岩浆型磷灰石结构四面体替换特征的标型意义

根据文献中列了的５６个产于碳酸岩－碱性岩磷灰石的成分数据，讨论了这些岩浆型磷灰石结构四面体替换特征的标型意义，并定义出四面体替换指数，（ＴＳＩ＝（Ｓｉ＋ＳＣ）／Ｐ，单位晶胞原子数百分比），以区别侵入相碳酸岩磷灰石，喷发相碳酸岩磷灰石和碱性岩磷灰石：ＩＡＰ的ＴＳＩ为０－６．９，平均３．６２，仅少量Ｃ进入Ｔ位置；     

磷灰石的微生物风化研究进展

微生物对磷灰石的风化作用在磷的生物地球化学循环中有重要意义,其研究方法有静态研究和动态研究两类,后者较准确地反映微生物对磷灰石风化的自然状况.选用不同的研究方法视目和内容而定.磷灰石的微生物风化作用机理是核心研究内容,目前的解释包括酸解、络解,以及微生物的物理破坏作用等几个方面.     

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。     

锌在生物磷灰石中的晶体化学研究进展

Zn在生物磷灰石中的晶体化学行为不同于在地质体中,传统的磷灰石类质同像替代理论对生物磷灰石中的Ca位替换并不完全适用。为了解释生物磷灰石中Zn的出现,本文对已知的生物磷灰石中Zn的存在情况、Zn对Ca的替代机制以及Zn替代对生物磷灰石的影响等内容进行了综述,并就Zn在生物磷灰石中的晶体化学研究对人体肿瘤诊疗的启示作用进行了简单的讨论。理论和实验均表明Zn可以进入生物磷灰石晶格,占据有Ca缺陷的磷灰石晶格中的Ca2位空缺,使局部结构整体收缩。Zn的掺入对生物磷灰石的晶粒尺寸、结晶度、晶胞参数等均会产生较大的影响。当Zn被固定在人体肿瘤伴有的病理性钙化晶格中时,其可能对周围组织及体液中的Zn含量产生影响,进而影响人体内Zn的新陈代谢。     

某碳酸岩-超碱性岩杂岩体中磷灰石的晶体化学研究

本文用电子探针成分分析,Ｘ射线单晶结构分析,振动光谱等手段对意大利武图列火山地区碳酸岩－超碱性岩杂岩体中磷灰石的晶体化学特征进行了研究。结果表明：该磷灰石的晶体化学式为：（Ｃａ９．８１Ｓｒ０．０５Ｍｎ０．０１ＬＲＥＥ０．０４Ｎａ０．０９）「Ｐ５．５０Ｓｉ０．０１５Ｓ０．０５Ｃ０．３０」Ｏ２３．７（Ｆ０．８０Ｃｌ０．０３ＯＨ１．１７）,属氟羟磷灰石,其结构中在钙多面体与磷氧四面体位置上出现广泛的类质     

维苏威和武尔卡诺火山碎屑物中磷灰石挥发组分的研究

磷灰石中挥发分的类质同象替换可以反映其结晶时岩浆体系的成分特点。采用扫描电镜、能谱、电子探针、X射线单晶晶胞参数测定和红外、拉曼光谱,对维苏威和武尔卡诺火山碎屑物中磷灰石进行了初步研究,发现其Ca、P位置上不出现替换,主要替换形成于通道位置上。武尔卡诺磷灰石低硫富Cl,晶胞参数c/a值很小,在低压高温下形成;而维苏威磷灰石含硫稍多,通道离子主要由OH-F组成,形成于压力较大、温度较低的环境,Cl趋向于在早期喷发物中富集,而F则趋向于在晚期喷发物中富集。     

大别山榴辉岩中磷灰石的结构碳酸根

在大别山东南部的高压和超高压榴辉岩中发现磷灰石含有结构碳酸根。磷灰石主要以包裹体的形式存在于筛状变晶结构的石榴石中,其形成时间早于石榴石和榴辉岩的矿物组合。Ｘ射线衍射和傅立叶变换红外光谱研究表明,磷灰石中结构碳酸根替代「ＰＯ４」＾３－,表现为在１４５５－１４２２ｃｍ＾－１的吸收带,以及在１５０℃以下温度难以消除的在１６３０ｃｍ＾－１的吸附水,但常规Ｘ射线衍射和傅立叶变换红外光谱难以给出其含量。用EA－MS连线技术测量给出结构碳酸根的含量在0.95-5.24 CO2wt％。榴辉岩磷灰石中结构碳酸根的鉴定和碳含量的定量测定证明,在超高压变质过程中存在含CO2的峰变质流体。     

