序

近年来,造岩矿物的研究,无论在广度或深度方面,都有很大进展。这不仅加深了对造岩矿物本身的认识,而且对提高整个矿物学的研究水平,也起着带头的作用。 在研究造岩矿物的多种方法中,X射线粉末法占有十分重要的地位。这种方法既比较普及易行,又能较深入地解决造岩矿物一系列问题。有关这方面的研究方兴未艾。因此,孙以谏同志这本文集的出版,必将引起同志们的广泛注意。 作者在第一篇文章中,介绍了他多年独立研究提出的用粉晶法求低对称晶胞参数的原理和方法。这对正确地利用X射线粉晶数据是十分必要的。     

前言

这里汇集的几篇论文,是笔者近年来用X射线粉末法研究长石类造岩矿物的初步总结。 用X射线粉末法研究造岩矿物的基本任务之一,就是尽可能准确地确定其成分与结构状态上的细微变化和晶胞变化之间的规律关系。只有在这个基础上,我们才有可能选择合适的衍射线作为特征衍射,来建立有效的鉴定方案。近年来,国外流行的鉴定图表,正是这样建立的。例如,碱长石的“三峰法”,实质上是脱胎于“b-c”图,等等。可见,要深入研究造岩矿物,必须首先设法用粉末图精测晶胞参数。     

X射线晶体学对造岩矿物研究的应用

本文主要叙述XRD（X射线衍射）及单晶X射线回摆图在选岩矿物研究中的应用，不涉及X射线晶体结构分析。     

孙以谏研究员

孙以谏研究员，1954年10月毕业于合肥工业大学（现称）地质系，早年从事煤田地质研究，1963年始，专事X一射线结晶矿物学至今。他长于将数学方法应用于造岩矿物品体结构变化的研究。1984年在全国首届X一射线结晶矿物学会上，被选为委员及造者矿物组组长，并决定将他作为国际结品学家名人录的中国学者送呈，于1986年被批准正式列入名人录。“政府特殊津贴”获得者。1975年，孙先生在国内最早独立完成了X一射线粉末图测定品胞参数的计算方法的设计，并于八十年代编写出相应的计算机软件，经在同行中交流推广，吸收和接受反馈意见修改后成为…     

钙质闪石晶体化学类型的X-射线粉末法判定

闪石族矿物是成分和结构最复杂的造岩矿物之一.至今,闪石族的晶体化学类型只能以化学方法为主,同时结合穆斯堡尔及X射线结构分析的结果来判别。Zussman,J.在1955年就已否定了用X-射线粉末数据来估算闪石的成分的任何可能性.他认为:由于闪石族矿物的阳离子晶位有七种之多(含T位),每个晶位都存在着至少三种不同元素离     

火山岩中碱长石的调制结构及其成因

本文在新近陆续发表的几篇文章基础上,综合全部地质产状、岩化计算、光性测定及X射线粉末法与单晶分析结果,对安徽庐枞、浙江寿昌、桐庐及有关地区火山岩中碱长石的调制结构特征及其成因意义进行初步探讨。重点讨论分属扬子区与沿海区两大不同构造单元内火山岩中碱长石的出溶特征及地质成因问题。因此,凡涉及X射线单晶,透射电镜分析方法及调制结构衍射特征具体描述等已见于前文的诸细节,这里一般均从略。     

造岩矿物研究的现状和课题

<正> 不言而喻,造岩矿物的研究不仅对矿物学,而且对岩石学以至地质学的发展,都是一个重要的环节。除了一部分造岩矿物外,多数造岩矿物都是极为复杂的,尽管其种类不多,但现在想掌握其全貌尚有困难,因为造岩矿物是多元系化学反应的结果,而且大     

近代矿物学第二讲——电子显微镜与矿物学

<正> 一.前言 电子显微镜(简称电镜)问世已近50年,在40多年前就被用来研究某些矿物学问题。但是,由于绝大多数矿物样品制备的困难及早期电镜性能等方面的问题,使其在矿物学上的应用一直停滞不前。直到70年代,由于高分辨率和超高压透射电镜的出现,并与选区电子衍射、X射线能量分析等多种测试手段相联合,同时也出现了离子束减薄制样装置,才使电镜在矿物学研究方面得到迅速发展,人们长期以来梦寐以求想直接观察矿物晶体构造的渴望终于实现了。在过去十多年中,通过使用现代电镜对矿物单位晶胞大小的结     

