(Ⅵ)与沉淀Cr(Ⅲ)废水处理新工艺;利用天然锰的氧化物矿物强氧化性,发明处理高浓度与强污染的印染和酚类废水新方法;利用天然钛的氧化物矿物日光催化性,发明光催化降解卤代有机污染物新方法;利用天然蛭石高温脱水膨胀热效应,发明能大幅度提高型煤固硫率与除尘新方法;利用天然钙基蒙脱石低成本制备出同时防止水体与无机和有机污染物渗漏的自愈性强的填埋场衬层建造用新型防渗材料,发明生活垃圾尤其是危险废物填埋场衬层建造新工艺;发现凝灰岩与花岗岩中长石类矿物发育有良好的孔道结构,核素进入可发生固定化作用,成为有效阻滞核素迁移的天然屏障;利用天然纳米管状纤蛇纹石成功制备二氧化硅纳米管,接枝有机物可由亲水性变为疏水性;利用黄钾铁矾的胶体特征作为多金属矿山废石堆隔离防渗层,防止金属硫化物矿物氧化分解与矿山酸性废水污染等。着重指出今后环境矿物?     

矿物材料科学和非金属矿物资源的开发利用

矿物材料是指直接利用天然的矿物岩石(包括工业固体废物)或对其加工处理与合成而制成的材料,是矿物学和材料学相结合的产物。矿物材料具有一系列特殊的物理化学性质,在国民经济建设的各个部门和高技术领域有着广泛的应用。我国具有开发矿物新材料的许多有利条件,应大力加强这方面的研究与开发。     

滇东磷矿床中粘土矿物的研究

滇东磷矿床中粘土矿物分布比较广泛,在震旦系到寒武系各地层中均有分布。本文仅讨论下寒武统渔户村组中谊村段磷矿层夹层及顶、底板页岩中的粘土矿物。经化学分析、X射线衍射、红外吸收光谱分析、差热分析及电子显微镜分析,确定长区磷矿床中的粘土矿物主要是伊利石和伊利石/蒙脱石不规则混层矿物,其次为高岭石、变埃洛石,含少量海绿石。通过对混层矿物的研究,为本区矿物间的转化、沉积环境及成岩作用的探讨提供了重要的资料。     

贵州威宁麻窝山岩溶盆地沉积物中粘土矿物特征及其古气候指示意义

利用X射线衍射等分析方法,对贵州威宁麻窝山岩溶盆地沉积物中粘土矿物进行研究,获得了粘土矿物的组成、相对含量、结晶度指数、化学指数以及相对含量比值等方面的信息,探讨该盆地的沉积环境演化特征。研究表明,粘土矿物以伊/蒙混层矿物(30%~75%)和绿泥石(10%~45%)为主,高岭石(5%~20%)和伊利石(10%)次之,基本不含蒙脱石。伊/蒙混层矿物和绿泥石含量呈负相关性。高岭石含量在剖面底部较稳定,在484cm上部出现较大的波动。伊利石结晶度和化学指数与伊/蒙混层矿物含量具有较好的正相关性,且在第Ⅰ阶段相对于其它指标较敏感,出现波动。通过综合对比分析,将研究区剖面划分为4个阶段,其是3个冷暖干湿的大循环和若干个小循环气候环境的物质记录。     

两淮煤田石炭二叠系粘土矿物特征及其环境意义

应用差热分析，Ｘ衍射分析，透射电镜等测试手段，结合野外沉积环境，地球化学分析，对安徽两淮煤田石炭二叠系粘土矿物进行了系统的研究，主要粘土矿物有伊利石及其混层矿物，高岭石，绿泥石等，可划分为５种组合类型，即伊利石一伊／蒙混层一绿泥石组合，伊利石一伊／蒙混层组合，伊利石一伊／蒙混层一高岭石组合，高岭石一伊／蒙混层一伊利石组合的高岭石组合。不同的组合类型代表着一定的沉积环境和盆地水介质条件。其结构同其它     

土壤中14过渡矿物的特征及其地质意义

14过渡矿物是广泛发育的典型成土作用产物,其矿物学特征及含量变化不仅能记录成土时期的气候、环境条件,也可以作为这些土壤发生分类和类型区分的依据。通过对有关14过渡矿物研究成果系统全面的分析,阐明了这种过渡矿物的谱学特征、层间离子类型、鉴定依据及其成因,并在此基础上提出对14过渡矿物的鉴定实验流程。此外,高分辨透射电子显微技术的应用给14过渡矿物的研究提供了极大的保障,利用高分辨透射电子显微镜可以研究14过渡矿物的形成、转化关系。14过渡矿物对气候环境十分敏感,且形成于特征的干湿交替、适度的风化及弱酸性环境条件,因此,这种过渡矿物有望作为成土时期的气候环境代用指标。     

