橄榄石有序度的X射线粉晶测定法及其应用

一、序言橄榄石是与铬铁矿成因有关的主要造岩矿物,其中Fe~(2+)的有序—无序分布与矿物形成条件和矿物结晶后的冷却历史有关。为此,七十年代以来不少学者对橄榄石的有序—无序问题进行了探讨。Bancroft Gibbs & Smith (1968)采用X射线单晶结构分析,认为橄榄石中Fe~(2+)的分布是无序的,伯恩斯(1971)通过电子吸收光谱的测定,表明Fe~(2+)在M_2位稍有富集;(?) (1972)用穆斯鲍尔谱分析测定橄榄石的有     

橄榄石中铁有序度的穆斯鲍尔谱学研究

橄榄石是与铬铁矿成因有关的造岩矿物之一,为探讨铬铁矿的成因,有必要对橄榄石中Fe~(2 )的有序、无序分布进行研究。本文用穆斯鲍尔谱学研究了与我国陕西松沟铬铁矿共生的橄榄石中Fe~(2 )在八面体配位位置上的分布,为该矿物形成条件的探讨提供一定的信息。实验是在电磁推动的等加速度穆斯鲍尔谱仪上进行的。实验装置作透射几何安排。从样品透射的γ射线,由一个端窗形的流气式正比计数器接收后,送入多道分析器以多路定标方     

高铁铁橄榄石及其晶体结构

高铁铁橄榄石(ferrifayalite)是富含Fe~(3 )的硅酸盐矿物,产于我国辽宁省似鞍山式磁铁矿矿床中。它在矿石中分布不均匀,多呈条带状产出,含量一般低于磁铁矿,有时含量可高达10％,晶体主要呈他形粒状,粒径0.25—0.7毫米,个别达1毫米。黑色,半金属光泽,条痕为黑褐色,(100)解理清楚,(010)解理不清楚。有中等磁性,具中等电磁性,硬度5.5—6.5,比重3.967。在偏光镜下不透明,反射光下为灰色,非均质,双反射清楚,折射率是由反射率换算的,在‖解理时N_(546)=2.03±0.04,N_(589)=2.01±0.04;⊥解理时,N_(546)=2.04±0.04,N_(589)=2.03±0.04;重屈折△_(546)=0.01,△_(589)=0.02。化学成分简单,较稳定,Fe_2O_3含量高,可达45.1％,结晶化学式为Fe~(3 )Fe_2~(3 )[SiO_4]_2。该矿物属单斜晶系,空间群为C_(2h)~5—P2_1/b。a=4.808,b=10.171,c=5.824,α=90°。粉晶强谱线有:3.488(10),2.774(9),2.521(10),2.405(7),2.246(7),1745(8)等,线条有弥散现象。差热分析曲线上700℃处有一放热峰。红外光谱在460—620频率段为SiO_4为变形振动,840—1120频率段为SiO_4的伸缩振动。单晶结构分析系用等倾斜魏森堡多重胶片法按橄榄石定向,共收集了0kl—2kl,hk0—hk2,h0l七套照片,246个非零独立衍射点。照片上显示出V_h—D_(2h)—mmm劳埃对称,因为在[010]方向的魏森堡图上见到约40％的h l=2n 1弱衍射点以及在P(VW)原子间向量投影图上没有P(OW)的哈格峰,这就证明晶体中不存在橄榄石空间群D_(2h)~(16)—Pbnm中的n滑移面和m对称面。所以确定唯一空间群C_(2h)~5—P2_1/b。各种原子的坐标参数是根据结晶化学原理和原子间向量投影图确定的R_(okl)=0.23,R_(hko)=0.21。晶体结构分析表明,高铁铁橄榄石是一具有序缺席橄榄石结构型的独立矿物,在结构上具有橄榄石结构的某些相同特征,包括一个相同的四面体方位,但所不同的是以公用稜连结的八面体直链代替了锯齿状链。Fe~(2 )位于对称中心1上。但本矿物在(0,0,1/2)及(1/2,1/2,1/2)对称中心位置上Fe~(2 )作有序空缺席来实现。矿物的解理、硬度、光性等物性在结构上都得到合理的解释。作者对高铁铁橄榄石结构分析时发现该矿物与铁橄榄石之间存在一个Fe~(3 )代替Fe~(2 )的异价类质同象系列的问题。Fe~(2 )被Fe~(3 )按其xFe~(2 )换2/3xFe~(3 )的方式所代替,因此在一些等值结构位置上形成空缺,当空缺位置由无序缺席代替变为有序缺席代替时,其结果必然导致晶体结构由高对称变为低对称。高铁铁橄榄石就是这种量变到质变的产物。它属于不完全的类质同象系列。按元素周期表对角线发展的类质同象代替规律,作者认为也适用于过渡元素的异价离子间的置换,从高铁铁橄榄石这一事实与在其他硅酸盐矿物中所观察到的情况是一致的。根据矿物的化学成分、物理性质及晶胞大小与I. W.金兹堡等人所报道的含MnO_2Ferrifayalite比较,本文作者认为二者可能属于同类矿物,但他们认为该矿物是由锰铁橄榄石 Fe_2O3、 SiO_2三个物相所组成的非独立矿物,他们推测该矿物的结构与本文显然是不相同的。     