江西盛源盆地橄榄玄粗岩系列火山岩长石矿物特征及成因信息

江西盛源盆地橄榄玄粗岩系列火山岩中的长石矿物特征为:斜长石斑晶具有反环带结构和交代净边结构,基质中存在大量的斜长石微晶,且在电子探针下研究发现基质中斜长石微晶具有钾长石环边的矿物学特点,为此类火山岩归属于橄榄玄粗岩系列火山岩提供了矿物学证据。通过对长石矿物组合特征进行研究,探讨该地区橄榄玄粗岩系列火山岩的成因以及成岩时的物理化学条件等方面的信息。     

1980年粘土矿物概况

<正> 由于近来在粘土矿物学方面几乎没有取得什么进展,因此这篇评论文章将要从比1980年更早的一些时候开始。 对土壤和沉积粘土矿物的晶体结构、表面结构、矿物成分和化学成分的深入细致的研究继续在发展。人们已采用了比较精密的物理和化学方法,如扫描电子显微镜,高分辨电子显微镜,穆斯鲍尔效应,红外光谱,X射线光电子能谱以及中子衍射和散射分析。     

火山岩中主要造岩矿物的X射线定量

本文是近年来我们用x射线多相定量方法测定火山岩中主要造岩矿物相对含量的工作小结。     

花岗岩铀地球化学特征新认识——以赣南富城产铀花岗岩体为例

对富城花岗岩U、T h含量分析结果进行的频数统计分析表明富城花岗岩U的均值为8.92×1-0 6、众数为8.0×10-6、中位数为7.03×1-0 6,其概率密度曲线偏向高端呈右偏非对称分布(偏度系数CSK=1.10)。T h的均值、众数和中位数三者一致,分别为25.7×10-6,25.75×10-6,25.8×1-0 6,其概率密度曲线呈对称正态分布(偏度系数CSK=0.11)。核诱发裂变径迹研究查明富城花岗岩中铀有4种存在形式:(1)显微粒状铀矿物(晶质铀矿);(2)以类质同像形式存在于锆石、磷灰石等副矿物之中;(3)均匀分散赋存在造岩矿物晶格之中的结构铀;(4)沿造岩矿物(长石、石英)微裂隙及粒间分布的非结构铀。对富城花岗岩铀配分研究发现,赋存在造岩矿物中均匀分散状的结构铀含量与全岩铀不呈消长关系,而是存在一定的极限值:长石、石英<3×1-0 6,白云母<5×10-6,黑云母<9×10-6。溶浸实验结果表明,富城花岗岩活动性铀浸出率很高(平均值52%),为富城花岗岩具有较大铀成矿潜力提供了佐证。     

Effects of Al doping on the structure and properties of goethite and its adsorption behavior towards phosphate

Al substitution in goethite is common in soils, and has strong influence on the structure and physicochemical properties of goethite. In this research, a series of Al-doped goethites were synthesized, and characterized by powder X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectroscopy. The adsorption behavior of these samples towards PO₄^3 − was also investigated. Characterization results demonstrated that increasing Al content in goethite led to a reduction in crystallinity, increase in specific surface area (SSA), and morphology change from needle-like to granular. Rietveld structure refinement revealed that the lattice parameter a remained almost constant and b slightly decreased, but c was significantly reduced, and the calculated crystal density increased. EXAFS analysis demonstrated that the Fe(Al)–O distance in the structure of the doped goethites was almost the same, but the Fe–Fe(Al) distance decreased with increasing Al content. Surface analysis showed that, with increasing Al content, the content of OH groups on the mineral surface increased. The adsorption of phosphate per unit mass of Al-doped goethite increased, while adsorption per unit area decreased owing to the decrease of the relative proportion of (110) facets in the total surface area of the minerals. The results of this research facilitate better understanding of the effect of Al substitution on the structure and properties of goethite and the cycling of phosphate in the environment.     

Photocatalytic activity of TiO2 containing anatase nanoparticles and rutile nanoflower structure consisting of nanorods

A series of TiO2 with different crystal phases and morphologies was synthesized via a facile hydrothermal process using titanium nbutoxide and concentrated hydrochloric acid as raw materials. The photocatalytic activity of the samples was evaluated by degradation of Methyl Orange in aqueous solution under UV-Visible light irradiation. On the basis of detailed analysis of the characterizing results of high-resolution transmission electron microscopy, X-ray powder diffraction measurements, X-ray photoelectron spectroscopy and Brunauer-Emmett-Teller measurement, it was concluded that the photo-activity of the catalyst is related directly to the 3D morphology and the crystal phase composition. An excellent catalyst should have both a futile 3D flower-like structure and anatase granulous particles. The 3D flower-like structure could enhance light harvesting, as well as the transfer of reactant molecules from bulk solution to the reactive sites on TiO2. In addition, the optimum anatase/rutile phase ratio was found to be 80：20, which is beneficial to the effective separation of the photogenerated electron-hole pairs.     