北京沙河-八仙庄地面沉降区粘土矿物分析

粘性土压缩层的粘粒含量和矿物成分是土层形变的微观信息,其分析研究有助于定性或定量了解地面沉降的范围、速率和幅度。在北京沙河-八仙庄地面沉降区内采集20个粉质粘土样品进行了X衍射实验分析,结果表明粘土矿物以伊蒙混层矿物为主,这样的粘土矿物组成有利于地面沉降的形成和发展。     

杀菌黏土矿物的研究进展与前景展望

黏土矿物具有特殊的层状结构与吸附性强、表面活性高、层间可交换阳离子丰富等理化特征,已被广泛应用于工业材料制造及环境修复等领域。而在医学领域,传统抗生素的滥用导致细菌的耐药性不断增强与全球流行,引发医学界对于现存抗生素有效性的担忧,开发新型杀菌药物迫在眉睫。尽管历史上已有黏土矿物缓解伤口脓肿、治疗消化不良及关节炎等病症的记载,现代分析技术的进步才使得研究者能够对黏土矿物及其杀菌机理进一步研究,从而深入挖掘其作为抗菌药物的潜在医学价值。近年来,国内外研究学者先后报道了黏土矿物自身广谱的杀菌能力,并指出其杀菌活性与矿物溶出的金属离子、其片层结构中赋存的活性铁、黏土表面带电性以及产生的活性氧基团(reactive oxygen species, ROS)等相关。另一方面,黏土矿物作为药物分子载体,可以增强杀菌药物的物理性能与杀菌活性,被广泛用于制备复合杀菌材料。本文综合近年来国内外研究团队对医药黏土的杀菌能力、过程与机理研究,探讨常见黏土矿物具备杀菌活性的必要条件与共性特征,简述黏土矿物作为有效载体所制备的杀菌材料,指明当前医药黏土矿物研发过程中存在的问题,为今后医药黏土研发提供些许建议。     

柱撑粘土矿物层间域的性质及其环境意义

柱撑粘土矿物是近年来胺国内外矿物学广泛关注的矿物材料之一。柱撑粘土矿物层间域是一个特殊的化学反应场所。本系统评述了氮氧化物、重金属离子、阴离子、肥料养分及有机污染物等环境污染物在柱撑粘土矿物层间域中的催化还原、吸附、脱附、控释及光催化反应机理，着重阐述了柱撑粘土矿物的层间域性质，讨论了它们的环境化学行为对环境的影响和意义。     

可可西里盐湖表层沉积物中粘土矿物的环境信息

通过对可可西里盐湖表层沉积物中粘土矿物的研究,以期获得近年来湖区的某些环境信息.研究结果表明:沉积物中的粘土矿物主要为伊利石和绿泥石,非粘土矿物主要为石英、方解石和长石以及少量白云石、文石、闪石和石膏等.样品中＜2μm的粘土矿物以伊利石和绿泥石为主,局部样品含少量有序伊/蒙混层.根据样品分布特点和粘土矿物的组合类型,将样品划分为3个区域:1区和3区的矿物组合为伊利石、绿泥石和有序伊/蒙混层;2区为伊利石和绿泥石,无伊像混层矿物.其中1区和3区样品的结晶度(IC)范围为0.41～0.59,均值为0.51;2区样品的结晶度范围为0.25～0.40,均值为0.34,明显低于1区和3区,说明2区样品中的伊利石具有更高的结晶度.样品的伊利石化学指数(CI)均小于0.5,表明该伊利石为富Fe-Mg伊利石,主要是物理风化作用的结果.伊利石和绿泥石作为主要粘土矿物反映了近年来整个湖区的环境以干冷为主,局部区域(1区和3区)出现的少量有序I/S混层矿物则指示在短期内曾经历过短暂的干湿交替环境.此外,在酸性介质条件下,少量伊利石发生弱水解作用导致晶格中的K+淋失,并转化为伊/蒙混层矿物,同时也降低了伊利石的结晶度.     