矿物穆斯堡尔谱学研究动态

穆斯堡尔效应(Mbssbauer effect)是一种无反冲的核γ射线的共振吸收现象.自六十年代初发现~(57)Fe的能量为14.4Kev的γ射线无反冲共振吸收后,在物理,化学等部门逐渐得到广泛的应用.由于铁在地壳中分布非常广泛,多数矿物都含有铁,所以六十年代中以后,Fe穆斯堡尔效应应用于矿物研究,十多年来发展很快,到现在,Fe穆斯堡尔效应已成为矿物研究的一种重要工具.新近矿物穆斯堡尔谱学研究有如下几个方面:1.用穆斯堡尔方法测定矿物中阳离子位置分布矿物中阳离子位置分布和有序—无序现象是矿物学研究的重要课题.穆斯堡尔方法,为研究矿物中Fe~(2+)—Mg~(2+)位置分布及有序—无序现象提供一种简便而有效的方法,并将     

深源包体橄榄石的穆斯鲍尔谱

玄武岩所携带的二辉橄榄岩包体被看作是来自上地幔的物质,橄榄石又是包体中主要造岩矿物之一。通过橄榄石Fe~(2 )有序度的研究,期望对包体复杂的热历史提供某些信息。 本文所采用的镁橄榄石——贵橄榄石(Fa 9.6—14.3)样品取自河北万全、云南马关、江苏六合及福建陇海牛头山的尖晶石二辉橄榄岩包体。除马关样品产于火山角砾岩以外,其     

镁铁橄榄石系列的高压合成及其X射线衍射和红外光谱研究

橄榄石是上地幔的主要造岩矿物,也是陨石和月岩的重要矿物成分。研究镁铁橄榄石系列矿物,对探讨岩石圈和行星的物质演化、陨石的形成条件等具有重要意义。本实验在30kbar和1000—1200℃的含水条件下,由等化学计量的氧化物合成了从镁端员到铁端员的镁铁橄榄石完整系列矿物共五个样品。并对它们进行了X射线粉晶衍射、化学分析和红外光谱研究。结果表明随Fa值的增加,其晶胞参数呈连续地线性增加,并且有很好的相关关系:a=4.746+7.64×10~(-4)Fa(r=0.999);b=10.172+3.03×10~(-3)Fa(r=0.999);c=5.967+1.03×10~(-4)Fa(r=0.998)。r为相关系数。另外,随Fa值的增加,红外吸收频率降低,也存在着很好的线性相关关系。这表明镁铁橄榄石系列是完全固溶体系列,与镁铁置换有关,与阳离子的占位无关。这表明在合成的橄榄石结构中镁铁的分布基本上是无序的。而镁铁的质量、离子半径和负电性的差异是引起上述参数规律性变化的原因。红外光谱带的分裂则是橄榄石矿物结构中位置对称性降低的必然结果。     

莱河矿的晶畴双晶构造及其结构的再研究

莱河矿,作为一个含Fe~(3 )和Fe~(2 )的正硅酸盐新矿物,其矿物学研究和晶体结构分析的初步结果,于1976年作了报导。当时,我们曾以斜方晶系,空间群为Pb2_1m的统计晶胞描述了它的晶体结构,即相应于铁橄榄石具有中心对称的M_1位置上,Fe~(2 )以1/2左右的含量作统计分布。 稍后,中国地质科学院地矿所等单位以“高铁铁橄榄石”的名字,也发表了该矿物的结     

