广东省红粘土中铁杂质及其赋存形式分析

中国细白瓷历经数百年的发展,使得优质粘土矿物资源的紧缺形势日益严峻,对中低品质矿物的提纯和利用越来越受到关注。其中,劣质矿产的除杂即是提高其品质要解决的重点问题。铁杂质是陶瓷生产中最主要的有害物质,对Fe的赋存方式进行探究可为除杂技术的应用建立相关基础。目前,对中低品质的粘土矿物中铁杂质赋存形式的研究仍较少。广东省红粘土分布广、储存量大,但其较高含量的Fe降低了其使用价值,限制其作为优质资源进一步利用。该研究对中国广东省梅州市的低品质红粘土中铁杂质和其赋存形式进行分析。Fe在矿物中的赋存形式复杂,结晶程度较低,采用传统的测试方法难以对其进行有效地分析。因此,通过拣选红粘土原矿中红、黄、灰绿三种杂质组分,并分别进行淘洗和过筛法分离粘土矿物。采用X射线荧光光谱、扫描电镜和能谱、透射电镜和选区电子衍射、可见光-近红外吸收光谱仪及可见光一阶导数光谱法对其矿物组成、化学成分、显微结构及谱学特征进行测试分析,探讨Fe元素的赋存形式。结果表明：Fe元素是影响该红土矿外观颜色的最主要元素。所有样品中粘土矿物主成分为高岭石和伊利石。红色和黄色杂质组分中,Fe元素主要以赤铁矿-针铁矿的自由团聚体夹杂或附着于片状粘土矿物表面;灰绿组分中Fe元素主要以Fe-Mg云母的结构铁形式存在。研究发现,在对红粘土矿物的分离过程中,Fe杂质以自由铁和结构铁的形式随着粘土矿物一同被选出。该研究结果有助于南方红粘土提纯方法的选择,并有助于提高低品位粘土的处理效率和质量。     

漫反射光谱测定云南元谋盆地古红土铁氧化物

铁氧化物矿物是现代土壤和古土壤的重要组成,其数量和形态是反映土壤成土条件和土壤风化发育程度的重要指标。鉴于其粒度细小、结晶度差、含量低、与粘土矿物密切共生, 加之基体效应的影响,难以快速准确测定其含量;鉴于某些测试方法自身的限制,能用于铁氧化物矿物定量分析的方法也很少。在分析目前常用测量方法的基础上,选择漫反射光谱法（DRS）对云南元谋盆地所采古红土样品中的铁氧化物进行定量研究,结果表明：漫反射光谱法测得土壤样品在400~2 500 nm之间,间隔2 nm共1 061个波段的光谱反射率最高45%左右,各样品反射率特征较为一致;漫反射光谱一阶导数显示,光谱主峰位于575 nm处,为赤铁矿的指示波谱段,次级峰位于435 nm处,为针铁矿的指示波谱段;确定云南元谋古红土存在赤铁矿和针铁矿,其含量范围3~5和5~10 g·kg-1,此结果获得XRD方法分析方法的佐证。     

基于漫反射光谱的红层色素实验研究

大陆红层的红色色素主要来自其内的微粒赤铁矿。地质方面的最新研究成果表明,红层的色素起源于成岩阶段而非沉积阶段,是成岩过程中的高地温导致沉积物中铁的含水化合物脱水所致。本文采用对现代黑色淤泥沉积物进行不同方式的加热实验,并使用Perkin-Elmer Lambda 950紫外-可见-近红外分光光度计,用漫反射光谱法测定实验样品针铁矿和赤铁矿特征峰的变化,同时计算样品的红度值,以定量实验样品的染色程度等方法,模拟沉积物变红、亦即红层色素生成的过程。实验结果表明,现代淤泥沉积物中的铁主要以铁的水化物(针铁矿)形式出现;针铁矿脱水转化为赤铁矿的初始温度约为150 ℃,温度升高或加热时间延长,均可造成针铁矿含量减少和赤铁矿含量增加,样品的红度值与赤铁矿特征峰高度呈正相关关系。实验结果为红层色素热起源的认识提供了重要支持。     

