有序绿辉石空间群类型的群论研究

本文根据畴结构的群论原理,对有序绿辉石的空间群归属问题(P2还是P2/n)进行了讨论。通过把无序绿辉石的空间群C2/c分别相对于P2和P2/n的陪集展开可以得知,C2/c→P2相变将产生■的反相畴及■(001/2)和(■1/2 1/2 1/2)两种倒反孪晶,而C2/c→P2/n相变则仅产生■/2的反相畴,显然后者与有序绿辉石畴结构的透射电境观察结果一致。因此可以断定,有序绿辉石的空间群为P2/n,而非P2。     

硅酸盐辉石的晶体化学(上)

导论辉石的一般结构早在1928年就已经知道了,那时Warren和Bragg指出C2/c空间群的透辉石结构是以在平行(100)的层中存在的四面体单链为特征的。几年以后,Warren和Modell(1930)分析出了斜方晶系Pbca空间群的紫苏辉石结构,这是由于注意到它的晶胞参数与透辉石的晶胞参数除了a轴加倍外非常一致之故。单斜P2_1/c型结构曾在1950年由Ito预测过,他假定Pbca斜方辉石是一种单斜辉石的“空间群双晶”,认为斜方辉石结构是由单斜辉石的单位晶胞通过平行于(100)的b滑移面的作用有规律地、双晶式地重复而产生的。     

Zn—Li硅酸盐的晶体结构和相转变

无色透明的人造 Zn(Zn_(0.1)Li_(0.6)Si_(0.3)SiO_4的室温形体(a)具有单斜对称,a=6.340(1),b=10.516(2)、C=5.011(1)A,β=90.50(2)°,空间群 P2./n,Z=4。大约在400℃,转变为斜方晶系的高温形体(β),a=6.406(3),b=10.520(8),C=5.043(2)(?),空间群 Pmnb,Z=4。根据室温和450℃的×—射线强度数据,用三维图象分析法,确定了两种形体的晶体结构。用最小二乘法分别按照最终加权 R=0.068(未加权的 R=0.068)和0.064(未加权的 R=0.070)精选了室温和高温结构。高温结构是一种具有共用系数为3的四面体架状结构。有两种不同的四面体位置:T_1,8次配位位置;T_2,4次配位位置。T_1位置包含了全部的 Zn 和 Li 以及某些 Si;T_2位置全部是 Si。T_1四面体构成平行于(010)的折曲层,这种层是由共顶角的四面体链组成,这些链是平行于[100]的。与辉石族矿物不同,所有四面体都位于链轴的同一侧。这些层按反向平行排列堆积,并由 T_2四面体将这些层交叉连接而组成架状结构。在低于转换温度条件下,8次配位的 T_1位置变为两种独立对称的4次配位位置 T_1(0)和 T_1(m),其对称从 Pmnb 变为 P_2_1/n。Zn 原子在 T_1(0)是完全有序的。转变时,Zn 原子可能集中在两种 T_1位置的某一位置。这种择位的结果就产生一种晶畴结构,其中具有两种通过交切(100)的反射而彼此联系的配位位置。有序——无序转变也产生双晶(a′)结构,这种结构具有单斜对称,空间群 B_2_,a=13.01,b=10.41,C=10.07(?),β≈90°。     

白钨矿的原位高压X射线衍射研究

使用金刚石对顶砧高压装置(DAC)和同步辐射光源,对天然白钨矿进行了原位高压能量色散X射线衍射(EDXD)研究,实验最高压力为16.0 GPa.在实验压力范围内观察到了一次白钨矿结构→钨锰铁矿结构的可逆相变:压力小于5.3 GPa时为白钨矿结构(I4_1/a),在5.3～12.3 GPa压力区间内为白钨矿结构与钨锰铁矿结构(P2/c)并存,大于12.3 GPa时完全相变为钨锰铁矿结构.从键长、配位数和配位多面体角度对白钨矿→钨锰铁矿结构的相变机制进行了解释.     

