超高压闪石的发现及其成因矿物学意义

在缅甸硬玉岩区发现了 6种相对罕见的钠质、钠钙质角闪石 (蓝闪石、灰闪石、铝钠闪石、镁红闪石、镁钠钙闪石和蓝透闪石 ) ,其中蓝透闪石、灰闪石和镁红闪石的发现属首次。灰闪石和镁红闪石只产于挪威、中国大别和阿尔卑斯超高压带 ,或在超高压实验岩石学的实验中被合成。同时还研究了这些闪石的化学组成、种属间的关系及形成条件 ,这些闪石形成时压力不低于 2 .2× 1 0 6 k Pa,因此缅甸硬玉岩区可能是世界上又一个超高压区。     

磷酸盐矿物的孔道结构特征及其环境意义

黄磷铁矿、磷钠铍石、磷方沸石、簇磷铁矿、磷锰钠石、水磷铈石和磷灰石是非硅元素的孔道结构矿物。[PO_4]四面体和[MO_n]多面体共用角顶构成杂多面体格架。形成一维或多堆沿一定方向分布的孔道结构,孔道内由水分子和其它金属或非金属离子占据。孔道结构的磷酸盐矿物具有类似沸石矿物的分子筛效应,可与其它有害元素进行离子交换、孔道过滤和表面吸附等功能,是另一类重要的环境矿物材料。     

差异扩散速度与晶体形态标型

本文依据矿物晶体结晶时不同结晶离子对晶体结晶的作用不同,提出了差异扩散速度控制晶体形态的观点。文中论述了差异扩散速度的产生及影响因素,指出外部因素（温度、压力、粘度、酸碱度等）是通过离子的扩散速度变化来主导占位选择和形成优势面网,最终形成反映差异扩散速度的晶体形态。用差异扩散速度来解释矿物的晶体形态标型,比较全面地考虑各种外部因素的共同作用,从而避免了文中列举的片面性。此外,文中还探讨了晶体的生长方式、优势面网的产生和产生的必要条件以及相对衍射强度与优势面网的关系。     

纳米纤维状白炭黑的孔隙特征

在与传统白炭黑对比研究的基础上,利用TEM和氮吸附法对纳米纤维状白炭黑(MLD为92.73%)进行研究,主要讨论了纳米纤维状白炭黑多孔结构的成因、孔径大小、孔分布及孔类型等特征分析表明:纤蛇纹石中氢氧镁石八面体层被酸溶蚀和硅氧四面体层的塌陷是导致这种白炭黑具有多孔纳米纤维结构的直接原因。这种白碳黑的长度为微米级或纳米级,其孔隙以小于6.5nm的中孔为主,其中又以孔径2.1nm和3.8nm处的孔隙数量最多。它有两种孔隙类型:纤维上的孔隙和纤维的堆积孔隙。纤维上的孔隙包括SiO2微粒间的孔隙、其聚结体间的孔隙、残余纳米管的管道和毛细…     

两种卵巢肿瘤中砂粒体的矿物学研究

砂粒体是病理诊断中常见的钙化形式,与肿瘤关系密切。选取具有砂粒体矿化物的6例卵巢浆液癌和2例成熟性囊性畸胎瘤样品,采用POM、ESEM、EDX、TEM、μ SRXRD和μ SRXRF等研究方法,对原位和分离处理后的砂粒体进行了观察测试。结果表明,两种卵巢肿瘤中的砂粒体由粒状和短柱状矿物分层集合而成,其形成与胶原纤维关系密切。卵巢浆液癌和畸胎瘤中的砂粒体最大直径分别为35 μm、70 μm,主要矿物成分分别为碳羟磷灰石Ca5［PO4,CO3］3(OH)、羟基磷灰石Ca5(PO4)3(OH)。砂粒体中还含有Na、Mg、Zn、Fe、Sr、Cu等微量元素,Zn可替代Ca进入矿物晶格。     

方解石-白云石-菱镁矿的中远红外光谱学特征研究

利用拉曼光谱和红外光谱研究了方解石、白云石和菱镁矿的光谱学特征,探究了影响三种矿物红外辐射性能的因素。三种矿物的拉曼光谱(Raman)、中红外吸收光谱(MIR)、远红外吸收光谱(FIR)显示随着矿物中镁含量的增大将会影响CO₃^2-的面外弯曲振动(ν₂)、反对称伸缩振动(ν₃)和平面内弯曲振动(ν₄),使各光谱特征峰均向高频端迁移。基于黑体辐射定律以及在80 ℃、400~2 000 cm^-1矿物的辐射能量谱,结果显示方解石、白云石、菱镁矿的发射率依次减少(0.951,0.938,0.895)。三种矿物的红外吸收光谱和发射光谱中的振动位置均受CO₃^2-基频的显著影响,在1 300~1 650 cm^-1均产生宽的低吸收带,该吸收带与CO₃^2-的反对称伸缩振动相关,且吸收带范围(202,236,272 cm^-1)与发射率之间呈负相关关系。因此,当最强化学键的振动出现在发射光谱窄的吸收带范围内会产生相对较高的辐射能和发射率。此外,矿物的晶体结构也会影响发射率,大的离子半径、键长和晶胞体积将降低辐射过程中能量的吸收,增强辐射特性。综上研究结果,方解石、白云石和菱镁矿的拉曼光谱和红外光谱揭示了金属原子的相对质量对光谱学特征的显著影响,其发射率可能受到C—O键的反伸缩振动范围、最强吸收带控制的最低发射率以及矿物晶体结构的共同影响。这项研究呈现了必要的光谱信息和热发射率数据以识别特定的碳酸盐矿物,为类似矿物的光谱特征研究奠定了基础;同时为进一步认识地壳中大量的碳酸盐矿物提供了研究方法,也为地外勘探的深入研究给予相关的理论基础。     