磷灰石结构通道离子对晶胞参数的影响

磷灰石晶胞参数受其结构中Ca多面体，磷氧四面体及结构通道位置上的类质同角替换的影响，本文探讨了54个磷灰石样吕的晶胞参数与结构通道离子F，OH，Cl相同象替换的影响，本文讨论了54个磷灰石样品的晶胞参数与结构通道离子F，OH，Cl相对含量的关系，发现Cl和取代是影响岩浆型磷灰石晶胞参数的主要因素，每原子／晶胞的Cl使a增大0．121 1（6）nm，c减少0．0633 （3）nm，根据成分与结构的经验关系式，可以验证电子探针对F的分析结果。     

岩浆中磷灰石溶解度的研究进展

磷灰石在岩浆中的溶解行为有助于理解熔体的演化、微量元素如REE、U、Th、Sr等的分异和地幔交代流体的形成。本文综述了硅酸盐熔体中温度、熔体成分(Si O2、Ca O、Al2O3、S等)和碳酸盐熔体中温度、Ca O含量等对磷灰石溶解度的影响,介绍了已建立的溶解度模型以及采用模型成功解释实际成岩成矿过程的例子。在概述研究进展的基础上,指出了压力、卤素和高压流体等对磷灰石溶解行为影响的研究的不足。     

某些不同成因类型磷灰石矿物学特征

本文通过对某些磷灰石的电子探针成分分析,X射线粉晶衍射及红外光谱特征的综合测试,发现这些磷灰石的晶体化学特征具有一定差异,因而有可能作为标型特征。其中与基性岩浆有关的磷灰石含OH~-较高,而CO_2较少;热液型的含氯较高,这可能是其α、c值较大的原因;沉积型的则以含明显的结构CO_2和高c/α值为特征。在各种地质作用中,CO_2均有可能进入磷灰石结构。根据红外光谱对比,推测2000cm~(-1)附近的吸收是磷灰石的固有吸收,它可能为PO_4的v_2吸收的倍频,也可能由与F、OH~-离子有关的振动引起。     

我国矿物晶体结构与晶体化学研究进展及新成果(2000-2019)

矿物的晶体结构与晶体化学是矿物学的重要基础研究领域之一,21世纪以来,随着国家对地勘行业的重视,以及平面探测技术单晶衍射仪、微区、微量衍射等实验技术的应用与计算机软硬件能力的提高,我国矿物晶体结构与晶体化学研究得到飞速发展.矿物晶体结构测定与研究是伴随着新矿物的发现而发展的,新矿物的发现是矿物晶体结构研究的基石,又为新...     

Exchange of light rare earths for Ca in apatite

Diffusion experiments were carried out on natural apatite crystals that were immersed in molten light rare earth element (REE) chloride salt at temperatures between 900 and 1150 °C for periods up to 35 days. Electron microprobe analysis of the crystals showed that light REEs replaced Ca according to electronic balance, i.e. $\text{2}\text{REE}{}^{\mathrm{3+}}$ for $\text{3}\text{Ca}{}^{\mathrm{2+}}$. These diffusion profiles indicate that a maximum amount of substitution in the structure occurs when two of the ten Ca ions in apatite are replaced by the REE diffusing elements. Anisotropic diffusion is observed between a and c crystallographic directions. Comparison of maximum distance indicates that the larger ions move more easily in the apatite structure. We conclude that the light REEs diffuse within the channel structures of the mineral, and that this diffusion is controlled by the substitution type of elements in the calcium sites. To cite this article: A. Iqdari et al., C. R. Geoscience 335 (2003).     

榍石LA-SF-ICP-MS U-Pb定年及对结晶和封闭温度的指示

磷灰石作为含铀副矿物在各种类型地质样品中广泛存在,其U-Pb封闭温度~500℃,是良好的热年代学研究对象。但是磷灰石相对较低的铀含量和较高普通铅含量以及缺少基体匹配标准样品等问题限制了磷灰石LA-ICP-MS U-Pb定年技术的发展和应用。本文采用激光剥蚀高分辨电感耦合等离子体质谱(LA-HR-ICP-MS)针对Madagascar磷灰石样品MAD2进行U-Pb定年分析,探讨其U-Pb同位素均一性及直接用作磷灰石LA-ICP-MS U-Pb定年标准样品的可行性。结果表明：该样品U、Pb含量均值分别为23.8×10^-6和13.5×10^-6,颗粒内²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb和²⁰⁶Pb/²³⁸U比值均一性较好,加权平均值分别为0.0943±0.0006和0.0794±0.0004,可以用于直接校准磷灰石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析过程中的元素分馏效应,无需普通铅校正。以MAD2为标准样品,结合²⁰⁷Pb普通铅扣除法,测定了不同年龄磷灰石样品U-Pb年龄,结果为：McClure Moutain(521±5Ma)、Tory Hill-apt(1021±16Ma)、Durango(30.7±1.5Ma)、房山岩体闪长岩磷灰石(~131Ma),各样品年龄测定值与推荐值在误差范围内一致,表明本文建立的LA-ICP-MS U-Pb定年方法和同位素比值校准方案的可行性和准确性。本文采用的校准和数据处理方案有效地降低了磷灰石LA-ICP-MS U-Pb定年数据处理难度,有利于方法的推广和应用。

