应用GF矩阵法研究方解石的正则振动

本文应用Wilson提出的GF矩阵法对方解石进行了正则振动分析。在Urey-Bra-dley简化力场条件下,作了E类振动的拟合计算,获得的力常数和计算频率分别为:K=5.40,H=0.38,F=1.83(md/A和v_3=1420,v_4=707(cm~(-1))。根据归一化位能分布,从理论上把v_3和v_4分别归属于键伸缩振动和弯曲振动。     

天然变石和提拉法合成变石的红外-拉曼光谱分析

合成变石的晶体结构、化学成分及宝石学特征与天然变石基本一致,常规宝石学检测方法很难区分。实验采用红外光谱仪和拉曼光谱仪测试分析,发现天然变石以2 800cm~(-1)~3 300cm~(-1) O—H伸缩振动和2 362cm~(-1) CO_2伸缩振动为红外特征吸收峰,而提拉法合成变石无此特征吸收;拉曼分析中,638cm~(-1) Be—O弯曲振动为天然变石的特征吸收,674cm~(-1) Be—O伸缩振动、708cm~(-1) Be—O弯曲振动、473cm~(-1) Al—O平移运动为提拉法合成变石的特征吸收;对天然变石与提拉法合成变石拉曼谱932cm~(-1)进行洛伦兹线性拟合,得到天然变石半高宽均在17.0cm~(-1)以上,而提拉法合成变石均在17.0cm~(-1)以下。     

河北青龙的氯黄晶研究

氯黄晶产于次生石英岩中,共生矿物有:石英、叶腊石、绿帘石、黄铁矿、一水铝石等。该矿物无色透明,无解理,晶形为四面体、立方体和八面体,常见聚形。矿物粒径多小于0.05mm。D=2.88±0.05,N=1.584±0.002。不溶于氢氟酸。氯黄晶的电子探针分析结果(%):SiO_2 24.21,Al_2O_3 55.22,MgO 0.06,Na_2O 0.04,CaO0.01,TiO_2 0.01,MnO 0.01,Cr_2O_3 0.02。阴离子组分化学分析结果(%):CO_2 0.21,H_2O~+10.38,F 6.89,Cl 2.65。矿物化学式为:Al_(13)Si_5O_(20)[(OH)_(14)F_4]Cl。矿物粉晶X射线衍射主要特征线条为:7.985(53)(111),4.185(65)(311),4.008(67)(222),3.182(18)(331),2.83(32)(422),2.673(100)双线(333,511),2.115(20)(533),2.003(29)(444).1.806(22)双线(731,553)。1.635(29)双线(660,822)。氯黄晶红外吸收谱带(4000—2000cm~(-1))主要是OH的伸缩振动,(1200—200cm~(-1))为四次配位的Al—O、Si—O的伸缩振动和弯曲振动以及6次配位的Al—O的振动。     

单晶菱锰矿的压缩性研究及方解石型碳酸盐的高压行为

碳酸盐矿物在地幔温压条件下的稳定性和结构变化对理解地球内部碳的存在形式、建立深部碳循环模型具有重要的指示意义。本文利用金刚石对顶砧装置,借助同步辐射X射线衍射和拉曼光谱技术,对天然菱锰矿单晶的结构稳定性和弹性性质进行了研究。结果表明:菱锰矿在压力达到~10 GPa时结构保持不变,但c轴方向的压缩性大于a轴。菱猛矿的等温状态方程参数为V_0=308.8(2)~3、K_0=104(1)GPa和K'_0=4(fixed)。[CO_3]~(2-)基团对称伸缩振动(ν_1)和平面内振动(ν_2)引起的拉曼峰分别位于1 087.9 cm~(-1)和720.5 cm~(-1),基团外振动峰(ν_3)出现在293.8cm~(-1),三者的拉曼位移均与压力呈良好的线性正相关关系,且外振动对压力的响应比内振动敏感。计算得到内振动的模式Grüneisen参数γ_(ν_1)=~0.29和γ_(ν_2)=~0.26,远小于外振动γ_(ν_3)=~1.57。进一步证明菱锰矿的压缩取决于[MnO_6]体积的减小而非[CO_3]~(2-)基团的压缩。结合前人的研究结果,本文对方解石型碳酸盐的弹性性质及其变化规律进行了总结。     