新矿物—硒锑矿

硒锑矿是一种锑的硒化物新矿物,化学式为(Sb_(1.87)Hg_(0.06) Cu_(0.05) As_(0.01))_(1.99)(Se_(2.99)S_(0.02))_(3.01),产于贵州省504铀汞钼多金属矿床内的含铀方解石脉中。颗粒细微,几微米至十几微米,呈他形粒状和自形针状,集合体为放射状。肉眼观察为黑色。反光显微镜下为白色、非均质。R′_α=39.7,R′_γ=42.2。计算密度为5.88g/cm~3。晶胞参数:a=1.1593(3);b=1.1747(3),c=0.3984(1)nm。斜方晶系,空间群为Pbnm。共生矿物有硒汞矿、白硒铁矿、硒铅矿以及尚未确定的大量硒矿物。此外,还有黄铁矿、胶黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、辰砂、沥青铀矿,赤铁矿和方解石。其形成温度为135～148℃。     

盈江铀矿的新资料

本文第一次提供了由单晶X射线衍射分析测定的盈江铀矿的空间群和晶胞参数。该矿物产于广东省下庄铀矿田。斜方晶系,空间群Bmmb(63),a=15.707(3),b=17·424(3),c=13.692(2)?,V=3747?~3,Z=4。Dc=4.60g/cm~3,Dm=4.54g/cm~3。化学式:(K_2,Ca)(UO_2)_7(PO_4)_4(OH)_6·6H_2O。二轴晶,负光性。2Vc=36°,2Vm=36—38°。Ng=1.707(2),Nm=1.703(2),Np=1.666(1)。光性方位:Ng//Y,Nm//X,Np//Z。     

钇硅磷灰石晶体结构研究

钇硅磷灰石为乳白、玫瑰色,实测比重为4.35,二轴晶正光性,α=1.791;γ=1.784;电子探针分析计算晶体化学式为(Y_(2.82)Ca_(1.58)Ce_(0.27)Dy_(0.21)Er_(0.11…)_5[(Si_(2.95)P_(0.05))_3O_(12)](OH,F),空间群为C_2~2-P2_1,晶胞参数为a=0.9504±0.0005nm,b=0.9414±0.0004nm, c=0.6922±0.0002nm,r=119.71±0.04°,V=53.79±0.04nm~3,Z=2,结构参数经各向异性温度因子最小二乘法修正后R=0.111。结构分析表明:由磷灰石型的P6_3/m降低至钇硅磷灰石的P2_1,Y~(3+)替代Ca~(2+)成有序分布,导致结构中7角和9角多面体的畸变,同时Si~(4+)替代P~(5+),OH-替代F~-,加大了这种畸变,使得Y、Ca、Si、O及OH~-都偏离了赝六方P6_3/m的6h、4f、12i及2a等效点系位置,但钇硅磷灰石仍近似磷灰石型结构,最后对磷灰石型结构矿物的晶体化学进行了讨论。     

四川昌北稀土矿床中的硅钛铈矿

1986年笔者在四川昌北稀土矿床中发现一种结晶完好的硅钛铈矿。矿物物理性质与我国白云鄂博产出者相似。矿物组分中富铌。晶体化学式为(Ce,La,Nd…Ca)_4Fe~(2+)(FeTiNb)_2Ti_2O_8[Si_2O_7]_2。经四圆单晶衍射和电子衍射测得晶胞参数相同,α=13.385(2),b=5.742(1),c=10.059(2),β=100.60(0.01)°,空间群C 2/m。对矿物晶体定向带轴进行了高分辨晶格象观测。     

新矿物—盈江铀矿

新矿物产于云南盈江县的一个铀矿点氧化带,与多种铀矿物共生。该矿物为致密状集合体,黄色,透明至半透明。斜方晶系,空间群C222_1,晶胞参数a=13.73(1),b=15.99(1),c=17.33(2);V=3804(5);Z=8。计算比重4.17。二轴晶负光性,2V计算=83°,α=1.669;β=1.692;γ=1.710。紫外光照射发弱绿黄色荧光。化学成分UO_376.54,P_2O_511.10,K_2O 2.46,CaO 1.57,ThO 0.51,RE_2O_3 0.45,H_2O 7.37%。矿物化学式为(K_(1-x),Ca_x)(UO_2)_3 (PO_4)_2 (OH)_(1+x)·4H_2O,文中还给出X射线粉晶衍射数据。     

