高压相变晶体化学:Ⅰ.高压下SiO_2物相氧硅离子的半径变化和迁移行为

高压下随着压力增加,氧化物及硅酸盐矿物中的阳离子会发生从配位数低的多面体向配位数高的多面体迁移的现象,这种迁移是由于阴阳离子半径的比值发生改变引起的。对SiO2在高压下形成的各种多形的氧和硅的离子半径进行计算,发现氧离子半径是随压力增加及相变的发生而逐渐缩小,但硅离子半径随压力增加及相变的发生而有明显的增大。这种现象可能是在高压下离子化合物逐渐向金属相化合物转变引起的。     

高压相变晶体化学Ⅱ.高压下镁硅酸盐和氧化物中硅氧离子的半径变化和迁移行为

考查了高压下镁硅酸盐和硅镁氧化物(橄榄石、硅镁尖晶石、钙钛矿及后钙钛矿)中氧、硅的离子半径,发现在压力增加的条件下,不论相变是否发生,氧离子半径总是随压力增加而逐渐缩小的,但对于阳离子硅来说,相变导致它从配位数低的多面体向配位数高的多面体迁移时,其离子半径是逐渐增大的.这种现象与SiO2在高压相变时硅离子增大的趋势完全一致.这种现象可能是在高压下离子化合物逐渐向金属相化合物转变引起的.     

方钠石的原位高压X射线研究

在室温下使用金刚石对顶砧（DAC）高压装置和同步辐射光源，对架状硅酸盐矿物方钠石进行了原位高压X射线衍射实验，最高压力达到17．4GPa。在研究的压力范围内观察到在3GPa左右方钠石发生了一次相变，且压力大于6．3GPa时，d222出现异常增大。对方钠石在高压下相变以及d222增大的原因进行了分析，认为方钠石结构中存在着充填大阳离子的多面体笼和孔道，高压下这些笼和孔道容易扭曲变形，从而造成结构的改变。     

宝石矿的的呈色机理

宝石矿物的颜色是过渡族离子在晶体场作用下d电子跃迁的结果。配位多面体的对称程度，配位体的成分影响d电子跃迁。影响宝石吸收谱特征的因素为中心阳离子的价态，配位阴离的多少和距离，阳离子之间的相互及选律等。     

宝石矿物的呈色机理

宝石矿物的颜色是过渡族离子在晶体场作用下d电子跃迁的结果。配位多面体的对称程度、配位体的成分影响d电子跃迁。影响宝石吸收谱特征的因素为中心阳离子的价态、配位阴离子的多少和距离、阳离子之间的相互影响以及选律等。     

湖南的硫盐矿物及其分布特征

硫盐矿物是一类复杂的硫化物,矿物种众多,已发现130多种,新矿物不断发现。其结构特点是:硫或硫和硒与半金属砷、锑、铋组成配位多面体,再与其它金属阳离子相连接。其化学通式可写为〔M(1)M(2)〕_mR_mS_m,M为金属阳离子,其中M(1)位为Ag、Cu、Fe、Hg等,M(2)位主要为Pb;R为半金属阳离子,有Sb和Bi;S=S、Se。硫盐矿物除了矿物学上的意义外,在工业及地质意义上,均有着不容忽视的重要性。但由于一般产出量较少,其中大多数为罕见矿物,而且往往颗粒细小,相互间在矿物物理及光学特征上往往甚为相似,肉眼及显微镜下很难准确区分与鉴定,长期以来对其研究较为薄     

复杂形体重力场、梯度及磁场计算方法

在改进均匀多面体重力场正演公式基础上, 利用二阶张量的坐标变换实现对多面体重力场梯度的求解, 推导了新的多面体重力梯度和磁场的正演公式, 给出了新的统一的均匀多面体重力场、梯度及磁场正演表达式形式, 并用理论模型进行了检验.同时, 应用新的多面体重力场梯度正演公式推导出新的长方体重力场垂直梯度理论表达式.本文给出的均匀多面体重力场、梯度及磁场正演表达式形式统一, 重磁场联合正演中可相互利用其计算过程中的结果, 避免重复计算以提高正演计算效率.      