深成岩石和同源岩石的岩相标志——日本岛弧东北部岩手火山和利尻岛火山的某些火山岩中橄榄石和铬尖晶石间成分关系

橄榄石和铬尖晶石一般形成于原始岩浆早期沉淀相与可能是残留物质的地幔橄榄岩主要相内。地幔橄榄岩中橄榄石类的镁橄榄石(Fo)含量和铬尖晶石的Cr/(Cr+Al)原子比(=Cr~*)在Fo—Cr~*面中构成了一条狭窄的带(图1),该带称为“橄榄石—尖晶石地幔列阵(Arai,1987b)。橄榄石-尖晶石地幔列阵富Cr~*的一半和贫Cr~*的一半分别由二辉橄榄岩和方辉橄榄岩组成。很可能橄榄石-尖晶石地幔列阵是一些未亏损的橄榄岩(贫Fo和Cr~*的二辉橄榄岩)在连续岩浆萃取作用期间,残留下来的地幔尖晶石橄榄岩(Jaques和格林,1980;Arai,1987ab)。橄榄石和铬尖晶石一般形成于原始岩浆早期沉淀相与可能是残留物质的地幔橄榄岩主要相内。地幔橄榄岩中橄榄石类的镁橄榄石(Fo)含量和铬尖晶石的Cr/(Cr+Al)原子比(=Cr~*)在Fo—Cr~*面中构成了一条狭窄的带(图1),该带称为“橄榄石—尖晶石地幔列阵(Arai,1987b)。橄榄石-尖晶石地幔列阵富Cr~*的一半和贫Cr~*的一半分别由二辉橄榄岩和方辉橄榄岩组成。很可能橄榄石-尖晶石地幔列阵是一些未亏损的橄榄岩(贫Fo和Cr~*的二辉橄榄岩)在连续岩浆萃取作用期间,残留下来的地幔尖晶石橄榄岩(Jaques和格林,1980;Arai,1987ab)。相对原始的岩浆在Fo—Cr~*面有各自的分异趋势,分异是在橄榄石-尖晶石地幔列阵上或其附近开始的(Arai,1987a)。Fo—Cr~*面分异趋势开始的这些点上或其附近,橄榄石-尖晶石地幔列阵上的橄榄岩可能是原始岩浆残留的对应物。换句话说,Fo-Cr~*面上原始岩浆的分异趋势是在其残留橄榄岩上或其附近开始的。因为在物理条件如果没有多大变化的情况下,某些原始岩浆的残留相和最早沉淀相在化学成分上几乎是相同的。岛弧玄武质岩浆经过萃取之后,残留物质会是什么样的橄榄岩呢?Tatsumi等(1983)的实验已经表明日本岛弧东北的原始拉斑玄武岩可能与一些地幔方辉橄榄岩相应,而原生高铝和碱性橄榄玄武岩则可能与一些地幔二辉橄榄岩相应。我们想从日本岛弧东北地幔橄榄岩(=橄榄石—尖晶石地幔列阵)与第四纪火山的玄武质和安山质岩浆中橄榄石和铬尖晶石间的成分关系来探讨这个问题。我们选择了岩手火山和利尻岛火山进行研究。前者是火山前缘附近的典型火山之一,产岛弧拉斑玄武岩(Onuma,1962;Nakagawa,1987)。后者是利尻岛和大岛—大岛火山对之一,产碱性橄榄玄武岩(Katsui,1953;Katsui等,1979),位子俯冲洋板块之上约300公里。岩手火山岩的大量化学分析资料可参阅Onuma(1962)的著作,而利尻岛火山则可参考Katsui(1953)和Matsui(1967)的。岩石描述岩手火山的玄武岩和安山岩:我们测了1801、1802和1803三个样品。1801号采自Onigajo脊,属于Onuma(1962)的Onigajo熔岩流或Nakagawa(1987)的Onigajo火成碎屑岩。1802和1803采自Kurokura山以东,Ubakura山以西之间的鞍部,可能属于Onuma(1962)的Kurokura山熔岩流或Nakagawa(1987)的Ubakura山下部熔岩。这些熔岩属于Onuma(1962)的老火山期或Nakagawa(1987)的老岩手期。1801和1802号样为安山岩,含橄榄石、紫苏辉石、辉石、斜长石和磁铁矿斑晶,前者为粒间结构,后者为填间结构。1803号样为玄武岩,具橄榄石和斜长石斑晶,呈粒间结构。这些岩石的橄榄石斑晶常常有自形的铬尖晶石小包体(<50微米)。在新火山期的Yakehashiri安山岩(Onuma,1962)或新岩手期安山岩(Nakagawa,1987)中,橄榄石斑晶经常被斜方辉石反应边所包围。偶尔也见有铬尖晶石小包体。本次研究所测定的岩手火山岩中橄榄石斑晶呈半自形到他形,具不明显的分带。利尻岛火山玄武岩:调查了出露在Oniwaki附近的碱性橄榄玄武岩(样号RSR71404)。这种岩石属于利尻岛火山南侧寄生火山锥之一的Oniwaki-pon山喷发出来的熔岩流(Matsui等,1967)。