测定K—Na长石Al—Si有序度的各种X光方法对比

在研究碱性长石晶体化学特征时,要特别注意研究长石结构中结晶学上非等效四面体位置铝的分配:四面体位置对于单斜长石来说,即指T_1和T_2位置,对三斜长石,即指T_1O,T_1m,T_2O和T_2m位置。所有铝都加入T_1O位置(T_1O=1.0)的长石称之为完全有序的碱性长石;若铝呈统计而均匀地分布在所有四面体位置上(t_1O=t_1m=t_2O=t_2m=0.25),则     

辉石的结构和化学变化

在最近15年内,对于地球、月球和陨石中的辉石,发表了近80个高质量的三维精细修正结构,大多数精细哆正结构都属于C2/c单斜辉石和Pbca斜方辉石,但也较好地提供了P2_1/c结构的资料,能用于第四种主要结构类型Pbcn辉石的资料是很少的。这四种空间群的结构拓朴学可以用平行于[100]的、由四面体——八面体—四面体“工字梁形”结构单元组成的理想化模型来描述。不同对称是相邻层中的八面体和(或)对称上不同的四面体链按不同堆积顺序所引起的。在所精细修正的全部辉石中,M1阳离子位置由六个氧配位,六个氧排列成一种规则的假八面体形状,M2阳离子位置由六、七或八个氧呈不规则的多面体配位;M2配位取决于占据该位置的离子半径大小,半径较大的阳离子,配位数通常较高。在几种Pbca结构中,BN面体链的03—03—03角≈136°,这种四面体链与伸直状态(03—03—03=180°)偏离程度最大。     

尼日利亚石—塔菲石—黑铝镁铁矿及相关系列矿物的晶体结构构筑原理

从氧原子最紧密堆积以及阳离子充填四面体和八面体空隙原理出发 ,以简单氧化物矿物最紧密堆积结构类型金绿宝石、尖晶石、铁钒矿为基础 ,深入讨论了复杂氧化物矿物最紧密堆积结构类型彭志忠石、尼日利亚石、塔菲石、黑铝镁铁 (钛 )矿等晶体结构构筑原理。以O表示全部为阳离子八面体配位的层 ;以T层表示阳离子八面体配位与阳离子四面体配位的混合层 ,其中T1表示阳离子八面体配位与一种方向阳离子四面体配位的混合层 ,T2 表示阳离子八面体配位与两种方向阳离子四面体配位的混合层。这类矿物晶体结构可用O、T1、T2 堆积方式表征 ,O层与T层交替排列。如 :彭志忠石 ( 6H)的晶体结构表示为…OT2 OT1OT1… ,塔菲石 ( 8H)的晶体结构表示为…OT2 OT1OT2 OT1… ,尼日利亚石 ( 2 4R)的晶体结构表示为…OT1OT2 OT2 OT1…× 3 ,等等 ;它们的晶体结构中既有尖晶石的…OT2 OT2 …晶体结构单位 ,又有铁钒矿的…OT1OT1…晶体结构单位。     

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。     

多钙钾石膏（Gorgeyite）晶体结构的精确修正

本文利用直接法和富利叶合成侧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)A，b=6.828(2)A，c=18.219(9)A，β=113.45(4)º。，V=1992(1)A3, 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1.478A。有三套Ca原子，其中Ca1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2.459A。K原子的配位数为8。首次测定了矿一物中氢原子的位置，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K2Ca5 (SO4)6.H2O。     

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°.     

碱性岩中新矿物的比较晶体化学

在科拉半岛和北乌拉尔的碱性岩中近来发现了五种新矿物.莫斯科大学结晶学系在近三年的时间里测定了这些矿物的结构.本篇评论概述了这些矿物的结构测定结果.Grumantite(Na[Si_2O_4(OH)].H_2O),产于Lovezero碱性岩块,其结构中存在一种新型的间断骨架,这种骨架是四面体络合基(T_2O_5)的非典型的结构形式.它的形式与(OH)-基的存在有关,羟基使得每个配位四面体内的平均负电荷减少.Clinobehoite[Be(OH)_2],产于北乌拉尔的脱硅伟晶岩内,与其他Be矿物:硅铍钙石、锂铍脆云母及富铁高岭石共生.它的结构由三层Be四面体层组成的结构单元层之间以氢键相连而构成.在Clinobehoite的红外光谱中明确地揭示出不同类型的氢键的存在.     