漫反射光谱在“老挝石”颜色成因上的应用

近来,一种产自老挝的新型印章石(俗称“老挝石”)涌进国内市场,对我国印章石市场造成一定影响,“老挝石”的研究尚处于起步阶段,对其颜色成因的研究更为缺乏。采用漫反射光谱(DRS)结合X射线粉晶衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、X射线荧光光谱(EDXRF)等测试对红色“老挝石”的矿物成分和致色机理进行深入研究。结果显示,“老挝石”的主要矿物成分为地开石,并含有少量高岭石,化学成分中的Fe含量和“老挝石”红色色调呈正相关关系,即颜色越深Fe的含量越高。铁质矿物呈微晶集合体浸染分布于地开石的颗粒间,由于其含量低、粒度细小,常规的微区测试方法无法确认其种属。相比之下,漫反射光谱对微晶铁矿物的鉴定十分有效,对可见光波段漫反射光谱处理得到导数等,在土壤沉积物中已经被用来定量测定针铁矿和赤铁矿。该研究中“老挝石”基体与土壤沉积物均为粘土矿物,可以用漫反射光谱来判定“老挝石”中铁矿物种属。漫反射光谱一阶导数法显示,其谱峰位于565～570 nm,由此确认铁矿物的种属为赤铁矿。微晶赤铁矿分布于“老挝石”矿物颗粒间,使样品产生红色,赤铁矿含量越高,红色调越深。     

不同气候带风成沉积中赤铁矿和针铁矿含量对比——基于漫反射光谱和色度方法

赤铁矿（α-Fe₂O₃）和针铁矿（α-FeOOH）是风成沉积物和土壤中常见的两种致色矿物,具有重要的环境指示意义。赤铁矿指示干热环境条件,针铁矿指示湿冷环境条件。两者同存于沉积物或土壤中,相互竞争。在实际研究中,通过应用两者的比例来指示环境条件的变化。由于天然样品中赤铁矿和针铁矿含量低、磁性弱,传统的X射线衍射方法、化学分析法以及岩石磁学方法都难以准确、便捷地检测出二者的含量。基于两者光学特征,近年来越来越多的研究者使用漫反射光谱和色度方法尝试进行天然样品中赤铁矿和针铁矿的定量研究。然而,这两种方法也存在着一些问题。漫反射光谱中赤铁矿和针铁矿特征峰强度受基底效应、晶格离子替代等因素影响;色度参数的红度同样受晶格离子替代影响,黄度影响因素更为复杂。因此,两种方法的相关参数不能简单地等同于赤铁矿或针铁矿含量。两种方法的对比研究显得尤为重要。采用漫反射光谱和色度两种方法分别对干旱区的新疆博乐、半湿润区的四川金川和湿润区的广东徐闻三个风成沉积剖面进行实验,分析不同参数对于赤铁矿和针铁矿的指示意义及其适用范围。在此基础上,探讨针铁矿与赤铁矿比值的环境指示意义。研究结果表明：（1）漫反射方法与色度方法是识别风成沉积物中针铁矿和赤铁矿信号的有效方法,但由于影响因素复杂,在大范围空间内仅能作为半定量指标;（2）a*能够较好地指示赤铁矿含量,Gt/Hm与b*/a*能够较好地反映针铁矿与赤铁矿之间的比值,但Gt与b*不能很好地指示针铁矿的含量;（3）大气水热条件不能完全等同于土体水热条件。大气降水并非完全进入土体,温度通过蒸发作用影响土壤中水分含量,土体水热状况受多因素影响。大范围地理空间尺度上,温度决定化学反应速率,对于赤铁矿和针铁矿的生成与保存作用大于降水量。     