具一维无公度调制的安康矿的晶体结构测定

安康矿是在陕西省安康石梯重晶石矿床中发现的一种新矿物。分子式近于Ba_(1·2)(Ti_(5·3)V_(2.8))_(8.1)O_(16),沿C轴具一维无公度调制结构,调制波向量为q=1/2.30C。安康矿的平均结构与锰钡矿是等结构。空间群为14/m,a=10.139(4);b=2.961(2),Z=1。平均结构的强度数据收集是在cAD-4衍射仪上进行的。R=0.039(535个独立的衍射点)。安康矿的超晶胞是将其亚晶胞加大14倍而获得的,空间群P4/m,a=10.126(4),c=41.41(2),Z=14。用RIGAKU的RASA-ⅡS型衍射仪收集了8696个独立的衍射点,其中包括主衍射点及卫星衍射点。对于2353个可观察点经结构修正后R因子为0.2157。在四方柱孔道中测得了Ba原子的占位及位移。测定表明安康矿属占位调制及位移调制的复合型无公度调制,而且沿c轴方向为方波调制。     

榍石的高压结构研究

利用同步辐射和金刚石压腔(DAC)技术对天然矿物榍石进行原位高压能散模式X射线实验研究,结果表明榍石在3.9 GPa和10.9 GPa分别发生P 21/a→A 2/a和A 2/a→A 1结构相变,并首次确定10.9 GPa→25.1 GPa榍石结构很可能稳定保持A 1相。基于此认为榍石能在地球较深部位稳定存在,此外,本研究对探索地球深部T i和S i元素的地球化学行为也有一定帮助作用。     

P2_1cα斜方辉石可能的拓扑结构

P2_1ca空间群的斜方辉石晶体,其可能的拓扑结构中包含了对称上不等同的4种四面体单链和4种八面体配位位置。八面体层按++--的顺序重复排布。四面体链的旋转方式可有16种不同的组合,但其中有12种违反Thompson的均势法则;另4种两两等价,构成以a轴为极轴的两对异极反取向关系的结构对。它们的O链与S链之比分别为3:1和1:3。从晶体化学角度来看,最可能的结构是3:1的结构。此结构中对称上和拓扑学上均不等同的两列Ⅰ形单元的构成为: ·O+O·O—O··O+S·O—S· 或 +O·S-O·S+ +O·O-O·O+两种M_2位置的构型分别为P·P和P·N。互为异极反取向关系的结构对之间可形成以(100)为双晶面的补足双晶,其双晶界面正好等于一个倒转界面。此外,当Mg:Fe原子比为1:1或3:1时,都有可能出现有序结构。     

首次发现锰副硅灰石

锰副硅灰石是副硅灰石一个新变种矿物,为国内外首次发现。产于我国内蒙古矽卡岩型铅锌矿床中。矿物属于单斜晶系,空间群C_(2h)~5-P2_(1/c),晶胞参数a=1.47213,b=0.70489,c=0.69055nm,β=95.827°±0.03,V=0.71289nm~3,Z=12。化学分子式为(Ca_(0.75)Mn_(0.19)Fe_(0.068))_(1.00)Si_(1.00)O_3,属于硅灰石亚族矿物。     

天然文石-方解石的高温相变及热膨胀性质

利用高温粉末X射线衍射研究了高纯地质成因文石从室温到1 073 K的相变过程以及文石和方解石的热膨胀性质,并分析了地质成因与生物成因文石的差异和影响因素。结果表明:斜方晶系的文石在693～733 K转变为三方晶系的方解石,相变临界温度为723 K,摩尔体积增加5.97%;文石在300～663 K的体积热膨胀系数α(V)(10-5/K)随绝对温度T(K)的变化规律为:α(V)=3.59(79)+7.17(170)×10-3T,文石的热膨胀具有强烈的各向异性[轴向热膨胀系数α(c)α(b)α(a)];方解石在733～973 K的热膨胀系数α(10-5/K)为:α(V)=3.78(25),α(a)=-0.27(2),α(c)=4.31(29),a轴具有负热膨胀。生物成因的文石相变温度比合成和地质成因文石低60～140 K,粉末状文石相变温度低于单晶和未被破坏的整块文石;粉末状的生物成因文石和方解石与非生物成因的文石和方解石的热膨胀系数接近,然而整块的生物成因的文石有更小的热膨胀系数。     