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。     

叶绿矾矿物中的新超结构

叶绿矾是具有岛状基本结构的硫酸盐类矿物,对产于新疆东天山北部红山矿区硫化物矿床氧化带中的叶绿矾进行单晶衍射实验发现,该叶绿矾具有明显的超结构弱衍射点,利用包括弱衍射点在内的全部可观察点求得的超晶胞参数为:a=1.49441(7)nm,b=1.83429(9)nm,c=1.14507(6)nm,α=93.2390(10)°,β=112.0330(10)°,γ=98.2800(10)°,V=2.8583(2)nm3,空间群为P1,Z=3。去掉弱衍射点后利用强衍射点得到的最小亚晶胞参数是a=0.737121(4)nm,b=1.83079(11)nm,c=0.73106(4)nm,α=93.9250(10)°,β=102.7252(10)°,γ=98.9463(10)°,V=0.947321(2)nm3,空间群为P1,Z=1。超晶胞与亚晶胞相比体积增加了2倍,其b轴的方向和大小基本不变,a和c轴产生了差异。该叶绿矾的晶体化学式为Fe0.656Fe4(SO4)6(OH)2·19.4H2O,属高铁叶绿矾。结构中,部分Fe-O八面体和SO4四面体联合形成的复合链,并沿[102]方向分布,形成一种稳定的骨干结构;部分孤立Fe-O八面体,位于链间,阳离子相当于晶体化学式中A位置的离子,通常有缺失。链和孤立八面体的分布均平行(010)面网,分别构成链层和八面体层,并按2∶1的比例堆垛,结构单元之间全部由氢键相连。超结构产生的原因是电价补偿机制造成的孔道中Fe的位置分离和占位差异造成。     

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。     

尼日利亚石类矿物的晶体化学研究及其意义

湖南省安化、临武、柿竹园等地区有一类含锡、镁、铁、锌、钛、锰、铝等多种元素的复杂氧化物矿物 ,它们是尼日利亚石、镁尼日利亚石 (彭志忠石 )等。本文从紧密堆积原理出发 ,深入探讨了尼日利亚石类矿物的晶体化学特征。它们的晶体结构可用O(阳离子八面体配位的层 )、T1(阳离子八面体配位与一种方向阳离子四面体配位的混合层 )、T2 (阳离子八面体配位与两种方向阳离子四面体配位的混合层 )堆积方式表征 ,O层与T层交替排列。尼日利亚石 6H的晶体结构表示为…OT2 OT1OT1… ,尼日利亚石 2 4R的晶体结构表示为…OT1OT2 OT2 OT1…× 3 ,等等 ;它们的晶体结构中既有尖晶石的…OT2 OT2 … ,又有铁钒矿的…OT1OT1…晶体结构单位。这类矿物研究在矿物学、宝石学、材料科学等方面有重要的理论和实际意义     

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。     

碱性长石中Fe^3＋在四面体位置间交换动力学的EPR研究

在加热条件下,利用EPR方法研究了碱性长石中不同四面体位置间的Fe~(3+)、Al~(3+)交换。低温钠长石和透长石晶体分别在水热,1 kbar,500—900℃和干加热,1050℃条件下加热。在低温钠长石中,加热后Fe~(3+)线被加宽,当温度为800℃时,除T_1(o)位置外,没有出现其余四面体位置Fe~(3+)产生的谱线。透长石在1050℃加热1300h后,T_1和T_2线的相对强度发生了变化。实验表明,在碱性长石中不同四面体间Fe~(3+)、Ak~(3+)和Fe~(3+)、Si~(4+)交换与Al~(3+)、Si~(4+)交换比较,前者速度要缓慢得多。     

绿泥石的差热分析

绿泥族矿物是一个成分复杂、种属繁多的大家族.其结构系由滑石和水镁石互层组成.一般的化学式为:[(Mg、Fe~(2 ))_(6-n)(Al、Fe~(3 ))_n][Al_nSi_(4-n)]O_(10)(OH)_8,其中n=0.6-2,八面体中常有Ni~(2 )、Mn~(2 )、Cr~(3 ),四面体中有Ti~(4 )、Cr~(3 )、Fe~(3 )等阳离子混入.在绿泥石族矿物中,类质同象置换是很普遍的.在六次配位中Mg(?)Al之间、四次配位中Si(?)Al之间的置换;另一种重要的置换即Fe对Mg的置换,而且Fe~(2 )对Mg~(2 )的置换是任意的,Fe~(2 )/     

高温改性锌铁尖晶石的晶体化学与磁性研究

尖晶石型矿物因其阳离子在氧四面体和氧八面体中所占比例的不同而分为正尖晶石、反尖晶石和过渡的无序结构尖晶石。本文以微米级锌铁正尖晶石(Zn Fe2O4)为初始研究对象,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线吸收精细结构谱(XAFS)、差热-热重分析(DTA-TGA)、磁性测试(M-H、ZFC-FC)等矿物学、热学和磁学测试手段综合分析了温度对其阳离子配位的影响。结果显示,随着温度的升高,原正尖晶石结构中四面体的ZnⅡ会逐渐与八面体中的FeⅢ发生交换,910℃左右时阳离子的交换速率出现最大值,并在1 200℃加热24 h后达到热动力学平衡,此时晶胞参数a从8.440 7减小到了8.437 2;同时尼尔温度(TN)由13 K升到了27 K,反映了由反铁磁性向亚铁磁性过渡的磁结构变化。本文研究认为,由粒径不同带来的体系能量的差异是造成微米级Zn Fe2O4在高温下阳离子交换行为与纳米级颗粒截然相反的根本原因。     