FT-IR、XPS和DFT研究乙酰氧肟酸钠在针铁矿或赤铁矿表面的吸附机理

采用FT-IR、X射线光电子能谱以及基于周期平面波的DFT方法分别研究了乙酰氧肟酸钠(aHA)在针铁矿或赤铁矿表面上的吸附结构,并将计算得到的光电子能谱移动和电荷转移实验得到的XPS结果进行对比.红外结果显示aHA可能以五元环螯合物形式吸附于针铁矿或赤铁矿表面,DFT计算结果表明aHA中氧肟酸基团的两个氧原子与针铁矿(101)或(100)表面上的一个铁原子形成五元环结构,同时氧肟酸基团中的两个氧还相应的与针铁矿表面邻近两个铁原子成键,但氧肟酸基团中的两个氧原子却只与赤铁矿(001)表面上的一个铁原子形成五元环结构.对于针铁矿(101)、(100)和赤铁矿(001)表面上吸附位点对应的铁原子,计算得到的光电子能谱移动与实验得到的光电子能谱移动基本相等,说明了计算结果的可靠性和所得吸附结构的合理性.     

漫反射光谱法对闽粤沿海花斑粘土沉积环境及成因的指示

赤铁矿和针铁矿是自然界最常见的两种铁氧化物,广泛分布于沉积物中,其相对含量关系不仅可以反映沉积环境,同时也为成因判别提供依据。由于传统测试方法操作复杂、效率低下,因此难以快速而准确的测定铁氧化物的种属及含量。近年来,基于紫外-可见光-近红外分光光度计的漫反射光谱分析法因操作简单、测试速度快、检测限低等优势,被广泛地应用于沉积物的研究中。在我国闽粤沿海的晚第四纪盆地中,广泛发育一套末次盛冰期的黄色粉土层,有时混杂红、灰色,也被称为“花斑粘土”。对于该套花斑粘土层,前人多将其归因于海进期的水下沉积物在全球低海面时期,顶部因暴露地表风化所致。而研究发现,大部分花斑粘土与下伏沉积在岩性上没有过渡,截然相交,“风化”难以解释该现象;花斑粘土中也并无发现其下伏沉积层所富含的海相生物化石,表明两者在沉积环境及物源上存在较大差异。为了进一步判定花斑粘土的沉积环境及成因,在以往研究的基础上,使用漫反射光谱分析法,从铁矿物特征的角度对珠江三角洲第四纪钻孔进行研究。结果表明,花斑粘土的赤铁矿特征峰峰高>针铁矿特征峰峰高,而其下伏沉积层的赤铁矿特征峰峰高<针铁矿特征峰峰高。赤铁矿是干燥温暖、陆上氧化条件的产物,针铁矿是长期潮湿、水下还原条件的产物。因此,花斑粘土并没有经过长期水化作用的改造,并非水下沉积原地风化形成,应属陆上外来粉尘堆积。各钻孔垂向上,花斑粘土两种铁矿物峰高值的变异系数较小,一阶导数曲线形态相似,表明不同深度成分均一,堆积前经历了充分的混合与分选,这为风成成因的判定提供新的证据。可见,漫反射光谱分析法不仅对沉积物中铁氧化物的鉴定提供技术支持,同时也为沉积环境及成因的判别提供新的思路。     

北红玛瑙的颜色成因及光谱学特征研究

在我国东北大、小兴安岭南段,广泛产出一种外观以红色为主,常带有黄色调的半透明玛瑙,被称为"北红玛瑙"。通过偏光显微镜观察、 X射线粉晶衍射分析、拉曼光谱、紫外-可见光吸收光谱、岩石化学全分析对北红玛瑙及黄色、白色对比样品的物相组成、化学组成和光谱学特征进行了测试分析。结果显示,北红玛瑙的主要矿物组成为α-石英,次要矿物组成为斜硅石和针铁矿,另外还含有极少量的赤铁矿。北红玛瑙的红色、黄色与针铁矿和极少量的赤铁矿有关,与南红玛瑙主要为赤铁矿致色明显不同。显微观察时,针铁矿、赤铁矿以橙红色点状和浸染状两种形式存在,其中点状分布的针铁矿、赤铁矿大小约10μm,但不具备明显的单晶晶体形状,推测是由亚微米级大小的针铁矿及极少量的赤铁矿聚集形成的集合体;浸染状分布的橙红色针铁矿、赤铁矿不可见矿物颗粒大小,推测其颗粒大小和点状分布的致色矿物类似,均为亚微米级大小,但与点状分布的致色矿物不同的是,并未聚集形成显微镜下可见的点状集合体。整体上外观呈红色的北红玛瑙中针铁矿、赤铁矿的含量多于黄色对比样品中的致色矿物含量,致色矿物的含量会直接影响北红玛瑙的颜色色调。紫外-可见光吸收光谱中,针铁矿中Fe~(3+)的~6A_1→~4E,~6A_1→~4E~4A_1, 2(~6A_1)→2(~4T_1)(4G),~6A_1→~4T_2(4G)和极少量赤铁矿中Fe~(3+)的~6A_1→~4E~4A_1,~6A_1→~4T_2吸收带与针铁矿、赤铁矿中O~(2-)和Fe~(3+)之间的电荷转移共同作用,形成了北红玛瑙带黄色调的红色外观。紫外-可见光吸收光谱的一阶导数谱中,可见光范围内北红玛瑙的一阶导数谱极小值的位置为555和556 nm,黄色对比样品为530 nm,淡黄色对比样品为502 nm,随着玛瑙红色调的逐渐减少,可见光范围内一阶导数谱的极小值位置也逐渐减小,可以据此衡量红色～黄色玛瑙的色调深浅,这也对石英质玉石的品种鉴定及颜色分级具有重要参考意义。     