几种常见无水碳酸盐矿物的红外吸收光谱特征分析

使用岛津IRPrestige-21傅里叶红外光谱仪,采用波数范围为4 000cm~(-1)~400cm~(-1)的中红外波段,利用KBr压片法对11种常见的无水碳酸盐矿物进行分析研究,发现无水碳酸盐类矿物具4个基频振动带,为1 449cm~(-1)~1 392cm~(-1),750cm~(-1)~675cm~(-1),886cm~(-1)~835cm~(-1)和1 051cm~(-1)±。同时出现3 020cm~(-1)~2 972cm~(-1),2 892cm~(-1)~2 873cm~(-1)的倍频峰和2 520cm~(-1)~2 510cm~(-1),1 820cm~(-1)~1 785cm~(-1)的和频峰。文石族矿物的弯曲振动吸收峰随着阳离子质量的增大振动吸收峰向右偏移,方解石族矿物未见此变化。未发现振动吸收峰的变化与阳离子的离子半径间存在简单线形关系。根据基团频率可确定未知矿物的类别,同时收录矿物的标准图谱可用于对未知矿物的快速鉴定。     

人工合成图水羟砷铁矾的矿物学研究

图水羟砷铁矾是目前发现的存在于酸矿废水中的唯一的亚砷硫酸盐含铁矿物,其化学式为Fe6(AsO3)4(SO4)(OH)4.4 H2O。图水羟砷铁矾对研究酸矿废水中砷地球化学以及冶金含砷废水处理都具有重要意义。本文通过恒温水浴反应器合成该矿物,首次采用红外光谱和拉曼光谱对其表征,结果表明:位于770 cm-1处的红外特征峰来自矿物中As—O伸缩振动;位于609、663、512、455和365 cm-1处的拉曼特征峰分别来自矿物中As—OH不对称伸缩振动、As—OH伸缩振动(υ3)、AsO33-不对称弯曲振动(υ4)(512和455 cm-1)和O—As—O弯曲振动;光电子能谱结果表明矿物中As为+3价,不存在更高氧化态。低pH值和高硫酸根有利于矿物获得较好晶形;矿物在pH>3出现不谐溶解,首次测定矿物溶度积常数(Ksp)为107.7,标准吉布斯反应自由能(ΔG0f)为-3 605 kJ/mol。     

某些磷灰石矿物的红外吸收光谱

本文讨论了各种磷灰石矿物的光谱特征,氟磷灰石和羟磷灰石的光谱-结构关系及磷灰石中CO_3~(2-)和OH~(-1)离子的存在形式。在结构资料基础上,对氟磷灰石和羟磷灰石中的PO_4~(3-)离子进行了相关分析,给出了内模式的分配数目。碳氟磷灰石中的CO_3~(2-)离子的光谱与简单无水碳酸盐和氟磷灰石混合物光谱之间的差异表明,C0_3~(2-)离子以类质同象形式进入磷灰石结构中。磷灰石中的P_2O_5含量随CO_2含量的增加而降低,PO_4~(3-)离子的v_4带随CO_2的增加或减少而变化,这表明PO_4~(3-)与CO_3~(2-)离子之间存在密切的相关关系,CO_3~(2-)-PO_4~(3-)取代是类质同象置换的一种形式。羟磷灰石OH-OPO_3中的O-O距离和它的高温光谱证明,OH~(-1)离子以氢键形式存在。     