粘土矿物在催化裂化催化剂中的应用

粘土矿物在催化裂化催化剂中的应用表现在三个方面：(1)在无定形硅铝凝胶引入之前,活性白土的使用代表着一个历史阶段;(2)层柱粘土的研究是目前国际上活跃的新型催化材料前沿课题之一,层柱蒙脱石的制备研究是当前最有吸引力的研究方向,铝多核羟基金属阳离子或有铝参与的多核羟基双金属阳离子柱化剂的研究制备是当前主要研究课题,并有从制备单一铝多核羟 基聚合金属阳离子柱化剂向制备铝和其它元素的多核羟基聚合金属阳离子柱化剂的方向发展的趋势;(3 )在寻求新催化剂载体中,伊/蒙间层等矿物的层柱化显得尤为重要,用高岭土作催化裂化催化剂载体,在目前和将来的一段时间内仍将发挥重要作用,高岭土的成因、矿物成分、杂质含量、结构羟基的热稳定性以及物理性质等对催化特性均有影响,并有可能从中寻找到无活性载体。应加强催化剂 载体的矿物学特征与催化特性间的相互关系研究。     

Si/Al对水热法合成皂石结构特征的影响

皂石是一种2:1(TOT)型三八面体结构的层状硅酸盐矿物,具有优异的分散性、离子交换性、吸附性等物理化学性能,因此被广泛应用于化工、纺织、环境等行业。自然界中,皂石矿物资源比较少,且天然产出的皂石杂质含量较高,难以提     

贵州绿豆岩中粘土矿物特征及其成因探讨

本文应用Ｘ射线衍射、红外光谱、差热分析，电子显微镜、化学分析、沉积相分析等方法，详细研究了贵州早、中三叠世间绿豆岩及其粘土矿物组成，确定了贵州绿豆岩中主要粘土矿物为伊利石、蒙脱石、高岭和伊利石／蒙脱石混层矿物。由于各地沉积环境和成岩条件的差异，分别形成伊利石粘土岩、蒙脱石粘土岩和高岭石粘土岩。探讨了绿豆及其粘土矿物的形成机理，为绿豆岩的开发利用提供了系统的新资料。     

天然矿物材料在废水处理中的应用

利用天然矿物进行废水处理优势明显。当前,层状(粘土矿物)、架状(沸石)、链状(硅灰石)、岛状(电气石)硅盐酸矿物及锰的氧化物、氢氧化物和铁的硫化物在废水处理方面已有许多研究成果和成功应用的实例,其发展前景广阔。今后,有关金属矿的矿物学特征及其在环境净化中的应用、天然矿物应用条件和再生条件的研究工作应进一步加强。     

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。     

伊利石:一种前景广阔的新型粘土矿物材料

伊利石是一种富钾、高铝的层状含水硅酸盐矿物,是近几年来才逐渐受到重视的新型粘土矿物材料。不同品种的伊利石可分别用作陶瓷制品的原材料,造纸用涂布粒等。经改性后的活性伊利石粉可作为橡塑制品的填充料。以优质伊利石为原料制取钾肥,同时还可获得４Ａ沸石、净水剂等多种副产品。伊利石的深层次开发具有广阔的市场前景。     

天然矿物材料的多孔结构、结构组装和光催化性能

自然界存在丰富的多孔矿物资源,其孔隙结构使其具有良好的吸附性能,能够吸附聚集水体中的污染物(特别是有机污染物)。在分析天然多孔矿物的孔结构基础上,文中提出了结构组装的概念,即在多孔矿物中进行功能粒子组装,对多孔矿物进行表面修饰、微结构组装(如层状结构矿物的插层)。通过结构组装,在多孔矿物中引进功能粒子(如有光催化性能的TiO2 颗粒)。组装在天然矿物中的功能粒子能够降解聚集在其中的污染物,大幅度提高功能粒子的效果,提高光催化降解的功效,获得性能优异、成本低廉的天然矿物型有机污染物降解材料。此外,在同一矿物材料中复合小孔、中孔、大孔不同大小的孔结构,实现不同大小的孔径组装,也能够扩大光催化剂TiO2 的承载面积,提高吸附性能。经过结构组装的天然多孔矿物材料复合了吸附、光催化等性能,在环境治理特别是有机物污染降解方面有很好的应用价值。     

海南岛周边海域表层沉积物中粘土矿物组合及其气候环境意义

X射线衍射分析结果显示,海南岛周边海域表层沉积物中粘土矿物主要由伊-蒙混层矿物、伊利石、高岭石和绿泥石等组成,其含量分别为34.2%,27.3%,21.1%和17.4%。采用人工判别分区和Q型聚类分析分区相结合的方法,将研究区按粘土矿物的相对含量和分布水深,划分出3个粘土矿物组合区,各分区的矿物组合特点显示它们的赋存现状受控于各种粘土矿物本身的粒度、形态特征、水动力条件和水深等因素。在南海海域首次鉴别出有较高含量的伊-蒙混层矿物存在,根据前人对伊-蒙混层矿物、伊利石和高岭石所指示气候条件的研究结果和本研究区内这些表层粘土矿物的含量、组合特征,判断海南岛及周边区域1 500 a以来一直处于比较温湿的气候环境。