四川平通512地震地表破裂带土壤近红外光谱分析及意义

在四川省平武县平通镇的512地震地表破裂带中采集黄色土壤样品,采用现代近红外光谱分析技术进行分析测试。通过对土壤中的矿物微粒特征吸收峰的快速鉴别,表明土壤样品主要由方解石、白云石、白云母、绢云母、伊利石、蒙脱石、滑石、透闪石、阳起石、绿泥石等矿物组成,其矿物成分与四川地区分布的黄壤成分基本一致。分析对比发现,土壤中的部分矿物与破裂带下部岩体的矿物组成特征相符合,说明该破裂带中的部分土壤矿物的演化与该地区岩石的矿物组成密切相关;地表破裂带土壤中的粘土矿物组成与北方的马兰黄土相似,推测这两种土壤中的粘土矿物可能具有相似的成因。研究结果说明近红外土壤矿物的分析技术可以有效分析土壤中的矿物微粒、指示成土环境,从而论证了将近红外光谱分析技术应用于土壤矿物的快速分析、地质研究的可行性。同时研究结果可以成为该地区土壤矿物分析的基础,为以后的土壤矿物以及地震破裂带的研究提供新的思路和方法。     

内蒙古东升庙白垩系红层的近红外光谱分析

在内蒙古东升庙矿区西部采取白垩系红层岩心及地表风化土壤样,用近红外光谱分析技术对各个样品进行测试分析。结果表明,近红外光谱技术能通过矿物中各基团的特征吸收峰快速鉴别出矿物,东升庙矿区西部白垩系红层为泥质胶结主要由石英、长石、蒙脱石、伊利石、绿泥石、白云母等组成,其矿物组成主要受到上游物源区影响;其崩解主要为蒙脱石等粘土矿物吸水膨胀,失水收缩不均匀,使原有裂隙扩大并产生新的裂隙,导致强度降低,发生崩解;根据其粘土矿物的组合推测其风化过程中气候以寒冷干燥为主,风化过程主要为物理风化。研究结果一方面可以完善该矿区地质特征,另一方面表明在矿物光谱学的基础上,近红外光谱分析技术可以有效地分析土壤和岩石的矿物成分,从而论证了近红外光谱分析技术应用于土壤、岩石矿物的的快速分析可行性,表明了其在地质研究中的可行性,为以后的土壤、岩石研究提供新思路。     