柴达木石——一种锌和铁的硫酸盐新矿物

柴达木石是一种Zn和Fe~(3+)的硫酸盐新矿物,发现于我国青海省柴达木锡铁山铅锌矿氧化带。矿物属单斜晶系,空间群P2_1/m或P2_1,晶胞参数a=9.759(9)A,b=7.134(9)A,c=7.335(11)A,β=106.2(1)°,Z=2。化学分子式为ZnFe~(3+)(SO_4)_2(OH)·4H_2O。它是四水铜铁矾(guildite)的类似物。     

多钙钾石膏(Grgeyite)晶体结构的精确修正

本文利用直接法和富利叶合成测定了产于我国四川省三叠系蒸发岩里的多钙钾石膏的晶体结构,结构参数经最小二乘法修正后,R=0.084。结构分析表明,多钙钾石膏属单斜晶系,空间群C2/c,a=17.462(8),b=6.828(2),c=18.219(9),β=113.45(4)°,V=1992(1)~3,Z=4,Dm=2.91,Dx=2.90(3)。三个硫酸根四面体各自的平均S—O键长为1.467、1.464和1.478。有三套Ca原子,其中Ca_1在二次对称轴上。Ca原子的配位数为9,各自的平均Ca—O键长为2.516、2.515和2.459。K原子的配位数为8。首次测定了矿物中氢原子的位置,证实矿物含1个结晶水,而不是含1.5个结晶水。晶体化学式为K_2Ca_5(SO_4)_6·H_2O。     

都庞岭花岗岩中黑云母成分特征及其意义

都庞岭复式花岗岩体由加里东期(γ_3)、印支期(γ_5~1)、燕山早期第一次(γ_5~2)和第二次(γ_5~(2b))花岗岩组成。从早到晚(γ_3→γ_5~1→γ_5~(2a)→γ_5~(2b)),花岗岩中黑云母由镁黑云母→铁黑云母→黑鳞云母,同时黑云母中Li、Rb、Pb、Zn、W、Sn、Nb、Ta、F、B等逐渐富集,Ba、Cu、Mo等逐渐贫化。Li、Zn主要以类质同象形式赋存于黑云母中,Sn、Nb、Ta部分呈类质同象形式进入黑云母晶格,而Sr、Pb、B极少进入黑云母晶格。黑云母成分特征表明:本区花岗岩形成温度和氧逸度分别大致为610—820℃、10~(-13)—10~(-18)Pa,而且从早到晚,花岗岩形成温度和氧逸度不断降低。此外,黑云母的成分可作为划分花岗岩侵入期次、评价岩体含矿性的标志。     

云南广南堂上金矿床地质特征及远景预测

云南省广南县堂上金矿床为“滇黔桂”众多大型金矿床之一, 其矿床特征以矿体数量多(已知矿体89条), 矿化空间范围广(自中三叠统版纳组三个岩性段到上二叠统那梭—长兴组、峨眉山玄武岩、大厂层均赋存矿体, T2b3→T2b2→T2b1→P2n+c→P2β→P2dc), 矿体严格受断裂构造控制, 显示矿床与众不同的特征。矿区已探获普查金资源量18 t, 预测金远景资源量40 t。     

广西平桂矿区发现的砷钙铜矿

本砷钙铜矿发现于平桂矿区的岩溶堆积Au、Sn矿体的氧化带。经电子探针分析及湿法化学分析确定其主要成份是Cu、Ca、As,并含H_2O。计算的矿物化学式为(Ca,Mg)(Cu,Fe,Zn)(AsO_4,SiO_4,Al_2O_3)(OH)。单晶X射线分析测得晶胞参数a=7.33A,b=9.12A,c=5.79A,斜方晶系,空间群为P2_12_12_1。     

我国曲阳的硼硅钇钙石(Hellandite)

1980年在河北曲阳县某碱性伟晶岩中发现一种含Y、Ce、Ca、Al为主的硼硅酸盐矿物。经光性及其它物性的测定、化学分析、X射线单晶及粉晶分析、红外光谱分析确定是在我国首次发现的硼硅钇钙石(hellandite)、空间群为P2/a,晶胞参数a=18.827×10~(-10)m;b=4.694;c=10.257;β=111.7°;单位晶胞分子式:(Ca,Y,RE)_(12)(Al,Fe~(3+))_2(OH)_4[Si_8(B,Be)_8O_(40)(OH)_4]。