我国发现的硅灰石膏

本文硅灰石膏发现于我国河北省的符山,固镇和坡山等矿山。它以脉体穿入钙镁橄榄石夕卡岩中,呈纤维状集合体,有时形成六方针状晶体。平均粒度为0.05×0.05×2mm~3,No=1.513(±0.0015),Ne=1.471(±0.0015),比重为1.92(±0.02)。根据化学分析计算晶体化学式为:(Ca_(2.73)Mg_(0.23) Na_(0.03))[Si_(1.0)Al_(0.03)(OH)_(6.18)](CO_3)_(1.067)(SO_4)_(0.952)·10.86H_2O。红外光谱有17个吸收频带,其中1394,1100和756-672cm~(-1)分别指派给CO_3、SO_4和SiO_6的伸缩振动。DTA曲线表现有186℃及784℃两个吸热峰及804℃的放热峰。本区的硅灰石膏是低温下钙镁橄榄石的热液蚀变产物     

李时珍石—一种Zn硫酸盐新矿物

李时珍石是一种Zn硫酸盐新矿物,发现于我国青海省锡铁山铅锌矿床氧化带,化学分子式是ZnFe_2~(3+)(SO_4)_4·14H_2O。该矿物产于硬石膏裂隙或孔洞中,与粒铁矾、叶绿矾、自然硫、石膏、黄铁矿、石英等共生。晶体习性板状或板柱状。淡玫瑰紫色,玻璃光泽。硬度3.5,解理{010}近于完善。实测密度D_m=2.206(4)g/cm~3,计算密度D_c=2.201g/cm~3。偏光镜下无色,无多色性,2V(-)-47°;黄光中的折射率:α——1.522(2),β——1.568(1),γ——1.578(4)。空间群P(?),晶胞参数:a=6.477(1),b=15.298(3),c=6.309(1),α=90.20°(1),β=101.11°(1),γ=93.97°(1),V=611.9(1)(?)~3,Z=1。DTA曲线在119—156和740℃处有2个主要强吸热峰,在214,246,296和802℃处有4个弱吸热峰。TG曲线表明矿物在加热时,分阶段脱失结晶水,到310℃时,总失重量为30%。红外光谱在3351—3035和1131—997cm~(-1)处有2个主要吸收带;在1658—1651,667—537和484cm~(-1)处有3个次要吸收带。不同温度下测量的穆斯堡尔谱,由-Fe~(3+)离子的宽阔不对称单峰组成。     

2~100GPa压力下D_2O冰相变的低温红外吸收光谱研究

在2~100 GPa和12~298 K的温度压力范围内系统地研究了D2O冰Ⅷ以及冰Ⅶ-Ⅷ和Ⅶ-Ⅹ相变的红外吸收光谱特征。我们发现冰Ⅷ的伸缩振动(v1,v3)和转动振动(vR,vR′)的频率及其压力依赖与冰Ⅶ基本一致,但弯曲振动(v2)频率存在明显差异,在6 GPa压力以上时位于约1100 cm-1,较冰Ⅶ低约80 cm-1。在10 GPa压力以下,冰Ⅶ及冰Ⅷ的弯曲振动频率随压力升高而降低,显示出异常的软模行为,可以用结构弛豫来解释。在100 K温度以下,冰Ⅷ在74 GPa相变为非分子相的平动无序冰Ⅹ,该相变以转动振动(vR)向变形振动(vD)的转化为特征。所观察到的冰Ⅶ-Ⅹ相变的红外光谱特征可以用来确定Ⅶ-Ⅹ相变压力。在平动无序冰Ⅹ中,氢原子(H或D)沿氢键束缚O-H(D)···O轴的发生隧道效应,隧道效应使得围绕着一个氧原子可以形成由4个氢原子构成的四面体,从而导致红外活性的变形振动(vD)的产生。     

碧玺的充填处理

利用宝石显微镜、红外光谱仪、紫外-可见光谱仪等测试方法对一件充填处理的黄绿色碧玺样品进行测试研究,宝石显微镜下可见糖浆状流动构造,有时可见蓝色闪光;红外光谱见3056cm~(-1)处苯环的特征吸收峰,以及2965cm~(-1)、2925cm~(-1)CH_3、CH_2的反对称伸缩振动致和2872cm~(-1)附近CH_3、CH_2的对称伸缩振动,显示样品进行了环氧树脂的充填处理;紫外-可见光谱仪测试见绿色碧玺的红区普遍吸收。     

