山西地质趣谈（二）（连载）

二、山顶皓月大铁矿 山西的两座正在开采的重量级铁矿都在高山顶上。那就是五台山代县峨口铁矿和吕梁山娄烦尖山铁矿。前者为海拔2600m的山羊坪矿区,后者为海拔1700m的尖山矿区。这两座铁矿都是太古代的沉积变质铁矿。山西太古代属于大洋型铁镁型洋壳,壳体很薄。所以大量地幔分异物质——洋底玄武岩得以大规模外溢,海水中溶解着大量低价铁的氧化物和二氧化硅。可能火山喷发中大量酸性气体进入水体,     

气象科技动态

德预测未来10年气候变化趋势;法国科学家发现甲烷是导致全球变暖的“加速器”;“人工影响天气纳米复合催化剂”问世;科学家认为温室气体排放趋零方可拯救地球     

地质素描——地貌景观图

在新疆西准噶尔地区的超基性岩体,由于围岩古生代硅质岩易遭受风化作用,在地貌上位于低处。新疆唐巴勒超基性岩体地貌景观图中的硅质岩在高处,而超基性岩体在低处。这是由于硅质岩含二氧化硅高,而超基性岩二氧化硅含量较低的缘故。     

天津蓟县二维纳米级伊利石研究

天津蓟县中元古界串岭沟组上部黑色页岩产有丰富的伊利石,其矿物组合仅为石英和伊利石,是重要的可利用伊利石资源。运用化学成分分析和XRD方法确定出伊利石含量为64％～70％。由Scherrer方程计算的平均c^*轴方向厚度为12nm,平均6轴方向长度为167nm,结合伊利石的片状生长习性,可确定串岭沟组上部黑色页岩所产伊利石为二维纳米级伊利石,具有重要的纳米属性。化学成分分析表明,黑色页岩所产伊利石具有0．75的层间电荷和二八面体为主的二八-三八面体的过渡类型八面体结构特点。对数正态粒度大小的分布特征表明黑色页岩中的伊利石经历了由成核→等体积转移→最终长大的Ostwald成熟效应。     

石英中铝、钙和镁的纳米离子探针原位分析标准物质研究

石英胶结物是砂岩中重要的胶结物类型。用纳米离子探针(CAMECA Nano SIMS 50L)对石英胶结物中Al、Ca和Mg等重要微量元素进行原位分析,可为成岩作用研究提供重要基础依据。然而,由于缺乏相应的标准物质,一直不能对石英胶结物中Al、Ca和Mg进行研究。针对不均一的石英颗粒样品,文中采用细磨、混合、高温熔融(2000℃,6个小时)与快速冷却等措施,制作均一化的石英玻璃。经纳米离子探针验证,该石英玻璃中Al、Ca和Mg在亚微米尺度上是均一的,已能满足成岩作用研究的需要。随后,用电感耦合等离子体发射光谱和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱测定了石英玻璃中Al、Ca和Mg的含量。相对灵敏度因子分析显示,这些测试结果是协调、合理的。该均一化的石英玻璃可作为亚微米尺度Al、Ca和Mg原位分析的标准物质。     

纳米碳酸钙影响下红黏土强度特性试验研究

为了探寻纳米碳酸钙对桂林红黏土力学强度特性的影响机理,利用TSZ-1型三轴试验仪进行不固结不排水三轴压缩试验,分析了在不同干密度条件下各梯度纳米碳酸钙掺量对重塑红黏土黏聚力、内摩擦角、抗剪强度以及应力-应变曲线的影响,从红黏土矿物颗粒胶体化学的角度阐释纳米碳酸钙对红黏土力学强度的影响机理,研究结果表明:随着纳米碳酸钙掺量增加,红黏土黏聚力、内摩擦角以及抗剪强度呈现先减小后增大的趋势;纳米碳酸钙的掺入改变了原有的介质电荷pH值,使得红黏土原有的氧化铁胶结吸附平衡发生改变,形成新的钙质胶结团粒,改变了红黏土的强度特性;加入纳米碳酸钙后起始干密度为1.4g ·cm-3的重塑红黏土样应力-应变曲线由弹性理想塑性型变为应变硬化型。     

铜陵矿集区层状硫化物矿床成因

新桥硫铁矿床是铜陵矿集区重要的硫（铁、铜、金）多金属矿床,长期以来对其成矿作用存在争议。采用光学显微镜、粉晶X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE SEM）和高分辨透射电镜（HR TEM）等矿物学研究手段,对新桥硫铁矿床层状矿体中胶状黄铁矿—菱铁矿型矿石矿物学进行了研究,结果表明该矿石主要由黄铁矿和菱铁矿组成（含量分别为743%和244%）,含少量石英和伊利石;黄铁矿主要呈现纳米—亚微米粒径的自形、半自形立方体形态,菱铁矿以20~50μm的半自形菱面体产出,石英和伊利石呈现碎屑颗粒形态;偏光显微镜下胶状黄铁矿和菱铁矿呈现共生关系,FE SEM下观察到微米粗粒菱铁矿与纳米—亚微米黄铁矿之间呈现镶嵌关系,可观察到菱铁矿表面存在黄铁矿的印模。FE SEM和HR TEM观察和能谱分析确证胶状黄铁矿—菱铁矿型矿石中仍然保存有少量的微生物残体和有机质。这些综合信息反映新桥胶状黄铁矿非岩浆热液成因,而是生物化学沉积成因。该层状铁硫化物—碳酸盐建造由于具有较高的地球化学活性,对燕山期岩浆活动驱动热液形成层状矿体发挥了重要的控制作用。     

滑石的最小及最佳纳米粒子的结构表征与计算

从纳米科技的角度出发 ,阐述了滑石纳米化研究的必要性。为了更充分地了解纳米滑石的性质 ,开拓纳米滑石应用的新领域 ,以矿物晶体结构、晶体化学理论为基础 ,根据滑石的晶胞参数、原子排列的特点等 ,提出了其最小纳米微粒的假设。通过对滑石微粒的晶胞数、原子数、平行 (0 0 1)面表面原子数及其比例的计算 ,分析讨论了它们与滑石微粒尺度的相关规律 ,同时在理论上对滑石微粒的最佳纳米尺度进行了确定     

热处理Mg/Al-LDH结构演化和矿物纳米孔材料制备

层状双氢氧化物(LDH)是自然界不常见的矿物,然而却是易于合成的重要材料。本文利用X射线衍射和透射电镜技术研究了Mg/Al-LDH热处理结构演化。结果表明,对于层间阴离子主要为碳酸根的Mg/Al-LDH,在400~800℃之间形成镁铝固溶体似方镁石结构氧化物。在层状双氢氧化物脱出结构水形成氧化物的过程中,产生2~3nm的纳米孔隙,但仍保留原来LDH片状晶体假象形貌,并继承原来的晶体结构取向。煅烧形成的具有似方镁石结构的氧化物可以重新水化形成新生LDH,但重新水化形成的LDH结晶度比原来的LDH结晶度低,这一过程可以导致微米和亚微米颗粒LDH趋于纳米化,并产生纳米粒间孔隙。温度高于1000℃时似方镁石结构氧化物进一步相变为尖晶石结构氧化物和方镁石复合物相,其中的方镁石可以水化为水镁石并且可以酸溶去除,相转变形成的尖晶石呈现纳米多晶并存在纳米粒间孔隙。这一发现为利用矿物相变原理制备廉价似方镁石结构纳米孔材料、LDH结构纳米孔材料和尖晶石结构纳米材料提供了新的思路。