纤蛇纹石在纳米材料及环境科学中的意义

传统工业矿物——纤蛇纹石，是一种具有独特卷管状构造的一维纳米管材料，具有机械强度好、耐热、绝缘等优良性能，同时具有高表面化学活性和生物活性。其活性主要源自表面不饱和键、纳米晶体巨大的比表面积所带来的高表面能以及卷曲构造导致的晶格弯曲而引起的附加内能和表面能。优良的物理和化学性能使其在纳米新材料中具有广阔的应用前景；高表面活性使其可被用来治理环境污染，但也可对人体造成致命威胁，导致石棉肺并引发癌症。因此，积极开展纤蛇纹石污染和致病机理的深入研究，有针对性的对其进行表面改性，降低或消除其毒性，同时加强采、选及加工企业粉尘污染的监测、改善人员防护，纤蛇纹石可以发挥优良性能，实现物尽其用。     

甲状腺乳头状癌中砂粒体矿物学研究

砂粒体矿化对诊断甲状腺乳头状癌具有高度的特异性,对其矿物成分及形成机理的分析有望对研究肿瘤的发生发展过程提供辅助信息.本文以甲状腺乳头状癌中的同心层状砂粒体矿化作为研究对象,采用偏光显微镜、环境扫描电镜及其能谱、傅立叶变换红外光谱、电子探针和高分辨透射电子显微镜,对原位和分离处理样品的表面形貌、结构和矿物成分进行了观察测试.研究结果表明,甲状腺乳头状癌中砂粒体是由纳米尺寸的粒状、短柱状碳羟磷灰石及一些无定形低Ca/P(原子分数,下同)的磷酸钙矿物混合组成,砂粒体的同心层状构造具有微胶粒成因的特征,是结构和成分不同的直接反映,砂粒体中Ca、P及 Ca/P的分布具有从外向内逐渐升高的趋势.     

地表“矿物膜”:地球“新圈层”

地球表层是一个极为复杂的开放系统,其中所充满的阳光、大气、水分、有机酸、无机酸/盐、矿物质和微生物等彼此之间无时无刻不在发生着人们尚未充分认识到的多种自然作用。本文采用环境矿物学、半导体物理学与光电化学等交叉学科研究手段,在我国南方红壤、西南喀斯特和西北戈壁等典型陆地生境中,发现直接暴露于太阳光下的土壤/岩石表面广泛发育有几十纳米到数百微米厚度的铁锰氧化物"矿物膜";详细研究了铁锰氧化物"矿物膜"中矿物组成及其精细结构特征,发现半导体性能优异的水钠锰矿普遍存在,其晶体结构中富含促进其光催化功能的稀土元素Ce。在这些生境中,矿物岩石表面所包覆的铁锰氧化物"矿物膜"总是朝着太阳光发育,岩石背面却不出现"矿物膜",揭示出太阳光照射下的地球陆地表面普遍存在的"矿物膜"与太阳光有着直接的响应关系。光电化学测试结果显示,天然"矿物膜"具有较好的日光响应性能,由其制成的电极在可见光照射下皆能产生明显的光电流,而不含铁锰氧化物矿物的岩石基质样品及石英、长石等矿物样品几乎不产生光电流,表明"矿物膜"光电流的产生主要与铁锰氧化物有关。进一步测得"矿物膜"中主要铁锰氧化物的禁带宽度均小于2. 5eV,证明其均为对可见光具有广泛而良好吸收的天然半导体矿物。以全球日光平均辐照强度100mW/cm~2计以及全球典型生境中"矿物膜"分布面积估算,全球"矿物膜"吸收太阳能等效为生物质能的最大量与2017年度全球糖类产量(1. 92亿吨)相当。铁锰氧化物"矿物膜"不仅存在于陆地地表,还存在于海洋透光层中。可以认为地表"矿物膜"是地球上分布最广的天然"太阳能薄膜",从功能上"矿物膜"相当于继地核、地幔和地壳之后的地球第四大圈层,事实上构成了地球"新圈层",也是地球在太阳光能量驱动下发生外营力地质作用的关键地带。在此基础上,本文提出从"矿物膜"中产生的矿物光电子与太阳光子和元素价电子共同组成了地表存在的三种主要能量形式的认识。深入探讨太阳光照射下地表多圈层交互作用界面上所发生的电子传递与能量转化的微观机制,有助于深刻理解地表"矿物膜"这一地球"新圈层"如何影响地球物质演化、生命起源进化与环境变化演变的宏观过程。     

人体中的矿物

人体矿物及其健康效应是生物矿化作用中的一个极具活力的研究领域。本文首先介绍了与生物矿物和生物矿化作用相关的一些基本概念,并对生物矿物的特点和种属进行了厘定,明确了它们在矿物分类中的位置。在此基础上,对人体内的生物矿物及其产出位置进行了总结,并着重评述了一些重要的人体矿物的特征及其生理性或病理性效应。