[BO_3]、[BO_4]的平衡几何构型和单电子性质的理论研究

本文利用分子轨道理论从头计算法(ab initio)、半经验的MNDO法、多重散射X_α方法(MS-X_α)对[BO_3]、[BO_4]阴离子基团进行了理论研究,计算了它们的平衡几何构型、伸缩振动力常数和振动频率、单电子性质(主要是四极耦合常数),取得了比较令人满意的结果。     

贵州水银洞金矿床成矿流体不混溶的包裹体证据

通过对水银洞金矿床中流体包裹体的观测和热力学参数计算,探讨了成矿流体不混溶的热力学条件。研究结果表明,该矿床石英中的流体包裹体分为H_2O包裹体、CO_2包裹体和CO_2-H_2O包裹体三大类,并以富含CO_2-H_2O包裹体为特征,CO_2-H_2O包裹体可进一步划分为富H_2O相CO_2-H_2O包裹体和富CO_2相CO_2-H_2O包裹体。加热时富H_2O相CO_2-H_2O包裹体完全均一成H_2O相;而富CO_2相CO_2-H_2O包裹体完全均一成CO_2相,而且二者的完全均一温度和完全均一压力一致,说明它们是同时期捕获的CO_2-低盐水不混溶流体包裹体组合。它们形成时的热力学条件是:形成温度236℃,形成压力324 bar(1bar=10~5Pa);共存两相流体密度:低盐水相0.900 g/cm~3,CO_2相0.314 g/cm~3;共存两相中CO_2的摩尔分数:低盐水相0.0376,CO_2相0.7337;水溶液含盐度w(NaCl)约为1.3%。     

研磨对文石红外光谱的影响

系统测试了研磨后溶洞文石和乌贼骨文石的FTIR光谱,首次发现文石晶体中CO3^2-基团的v2（面外弯曲振动）和v3（反对称伸缩）频率与研磨强度密切相关,随研磨强度增加,其最大频移值分别可达5.5cm^-1和11.7cm^-1,而对称伸缩振动v1和面内弯曲振动v4基本不存在频移现象.     

CTAB-Al复合改性蒙脱石的合成及表征

采用不同CEC浓度的CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)预先改性蒙脱石,然后再加入羟基铝离子柱撑液合成CTAB-Al-Mt复合物并利用X射线衍射分析?热重?化学分析及红外光谱分析,研究合成产物的层间结构特性,结果显示:CTAB在粘土中的加载量明显决定着CTAB-Al-Mt的层间距,铝含量。此外,在羟基铝阳离子进入粘土层间的过程中,部分层间的CTAB被置换了出来,从而引起Si(Al)—O,Si—O—Al和(M—O)Td伸缩振动波数的漂移。随着吸附水含量的减少,H—O—H弯曲振动(2ν)向高波数飘移,而O—H伸缩振动(ν1和ν3)向低波数漂移,这是由于H2O分子中的氢键较少所致。     

红石泉铀矿床铀的迁移形式及沉淀机制

红石泉矿床是以岩浆气成热液成矿作用占主导地位的复成因型铀矿床。根据热力学原理计算,初始含矿气成热液的pH值为5.29—5.58,Eh值为-0.323—-0.363伏。在初始含矿气成热液中,1g(aUO_2~(2 )/aU~(4 ))为11.46—12.74,mUO_2~(2 )/mU~(4 )为7.58×10~7—9.91×10~9,mUO_2(CO_3)_2~(2-)/∑U为83.4—96.7％,铀主要以UO_2(CO_3)_2~(2-)形式迁移。铀的沉淀是铀酰络离子UO_2(CO_3)_2~(2-)分解和铀酰离子UO_2~(2 )还原沉淀的统一的物理化学过程。压力减小,pH值增加、Eh值降低和铀浓度增大均有利于铀矿化。     