该熔岩富含橄榄石斑晶,这种现象可能是晶体堆积的结果。薄片观察呈全晶质结构和不等粒结构。较大的晶体由橄榄石、辉石和斜长石构成,有时构成晶体团块。橄榄石呈自形,县明显分带,一般含微小的铬尖晶石包体(<50微米)。矿物化学共生的橄榄石和铬尖晶石(=铬尖晶石包体和主矿物橄榄石)是用JXA50A型电子探针分析的。橄榄石的成分变化:利尻岛火山和岩手火山的岩石里,甚至一块薄片内橄榄石的化学成分都有明显变化。两个火山的岩石中橄榄石的Fo含量总是低于86(表1,图2)。NiO和MnO的含量分别与Fo含量的变化一致和不一致。橄榄石的这种化学成分变化很可能是由一些更为原始的岩浆连续分异结晶作用所造成的。铬尖晶石的成分变化:尖晶石类的全部分析是扣除Fe_2 TiO_4(=钛尖晶石)的所有Ti原子后,按尖晶石的化学理想配比重新计算的。铬尖晶石成分变化甚至在一块薄片中也很明显。岩手火山:TiO_2含量变化从0.4—3.7(重量百分比),并与Fe~(3+)/(Cr+Al+Fe~(3+))的比成正相关(图3)。Cr~*相对稳定,尽管Fe~(3+)/(Cr+Al+Fe~(3+))的比值变化较大,但几乎所有的Cr~*值都在 0.40—0.55内(图2、4,表1)。Mg/(Mg+Fe~(2+))的原子比变化从0.35—0.59,与Cr~*的变化成负相关(图5)。铬尖晶石的Fe~(3+)/(Cr+Al+Fe~(3+))原子比随共生橄榄石Fo含量的减少而迅速增加(图6)。1802号样中一个橄榄石大斑晶(7×3毫米),成分为Fo_(80-81),其中有几个铬尖晶石包体,其Cr~*变化很大。当共生橄榄石的Fo>82时(图2)铬尖晶石的Cr~*与Fo含量成负相关。利尻岛火山:铬尖晶石的TiO_2含量随Fe~(3+)/(Cr+Al+Fe~(3+))值(图3)的增加而迅速地从0.7增加到3.5(重量百分比)。尽管Fe~(3+)/(Cr+Al+Fe~(3+))值变化很大,但Cr~*并没有变化(图2和4,表1)。Cr~*与Mg/(Mg+Fe~(3+))原子比成负相关(图5)。铬尖晶石Fe~(3+)/(Cr+Al+Fe~(3+))原子比随共生橄榄石Fo含量的减少而迅速增加(图6)。铬尖晶石的Cr~*随共生橄榄石Fo含量的减少而增加,在Fo—Cr~*面上表现出分异趋势(图2)。值得注意地是当Fe~(3+)含量十分低时,利尻岛火山玄武岩中铬尖晶石的钛含量比岩手火山岩中的Ti含量高(图3)。重要的是岩手火山岩中铬尖晶石的Cr~*通常比利尻岛火山玄武岩中的高[图2和3(可能为5—译者)]。岩手橄榄石-尖晶石在Fo—Cr~*面上的分异趋势不明显,但是比利尻岛橄榄石-尖晶石更富Cr~*(图2)。讨论利尻岛尖晶石Ti的含量比岩手尖晶石高,这与大多数化学成分关系是一致的,岛弧拉斑玄武岩和碱性玄武岩分别以低钛和高钛为特征。图2所示,利尻岛火山和岩手火山岩浆分异趋势富镁端远离橄榄石-尖晶石地幔列阵。这个事实说明两种岩浆都多少有点分异的特征。尽管推断性较大,但图2中的两种分异趋势还是可以推断橄榄石-尖晶石地幔列阵的二辉橄榄岩范围。因为铬尖晶石的Cr~*没有随岩浆的结晶而突然变化(Arai,1987a),这与实验结果是相矛盾的(Tatsumi等,1983),甚至于岩手的原始岩浆与地幔方辉橄榄岩可能不相当(图1和2)。然而,岩手拉斑玄武岩萃取作用以后,二辉橄榄岩更为亏损的特征与Tatsumi等(1983)的实验结果是一致的。岩手火山岛弧拉斑玄武岩(或安山岩)铬尖晶石比某些典型的原始岛弧拉斑玄武岩(如Ramsay等1984;Johnson等,1985;Falloon和格林,1986)或某些蛇绿岩玄武岩(如Cameron等1979;Falloon和格林,1986)中铬尖晶石明显贫Cr~*。最大可能是含高Cr~*尖晶石的这些玄武岩与亏损地幔方辉橄榄岩相当,相反,岩手拉斑玄武岩岩浆则可能与地幔二辉橄榄岩相当。总之,岩手火山的岛弧拉斑玄武岩的原始岩浆可能与具Cr~*=0.3—0.5铬尖晶石的地幔二辉橄榄岩相当,而利尻岛火山的碱性橄榄玄武岩与具Cr~*=0.2—0.3铬尖晶石的地幔二辉橄榄岩相当。     