平面及直线与多面体相交算法

文章详细介绍了平面与多面体相交的算法。讨论了多面体的描述，建立查找表、扫描、跟踪等方法，以及平面与多面体多次相交情况的处理。文章还介绍了直线与多面体相交的算法。     

长春地区季冻土基本性质对水分迁移的影响

以长春-四平线（一号样）、长春-松原线（二号样）以及长春-吉林北线（三号样）3段公路土样为研究对象,从微观结构出发,结合物理化学试验和力学试验,评价了长春地区季冻土的性质对水分迁移的影响,为长春地区季冻土的水分迁移研究、道路冻胀翻浆的防治等提供试验依据。从试验得出,长春地区季节冻土孔隙直径大部分分布在<5 μm区间,有利于水分迁移;土样矿物质含量较高,阳离子交换量比较大,粘粒含量较高,颗粒形状也较规则,水化比表面积较高,有利于水化膜形成;外载荷会对水分迁移程度产生影响,整体上三号样水分迁移量最大,一号样次之,二号样最小。     

孔隙含水介质的Pb分配系数

Pb分配系数是描述Pb在地下水中迁移性质的重要参数。研究对象和目的不同，计算Pb分配系数的方法也不同。静态吸附平衡方法简便易行，适用于计算不同岩性的Pb分配系数；动态土柱实验方法难度较大，主要用于建立Pb迁移方程；阳离子交换系数方法计算过程复杂，适用于解决野外实际问题。     

西藏拉萨地块中—新生代火山岩中多硅白云母捕虏晶特征及其地质意义

在西藏班戈县德庆区纳木错西岸则弄群火山岩剖面中一段流纹质熔结凝灰岩岩石,西藏堆龙德庆县门堆乡帕那组火山岩剖面三段流纹质晶屑玻屑凝灰岩,以及西藏林周县强嘎乡帕那组火山岩剖面二段流纹质熔结凝灰岩中,发现了多硅白云母捕虏晶。多硅白云母捕虏晶的矿物成分分析结果显示其Si阳离子数为3.294~3.485,Al阳离子数为2.024~2.419,属于比较典型的高压/超高压岩石中常见的白云母。这一特征暗示早白垩世与始新世拉萨地块南北下地壳应该存在高压变质岩或发生过强烈构造挤压导致的高压变质作用。     

氮迁移转化对地下水硬度升高的影响

城市地下水硬度升高是一个普遍的环境问题,研究表明地下水硬度高值区与硝酸盐污染在空间上的分布具有一致性。通过室内土柱试验和化学热力学模拟,讨论了污水入渗过程中氮迁移转化对水土系统钙镁迁移的影响。结果表明：在连续入渗条件下,阳离子交换作用是控制地下水硬度升高的主要过程;在间歇入渗条件下,硝化作用改变了土水系统的酸碱条件,使钙镁难溶盐溶解,导致地下水硬度升高。     

包气带黄土环境研究与放射性废物处置

黄土中的粘粒含量较高、比表面积较大、吸附性较强、阳离子交换容量也较高,这些因素对迟滞放射性核素的迁移有利。而且黄土的非饱和渗透系数K(θ)远远低于它的饱水渗透系数K_(?)。使得放射性核素在黄土中的迁移很慢。因此,包气带黄土作为中、低放射性废物处置库的环境屏障是可行的。     

地电化学离子晕的形成过程中外加电场的作用

在地电提取实验研究过程中,通过对外加电压、提取液实验研究对比,泡塑电极在有无外加电压的条件下进行的实验对比,对土壤样品中不同赋存形式的金属元素进行通电对比实验研究,结果表明在地电提取成晕过程中,外加电场一方面激活了土壤溶液中离子的赋存状态,使之成为电活动态,将不可溶相态转化为可溶相态;另一方面,外加电场可加速离子的迁移速度和阴阳离子的两极分化,使阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移。外加电压不可能在通电时将深部矿体或来自深部的离子直接提取到提取电极上。     

铬尖晶石类阳离子成分和位置分布的X射线粉末法研究

随着铬铁矿物质成分与成矿规律研究的不断深入,对铬尖晶石类质同象系列矿物的鉴定与研究也越来越深化了.本文通过简便的X射线粉晶分析方法,结合一定的理论计算(结构分析),对铬尖晶石系列矿物的阳离子成分及其位置分布进行研究,以便从矿物学的角度探讨尖晶石类阳离子的迁移与富集规律,为铬铁矿成矿理论研究提供一定的依据.     