利用H2O-NaCl-CaCl2体系水盐化合物和冰的融化温度计算NaCl/（NaCl＋CaCl2）比值和盐度的方程

The composition of fluid inclusions in the H_2O-NaCl-CaCl_2 system has been generally graphically estimated using the melting temperatures of hydrohalite(T_(m-HH))and ice(T_(m-ice)).Here we present two equations that can be used to calculate the relative proportion of NaCl(i.e.,NaCl/[NaCl CaCl_2],or X_(NaCl))and the total salinity( i.e.,NaC1 CaC12,wt% )for fluid inclusions with ice as the last melting phase.X_(NaCl)can be calculated from T_(m-HH)using the following equation: y=(a bx)~(-1/c) where y is X_(NaCl),x is T_(m-HH),a=0.33124402,b=-0.031518028,and c=0.22932736.In the cases where only T_(m-ice)is measured and T_(m-HH)is not known,T_(m-ice)can be used as the maximum possible TIn.nil to calculate the maximum value of X_(NaCl)using the above equation.In these cases,the following equation can be used to calculate the maximum total salinity: y=(a bx cx~2)~(-1) where y is salinity,x is T_(m-HH),a=0.057184817,b=0.00078565757,and c=5.7262766E-6.Because the isothems in the field of ice are sub-parallel to the NaCl-CaCl_2 binary side in the H20-NaC1-CaC12 ternary system,the errors in salinity calculation introduced by the above approximation are small(less than 2 wt% ).A Windows program for calculation of X_(NsCl)and salinity is available at: http://uregina.ca/～chiguox.     

高压下天然菱铁矿的压缩性和电子结构研究

采用同步辐射光源和金刚石对顶砧(DAC)技术,对天然菱铁矿的压缩性和电子结构进行了原位X射线衍射(XRD)和X射线吸收近边结构谱(XANES)测试研究。在室温下随着压力逐渐升高至50.2 GPa,菱铁矿保持方解石型结构不变,但是逐渐向Na Cl型结构转变;刚性[CO3]2-基团平行于ab-平面定向排列使c轴的压缩性大于a轴。菱铁矿在44.6~47.1 GPa之间发生电子由高自旋态(HS)向低自旋态(LS)的转变,表现为体积塌陷8%。HS菱铁矿的等温状态方程参数为K0=112(5)GPa和K'0=4.6(3)。首次采用XANES技术对菱铁矿中Fe2+的电子结构进行了研究,结果表明:随着压力升高至37.3 GPa,Fe2+的配位和局域对称并未发生明显变化;此后电子结构开始转变,Fe2+的3d轨道分裂能降低,电子跃迁概率增大,呈现LS特性。     

核磁共振(NMR)和理论计算在优化硼酸盐矿物结构中的应用

不同于硅酸盐矿物一般仅有Si-O四面体,由于B原子的核外电子构型为1s22s22p1,在与氧原子配位时硼原子电子层可以杂化形成sp2或sp3轨道而呈三角形([3]B)或四面体([4]B)配位,配位体间又以多种方式相互联结成各种复杂硼氧配阴离子而成为硼酸盐基本结构单元(FBB),这也     

新矿物彭志忠石-6H的晶体结构和晶体化学研究

彭志忠石(镁尼日利亚石)是一种新矿物,除了Sn、Al外,过去发现的尼日利亚石都是以Fe、Zn为主的,而这次在湖南安化发现的,则是镁的端元矿物。矿物为三方晶系,P_(3m1),a_0=0.5692nm,c_0=1.3782nm。晶体化学式为:Mg_2(Zn,Fe,Al)_2(Sn,Fe)_2(Al,□)_(10)O_(22)(OH)_2。在全自动X射线射仪上,收集了单晶独立衍射强度数据443点进行结构计算,R=0.10。结构中氧沿c轴成…ABCACB…紧密堆积。阳离子充填四面体和八面体部分空隙,形式为…OT_2OT_1OT_0…。最后讨论了尼日利亚石—黑铝镁铁矿—塔菲石系列矿物的晶体结构和晶体化学。     

圣水峪辉绿泥石中多型的体衍生

根据透射电镜观察 ,在采自山东省泗水县圣水峪并作为镁普通角闪石之蚀变产物的辉绿泥石(K0 .0 1Na0 .0 1Ca0 .0 2 Mn0 .0 1Fe1.82 Mg2 .6 1Cr0 .0 4Al1.30 ) [Al0 .88Si3.12 O10 ](OH) 8中 ,发现了由两种不同的绿泥石规则一层多型所构成的体衍生现象。确认其中一种为α =12 0°的Ⅰb 3或Ⅱab 4多型 ,另一种为未确定的某种多型 (α =90°)。两者间的三维相互取向关系为 ,彼此的c 轴完全一致 ,a轴和b轴也都对应地两两相互平行 ;同时还有它们的 ( 0 0 1)面网间距d(0 0 1) 彼此相等。