K/T界面冲击层的岩石矿物特征及其对论证地外撞击事件的意义

分布在世界各地的K／T界面剖面，尽管形成环境各异，但彼此之间的岩石矿物特征却有许多共同之处。对于大多数剖面来说，界面粘土层的底都普遍存在着一个结构特别的冲击层。冲击层的厚度在全球的分布并不均匀，北美和加勒比海地区可达2～50cm，而其它地区则只有几厘米。冲击层的厚度可能反映了距离撞击坑的远近。详细的岩石与矿物学研究结果表明，在北美和加勒比海地区冲击层实际上具有双层结构特征。上面的一层称为火球层，除了富集Ir和其它地外指示元素外，还含有大量的烟灰和富Ni镁铁尖晶石。下面的溅射层则含有大量的冲击玻璃球粒（玻璃陨石）和冲击变质矿物。K／T界面冲击层的发现为Ir异常的地外撞击成因解释提供了更为直接的物理证据。     

昆明湖沉积物的组成和理化性质的粒度响应

文章采用扫描电镜、激光粒度仪、X-射线衍射光谱仪,全谱直读ICP发射光谱仪等现代大型仪器鉴定和常规化学分析技术,对不同筛分粒径下昆明湖沉积物颗粒的组成、形貌及物理化学性质进行了综合分析.结果表明,昆明湖沉积物颗粒主要以粉粒和黏粒为主,具有晶体结构,平均粒径为22.37-160.17 μm;呈现不规则的块、片状形貌,表面...     

Unraveling the size distributions of surface properties for purple soil and yellow soil

Soils contain diverse colloidal particles whose properties are pertinent to ecological and human health, whereas few investigations systematically analyze the surface properties of these particles. The objective of this study was to elucidate the surface properties of particles within targeted size ranges (i.e. > 10, 1–10, 0.5–1, 0.2–0.5 and < 0.2 μm) for a purple soil (Entisol) and a yellow soil (Ultisol) using the combined determination method. The mineralogy of corresponding particle-size fractions was determined by X-ray diffraction. We found that up to 80% of the specific surface area and 85% of the surface charge of the entire soil came from colloidal-sized particles (< 1 μm), and almost half of the specific surface area and surface charge came from the smallest particles (< 0.2 μm). Vermiculite, illite, montmorillonite and mica dominated in the colloidal-sized particles, of which the smallest particles had the highest proportion of vermiculite and montmorillonite. For a given size fraction, the purple soil had a larger specific surface area, stronger electrostatic field, and higher surface charge than the yellow soil due to differences in mineralogy. Likewise, the differences in surface properties among the various particle-size fractions can also be ascribed to mineralogy. Our results indicated that soil surface properties were essentially determined by the colloidal-sized particles, and the < 0.2 μm nanoparticles made the largest contribution to soil properties. The composition of clay minerals within the diverse particle-size fractions could fully explain the size distributions of surface properties.     

厦门近海表层沉积物结构特征及物源初探

为研究厦门近海海域表层沉积物的结构特征、组成及来源,于2010年7月采集厦门湾表层沉积物,综合粒径分析、X射线衍射、扫描电镜等方法对沉积物进行表征。粒径分析的结果表明,沉积物的主体粒径在80μm附近,且有明显的次粒级峰,并以粗颗粒的主体粒级峰占有优势。研究的沉积物类型主要有三种,砂质粉砂、粉砂质砂和砂-粉砂,其中砂质粉砂是分布最广泛的沉积物类型区域沉积物,其含量达90%以上;而粘土含量以背景点鸡屿岛为最高,达到11.97%。X射线衍射分析表明,沉积物中优势轻矿物为石英、高岭石,部分区域含有石墨及一些零星分布的伊利石、海绿石和斜绿泥石。这些矿物组成显示了厦门湾海域表层沉积物具有较好的亲陆性,同时,其组成也受到了涨潮流的较大影响。沉积物形貌形态的研究发现,厦门湾沉积物组分较为复杂,其中含有多种藻类及其碎片(主要为硅藻)、矿物颗粒(高岭石)及未知名碎片;形状主要有孔状结构、层叠状结构、长条片状和不规则的六边形块状等。     

北京大气颗粒物的粉晶X射线物相鉴定

本工作采用丙酮一二碘甲烷重液体系,对北京的大气颗粒物进行了密度梯度分级处理.各级样品的X射线粉晶衍射分析表明,其中含有十七种物相.对污染物来源作了初步讨论.