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。     

月球风暴洋火山口暗物质矿物反演及地质意义

月表主要矿物的空间分布是研究月球起源及演化等科学问题的重要信息之一.以风暴洋地区为例, 根据不同矿物光谱在可见光-近红外波段的吸收特征, 使用印度M3(moon mineralogy mapper)数据, 应用波谱特征拟合法(SFF)反演了火山口附近暗物质区域的单斜辉石、斜方辉石、橄榄石和尖晶石等铁镁质矿物的分布, 反演结果显示: 风暴洋地区提取的铁镁质矿物分布较集中, 其中辉石含量较多, 橄榄石和尖晶石含量相对较少.另外着重分析了橄榄石、尖晶石与周围矿物的关系及其地质意义.将提取结果与Lucey用于Clementine影像的光学模型填图结果进行对比显示, 提取的橄榄石分布集中, 但不存在大尺度的分布, 这与本文的研究区域面积有关; 就位置而言, 二者具有较好的一致性.      

国际地质学会推荐的深成岩野外分类法

矿物和矿物组 Q—石英;A—碱性长石(正长石、微斜长石、条纹长石、歪长石、钠长石An00～06);P—斜长石;An06～100、方柱石;F—似长石或似长石类(白榴石和假白榴石、霞石、方钠石、黝方石、兰方石、钙霞石、方沸石等);M—镁铁质和有关矿物(云母、内石、辉石、橄榄石、不透明矿物、付矿物(锆石、磷灰石、榍石等)、绿帘石、褐帘石、石榴石、黄长石、钙镁橄榄石、原生碳酸盐等] Q+A+P=100或A+P+F=100 M小于90％的岩石,主要按它们的淡色组分分类;M=90～100％的岩石,则按其镁铁质矿物分类。 M小于90％的岩石,是按它们在QAPF     

地球上地幔中氧逸度的控制因素

尽管近年来在这方面取得了重大进展,但围绕着地球上地幔中的氧逸度(fo_2)以及缓冲该氧逸度的化学反应还有很大的争议.电化学测量结果表明上地幔中氧化状态不均一,其中一组数据靠近铁橄榄石—磁铁矿—石英(FMQ)缓冲线,另一组靠近铁一方铁矿—(IW)缓冲线.根据玄武质玻璃、幔源尖晶石、钛铁矿、石榴石中Fe~(3+)/Fe~(2+)比值进行的温压计算,表明氧化状态很均一,限定于方铁矿—磁铁矿(WM)缓冲线与FMQ缓冲线之间.我们在这里根据共存矿物的成分,对比了4种“氧压力计”的行为,这4各种压力计中包括了在适合于上地幔压力、温度和成分的条件下在尖晶石二辉橄榄岩中经实验校正的一种新的橄榄石—斜方辉石—尖晶石经验压力计.将这一压力计应用于不同构造环境中的幔源岩石和玄武质熔体,所得结果表明与地幔仅仅微弱地受FE~(3+)/Fe~(2+)平衡所缓冲.较氧化的地壳物质的再徨过程以及地壳物质注入适度还厚、缓冲条件很差的软流圈,控制着氧逸度结构的大规模不均一性.     