银灰色马氏贝海水珍珠的光谱学特征与颜色成因

结合红外光谱(FTIR)、拉曼光谱、紫外-可见光谱(UV-VIS)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术对市面上一种产自马氏贝的银灰色海水养殖珍珠进行了测试,并与白色马氏贝珍珠进行对比以研究其致色机理。红外测试结果表明,2种样品的珍珠质层中由[CO_3]~(2-)面外弯曲振动引起的吸收峰均存在明显蓝移现象明显;拉曼光谱显示银灰色样品中无类胡萝卜素或其它多烯化合物色素中由C=C和C-C伸缩振动引起的特征吸收峰;UV-VIS图谱显示银灰色珍珠在可见光区域存在475~555 nm的吸收谷,未见金属卟啉类色素吸收峰;LA-ICP-MS测试结果表明银灰色珍珠样品中Mg、Mn元素含量相对较高而Pb元素含量较低,结合光谱学测试结果,认为微量金属元素通过与蛋白质络合改变珍珠层微观结构是银灰色形成的主要原因。     

斜方氯砷铅矿在我国的首次发现

本文的斜方氯砷铅矿呈粗叶片状或粒状集合体产出。颜色绿黄到浅黄;解理面玻璃光泽,断口面油脂光泽;粉末淡黄白色;半透明。Hv=95.6kg/mm~2,摩氏硬度3.2。近于完全的(011)解理。比重7.1417(比重瓶法),7.36(计算值)。二轴晶、负光性,光轴角 2V=35—40°;双折射率低。化学分析结果:PbO80.21,CaO0.05,MgO0.007,(Fe,Mn)O0.601,ZnO0.01As_2O_3 12.28,Sb_2O_3 0.048,P_2O_3 0.039,Cl8.05,总和99.45。计算的化学式为(Pb_(5.92)Fe_(0.14)~(2 )Ca_(0.01))_(6.07)As_(2.03)O_(7.09)Cl_(3.91)。晶胞参数α=10.7936,b=10.7663,c=25.5601;Z=8。粉末衍射最强线为3.65(7),3.19(5),2.845(10),2.699(7),2.06(5),1.641(4),1.585(5)。红外光谱图包括388—605和700—842cm~(-1)两个主要吸收带和255—323cm~(-1)一个次要吸收带。     

红外光谱在铁镁硅酸盐矿物类质同象研究中的应用

本文通过对柘榴石、辉石、角闪石和云母等铁镁质矿物的化学成分、光学性质和其它物性及红外吸收光谱的研究,试图找出它们的内在联系,以便用于研究矿物的类质同象变化规律。所测的矿物红外吸收光谱为中红外4000～400cm~(-1)波段的谱带特征,一般认为该波段主要是表现为硅酸盐中阴离子团的振动区。 从1、2图中可以看出所测矿物的谱带特征,铁镁硅酸盐谱带基本可分为三个波段,第一波段1100—800cm~(-1)据G.R.Hunt,J.W.Salisbury(1974),提出的硅酸盐光谱振动模式,该波段均为O—Si—O,Si—O—Si的非对称伸缩振动区。所以它们共同特点     

302铀矿床成矿物理化学条件、热液来源和运移方向

流体包裹体研究表明,302铀矿床成矿温度210℃左右。矿化在温度降低的过程中发生。成矿期热液的盐度(平均3.02wt.％)相对矿后期(平均2.55wt.％)偏高,而密度(平均0.80g/cm~3)相对矿后期(平均0.90g/cm~3)偏低。热液压力不大,变化在5—30MPa之间。成矿热液富含CO_2和CH_4,为弱碱性(pH=6.97)Ca~(2+)-Na~+-K~+/Cl~--HCO_3~--F~-型富铀(2.2×10~(-3)mol)-热液,铀呈UO_2(CO_3)_2~(2-)的形式运移。氧同位素分析表明,成矿热液来源于大气降水。温度和浓度的空间变化显示热液由南向北、由深部向上部运移,F_6为导矿构造,与其相交的近南北向构造储矿。