     

磷灰石对湖泊沉积物中水铁矿稳定性的制约

通过在滇池开展原位实验,研究探讨了湖泊沉积物中磷灰石制约水铁矿分解和转化的机制,以及二者共存时的环境效应。结果表明:将水铁矿放置到沉积物中1个月,矿物保持稳定;放置时间达到3个月时,添加磷灰石实验中水铁矿发生了显著物相转变。冬天(12—2月)实验中,转化产物随深度的变化趋势为针铁矿+磁(赤)铁矿→针铁矿+纤铁矿→针铁矿;夏天(6—9月)实验中,转化产物随深度的变化趋势为针铁矿+纤铁矿+磁(赤)铁矿→针铁矿+纤铁矿→未转化。透射电镜分析结果显示冬天实验中生成的磁性铁氧化物为纳米磁铁矿和磁赤铁矿,夏天实验中产生的则主要为纳米磁铁矿。X射线光电子能谱分析结果显示冬天表层实验样品具有较高P含量。分析表明的湖泊沉积物中磷灰石促进水铁矿转化的过程为:(1)微生物促进磷灰石溶解;(2)磷灰石溶解释放的P促进铁还原菌生长;(3)铁还原菌促进水铁矿还原;(4)水铁矿还原产生的溶解态Fe²⁺催化水铁矿向针铁矿、纤铁矿和磁铁矿转化。冬天及沉积氧化-还原界面最适宜磷灰石分解菌和铁还原菌生长,水铁矿的转化和P释放能力也更强,相应地内源磷释放的风险也更大。     

Detrital apatite fission track analyses of the Subei basin: implications for basin-range structure of the northern Tibetan Plateau

The northern Tibetan Plateau has evolved a unique basin-range structure characterized by alternating elongated mountain ranges and basins over a history of multiple tectonic and fault activities. The Subei basin recorded evolution of this basin-range structure. In this study, detailed detrital apatite fission track (AFT) thermochronological studies in conjunction with previously documented data reveal provenance of the Subei basin, important information about the Indo-Eurasia collision, and two Miocene uplift and exhumation events of the northern Tibetan Plateau. Detrital AFT analyses combined with sedimentary evidences demonstrate that the Danghenanshan Mountains is the major provenance of the Subei basin. In addition, very old age peaks indicate that part sediments in the Subei basin are recycling sediments. Age peak populations of 70–44 Ma and 61–45 Ma from the lower and upper Baiyanghe formations record the tectono-thermal response to the Indo-Eurasia collision. Combined detrital AFT thermochronology, magnetostratigraphy and petrography results demonstrate the middle Miocene uplift and exhumation event initiated 14–12 Ma in the Subei basin, which may resulted from the Miocene east-west extension of the Tibetan Plateau. Another stronger uplift and exhumation event occurred in the late Miocene resulted from strengthened tectonic movement and climate. A much younger AFT grain age, breccia of diluvial facies and boulders of root fan subfacies record the late Miocene unroofing in the Danghenanshan Mountains.     

钙钛矿-锶钛矿-钠镧钛矿体系化合物晶体化学的研究概况

钙钛矿—锶钛矿—钠镧钛矿三元系是钙钛矿族矿物的典型代表。常温常压下CaTiO3为Pbnm结构，但随温度增高可分别相变为I4／mcm和Pm3m结构；SrTiO3的稳定结构是Pm3m14／mcm相；Na／2Ln1／2TiO3的结构则随Ln代表的元素种类不同而有所差异。三个端员组分在压力下的结构变化均没有明确的结论。在三个二元系中，只有CaTiO3—SrTiO3体系研究较深入，并已给出了T-X相图。本从样品的合成实验及高温和高压原位测量等方面展望钙钛矿型化合物的晶体化学研究及其意义。     

磷灰石裂变径迹退火影响因素研究进展

磷灰石裂变径迹退火是一个繁杂的化学动力学过程,清楚地了解其退火的影响因素对于该技术的应用十分重要。文章概述了磷灰石裂变径迹退火动力学模型的发展史,并结合以往对其退火影响因素的研究,将磷灰石裂变径迹退火影响因素分为自身和外部环境两方面：自身影响因素包括化学成分、晶体结构、径迹长度与半径、径迹与结晶轴的方位关系,其中化学成分对退火起到主导作用;外部环境影响中,温度是主导因素,压力和蚀刻条件的改变也会影响退火。研究成果有利于完善磷灰石裂变径迹的实验室退火模型,提高其作为热历史记录器的精度。