吉林省集安安绿玉矿物学特征

安绿玉产于吉林省集安地区,为胶状隐晶质蛇纹石矿物集合体,属岫玉一个新品种。安绿玉的化学成分与蛇纹石的理论化学组成接近。x射线、红外吸收光谱、电子显微镜、穆斯堡尔谱和吸收谱研究表明:安绿玉主要由利蛇纹石组成,含有一定量正纤蛇纹石。利蛇纹石为片状、正纤蛇纹石为管状、纤维状集合体。安绿玉具多种颜色,它取决于铁的含量、价态和位置,含Fe~3+呈黄色系列,而Fe~(2+)→Fe~(3+)电荷转移吸收呈蓝色系列。利蛇纹石的Fe~(2+)、Fe~(3+)在八面体M_1和M_2位置上分布是无序的。文中还论述了玉石特征及其与成分和结构的关系。     

法国紫苏花岗岩及片麻岩围岩的岩石学和地质温度

在法国比利牛斯阿格里(Agly)地块深变质片麻岩中产有海西期紫苏花岗岩.利用石榴石和黑云母之间的Fe—Mg分配(K_D)估计了它的热历史.虽然这些矿物有着下同的成因,但是在紫苏花岗岩和围岩片麻岩中它们有相类似的成分.在紫苏花岗岩中黑云母—石榴石矿物对是斜方辉石蚀变的退变产物.斜长石与斜方辉石的反应可写成:斜方辉石+斜长石+流体1(H_2O+A1+K+Fe+Ti)=黑云母+石榴石+石英+流体2(H_2O+Na).石榴石相对贫钙(4—2.5%钙铝榴石);在片麻岩中的石榴石是自形和环带状的,而在紫苏花岗岩中是变嵌晶状的;两种类型都显示有Fe、Mn增加,Mg降低的退化边缘(数百微米宽).黑云母八面体位置上的阳离子(Ti~(4+)+Fe~(2+)和(Mg~(2+)+Al_(VI)~(3+)之间显示有良好的相关关系.Ti和Fe增加,而Mg和Al_vI降低.在Fe~(2+)和Mg~(2+)之间,有一个反线性相关关系,     

烟曲霉对蛇纹石和橄榄石风化作用的试验研究

含镁硅酸盐矿物是重要自然资源,国内外大都采用传统的化学方法进行开发利用,而微生物法释放含镁硅酸盐矿物中镁和硅的研究还未见报道。试验采用摇瓶培养与对照结合的方法研究烟曲霉(Aspergillusfumigatus)对含镁硅酸盐矿物——蛇纹石和橄榄石的风化作用。试验采用ICP-OES测定第5、10、20、30 d培养液滤液中Mg2+和Si的含量,同时对相应试样的pH值和代谢产物进行分析测定,采用SEM和TEM观察作用后的微生物-矿物聚集体。结果表明,烟曲霉作用蛇纹石和橄榄石试样滤液中的Mg2+和Si含量变化不仅与烟曲霉生长状况有关,而且与矿物的晶体结构相关,蛇纹石较橄榄石更易被烟曲霉风化;另外烟曲霉在生长过程中产生的酸性代谢产物有助于对矿物的风化;SEM和TEM观察结果直观地显示出烟曲霉对蛇纹石和橄榄石的风化作用痕迹。综合分析认为,烟曲霉对蛇纹石和橄榄石的风化作用应该是酸溶作用、菌丝对矿物的穿插包裹和菌丝体对养分的吸收等方式协同作用的综合效果。研究结果为探讨真菌与矿物相互作用的过程与机理以及为微生物法开发蛇纹石和橄榄石矿产资源提供了基础资料。     