构造动力成岩成矿作用的实验研究

采用高温高压岩石蠕变实验装置,对实际的岩石进行高温高压变形实验,通过观察和测试样品组构和成份的变化,考察一定温压条件下,岩石的构造变形所带来的物质组分的迁移和聚集,探讨构造动力控制成岩成矿作用的机理。实验结果表明:伴随构造变形,物质组分迁移 主要可归纳为三种类型:1)塑性或韧性流动;2)扩散与化学反应;3)热液携带。在实验后的样品中观察到:黄铣矿通过韧性流动沿韧性剪切带,韧性挤压带和韧性扭曲构造带的迁移和富集;斜长石和黑云母发生矿物成份和矿物相的转化。在实验变形过程中,Cu,Pb,Zn等成矿元素易于活化迁移,从高压区迁向低压区,K,Na,Ca,Mg等成岩元素也易活化迁移,但规律不明显,Fe,Co,Ni等元素对花岗岩样品不易活化迁移而对矿石样品则易迁移。上述实验结果对探讨成矿规律具有非常重要意义。     

模拟酸雨对阳离子在土体内迁移的影响

利用室内模拟酸雨的土柱实验,研究了在红壤表土施用钾肥后酸雨对不同土层交换性阳离子迁移的影响.结果表明,在不同土体深度,表土直接受酸沉降的淋溶,也是最容易发生酸化的土层, pH 2.5酸雨淋溶后,表土 pH值下降到 3.5～ 4.2,这是铝的缓冲范围,且土壤交换性 H 和 Al3 含量的增加显示出土壤对酸沉降的缓冲效率和缓冲能力的急剧减弱; pH 4.5酸雨淋溶后, A和 B层土壤 pH值上升了 0.3～ 0.5,其机理与的专性吸附释放 OH-有关;表土施用钾肥后, K 交换土壤表面的 H 和 Al3 ,引起土壤交换性 H 和 Al3 向下迁移;不同 pH值的酸性降雨引起土壤中交换性阳离子向下迁移和淋失的程度也有明显的差异, pH 2.5酸雨淋溶后土壤溶液中钾的含量高于 pH 4.5酸雨淋溶的,但交换性钾含量低于后者; pH 2.5和 pH 4.5酸雨淋溶后交换性钙的淋失量分别占原土的 50%～ 70%和 20%～ 40%,这表明酸雨淋洗会导致养分库的损耗,造成土壤养分贫瘠.     

用线性自由能关系预测金属络合物的热力学性质

Sverjensky与Molling提出的线性自由能关系是根据金属阳离子的热力学性质来预测等结构系列中固体相的标准生成自由能。本文研究结果证实,水溶液中金属络合物与简单金属阳离子之间也存在类似的相关关系,预测值与实验值的差异通常小于1．5kcal／mol或小于一个log单位,这一线性自由能关系对于预测自然环境中重金属的水溶物种的配分、迁移和毒性具有非常重要的应用价值。     

透辉石的高压结构研究

在一个大气压和53千巴之间的五个压力条件下所做的透辉石高压结构研究表明,组成结构的 M(1),M(2)和 Si 三种多面体的大小呈现出不规则的缩小.M(1)和 M(2)多面体的体积约缩小5%,而 Si 多面体的体积仅缩小1%.透辉石和深绿辉石(另一种单斜辉石)的高压结构变化的对比表明,两者具有显著的差异,透辉石的四面体和 M(1)多面体压缩较小,而硅酸盐链的折曲程度较大;透辉石单位晶胞参数的变化为:在一个大气压下,a=9.7456(7).b=8.9198(8).c=5.2516(5)A 和β=105.86(1).到53.0干巴压力时,a=9.612(2),b=8.765(1).c=5.1793(2)A 和β=105.32(1).压力的增高对相等的均匀温度因子的影响极小.某些结构特征[〈M(1)—O〉,〈M(2)—O〉.O(3)—Si—O(3)和 O(3)—O(3)—O(3)]随着由于 T 或 P 引起单位晶胞体积的变化,显示“相反”变化的特性,而其它结构特征(晶胞参数β和〈Si—O〉)则不显示出这种变化.根据 P—V 数值按 Birch—Murnaghan 状态方程加权拟合计算出的总模量及其压力导数分别是1.14(4)毫巴和4.5(1.8)。结构的压缩率受 M(1)和 M(2)键的控制.牢固的 M—O 键平行于最小的可压缩方向(∈_1),而最大的可压缩 M—O 键方向垂直于(∈_1),并介于两个最大可压缩方向∈_2和∈_3之间,近似45°.     

模拟CO_2埋藏的煤储层元素迁移实验研究

采用高压超临界CO2地球化学反应器对CO2在煤储层中的地质埋藏进行模拟,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)以及电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分别对淋滤液和煤样中的10种微量元素进行测试,对煤中微量元素在CO2的地质埋藏过程中的迁移进行了实验研究。结果表明:在CO2的地质埋藏过程中对煤的有机组成和无机矿物等均具有改造作用,从而影响到煤中微量元素的赋存和迁移特征,Cr、Zn、Cu等元素迁移能力相对较强,而Co、Ba、V等元素相对较弱;元素迁移能力大小顺序为:CrZnCuNiCdMnCoBaV。