铁橄榄石-莱河矿组矿物的热力学研究

自从莱河矿作为一个富含Fe~(3+)的正硅酸盐新矿物被研究以来,已有可能将铁橄榄石-莱河矿,看成一个新的矿物系列。在这个系列中已报道的有铁橄榄石、变铁铁橄榄石,高铁铁橄榄石和莱河矿。 此组矿物除铁橄榄石外,热力学性质目前还没有实验资料。为此本文运用了一些近似计算的方法对该组矿物(重点是莱河矿)的热力学参数作了估算,对莱河矿的可能成因和生成条件提出了一些初步看法。     

高铁铁橄榄石热处理产物的研究

1976年以来,先后在我国辽宁省莱河及河北省迁西县发现了高铁铁橄榄石,它们的化学通式为Fe~(3 )Fe_2~(3 )(SiO_4)_2;产在辽宁省莱河的高铁铁橄榄石曾被命名为莱河矿。作者曾用穆斯鲍尔效应研究过这种矿物。本文的目的是用X射线、红外光谱及穆斯鲍尔谱研究采自河北省的高铁铁橄榄石的热处理产物,探讨它在氧化和还原条件下的变化,这对阐明该矿物的成因和演化将是有益的。 河北省高铁铁橄榄石产在一种特殊的英榴易溶岩中,它与石英、石榴石、易溶石、磁铁矿和石墨共生,在光片和薄片中可以看到它交代易溶石,而被磁铁矿切穿。石榴石又往往包裹上述矿物。本研究所用的高铁铁橄榄石的化学成分为:SiO_231.96,Fe_2O_335.31,Al_2O_3     

蛇纹石化橄榄岩的氧化-还原特征

蛇纹石化橄榄岩是温都尔庙蛇绿岩套中最为重要的岩石类型,主要矿物组合为蛇纹石+碳酸盐矿物+磁铁矿+滑石。富SiO_2流体的加入,促使岩石进一步发生蛇纹石化作用而缺失水镁石。穆斯堡尔谱测量揭示了铁元素化学种的分布特征,蛇纹石化程度与氧化-还原特征的相关性。蛇纹石化橄榄岩含铁总量和Fe~(3+)的分布与磁铁矿和蛇纹石密切相关,Fe~(3+)以分布于蛇纹石中占优势。这对正确估算蛇纹石化过程中H_2的生成量有十分重要的意义,对估算俯冲带Fe~(3+)输入和评估原生地幔岩的蛇纹石化作用有重要参考价值。     

硼镁铁矿的新亚种——富锡硼镁铁矿

富锡硼镁铁矿是硼镁铁矿的含锡亚种。它产于湖南常宁县七里坪镁质矽卡岩硼矿床中。矿物中SnO_2变化范围为4.6—12.0%,其分子式为(Mg_1.64Fe~(2+_(0.35))Mn~(2+_(0.01))(Fe~(3+_(0.55))Sn_(0.16)Mg(0.23))BO_5,这是迄今未见详细报导过的。笔者从矿物的光学物理性质、化学成分、X射线晶体学以及晶体化学等方面进行了研究。同时,与它的类似矿物在晶体学方面作了对比讨论。从以上研究中得出结论:Sn~(4+)在结构中占据Fe~(3+)的位置,并以伴随着的Mg~(2+)作电荷补偿。还提出了Sn元素在硼镁铁矿中不仅作为微量元素存在,而且可以作为造种元素存在的新见解。     

大别山北部超高压变质大理岩及其地质意义

岩石学研究表明 ,大别山北部镁铁 超镁铁质岩带中白云质大理岩至少经历过三期变质阶段 :(1)榴辉岩相峰期变质阶段 ,矿物组合主要为方解石 +白云石 +金红石 +镁橄榄石 +钛 斜硅镁石 +富镁的钛铁矿±文石±石榴子石 ;(2 )麻粒岩相退变质阶段 ,矿物组合主要为方解石 +白云石 +金云母 +镁橄榄石 +透辉石 +钛铁矿 +尖晶石±斜方辉石等 ;(3)角闪岩相退变质阶段 ,主要矿物组合为方解石 +白云石 +磷灰石 +磁铁矿+榍石等。它的峰期变质矿物组合 ,类似于苏 鲁超高压大理岩 ,形成压力至少大于 2 .5GPa。这进一步证明 ,大别山北部大多数高级变质岩 (包括大理岩等 )都曾经过超高压变质作用 ,应属于印支期扬子俯冲陆壳的一部分。