基于光谱吸收特征的土壤重金属反演及吸附机理研究（英文）

土壤中的重金属含量较少,难以在光谱曲线上表现出明显的特征,现有的土壤重金属反演实验多是通过统计的方法寻找重金属的敏感波段,不能准确解释土壤重金属的反演机理,难以建立土壤重金属反演的普适性模型,通过分析铁锰氧化物、有机质、粘土矿物在土壤光谱曲线上的吸收特征,深入研究了土壤重金属对可见光近红外光谱的影响,分析了褐土中的重金属反演机理。以徐州试验田为例,共采集80个土壤样本。首先,利用ASD地物光谱仪测定土壤样本的光谱反射率,并采用电感耦合等离子体质谱仪检测土壤样品中的Cr, Cd, Cu, Pb和Zn的含量。然后,土壤光谱经过包络线去除处理,与重金属相关的吸收峰在480, 1 780和2 200 nm附近,所显现的吸收峰主要受土壤中的铁锰氧化物、有机质、粘土矿物的影响。在吸收峰位置提取了光谱吸收特征的四个参数:Depth_(480), Depth_(1 780), Depth_(2 200)和Area_(2 200),分析了它们随五种重金属含量变化的增减趋势,发现四个参数数值与五种重金属含量有很强的相关性。分析单个变量反演重金属发现,参数Depth_(480)反演Cr和Pb的效果较好,参数Area_(2 200), Depth_(1 780)反演Cd, Cu和Zn的效果比较好。同时使用四个光谱吸收特征参数,利用最小二乘法、岭回归法、支持向量回归法求取回归系数,建立的五种重金属含量的反演模型比使用单变量建立的反演模型预测能力强且稳定,五种重金属Cr, Cd, Cu, Pb和Zn反演效果最好的验证集决定系数分别是0.71, 0.84, 0.92, 0.80, 0.89。结果表明,在此研究区域Cr和Pb容易被铁锰氧化物吸附,而Cd, Cu和Zn更容易被有机质、粘土矿物吸附。此研究为探究土壤光谱特征与土壤重金属含量之间的关系提供了参考。     

土壤矿物对松嫩平原主要土壤类型反射光谱特征的影响机理

尽管纯矿物的反射光谱特征分析与数据库建设工作已经开展,但土壤中各原生矿物、粘土矿物的测试主要是定性的,即能测定土壤中含有何种矿物,但难以测定准确的矿物组分含量。土壤矿物是土壤学与地质学的交叉点,易被忽视,特别是已有研究忽略了土壤矿物对土壤反射光谱曲线的影响。探讨了土壤矿物在可见光-近红外光谱部分(400~2 500 nm)对土壤反射光谱特征的影响,明确影响土壤反射光谱特征的主要机理。土壤样本于2014年采集于松嫩平原黑龙江部分,包括4个土类和7个土属,共54个土壤样本。土壤样本通过研磨、过筛后,在室内暗室中测得反射光谱数据,土壤矿物的反射光谱数据在2017美国地质调查局(USGS)最新矿物光谱库Spectral Library Version 7中获得,对反射光谱数据进行九点平滑、10 nm重采样和去包络线处理。土壤矿物含量测试采用荷兰Philip X’ Pert Pro 型X射线衍射仪分析样品的矿物组成,测试了土壤中石英、长石、方解石和闪石等原生矿物和蒙脱石、伊利石和高岭石等粘土矿物的含量。首先分析7个土属的反射光谱特征,明确每个土属反射光谱曲线的形状特征和吸收位置,其次分析土属的矿物含量情况,找出不同土属各矿物含量的共性和差异;再次分析不同粘土矿物和原生矿物的反射光谱特征,确定不同土壤矿物反射光谱曲线的形状特征和特征吸收的位置;最后将不同土属的反射光谱特征、不同土属的矿物含量情况和土壤矿物的反射光谱特征结合,得到如下结论：(1)土壤矿物决定了土壤反射光谱的骨架特征,土壤矿物对土属的反射光谱影响最明显,由于土类存在多种反射光谱特征,土壤矿物对土类的影响不明显。(2)粘土矿物对土壤反射光谱特征的影响大于原生矿物,主要受蒙脱石和伊利石等粘土矿物的影响,但砂性土受部分原生矿物的影响,主要是长石类矿物和高岭石的影响。(3)蒙脱石和伊利石分别决定土壤反射光谱的第一个吸收谷和第二个吸收谷特征,高岭石决定1 400和1 900 nm前的两个小吸收谷特征,钾长石和钠长石决定了砂性土的前两个吸收谷特征。(4)蒙脱石含量足够高时,会完全掩盖高岭石和长石类的反射光谱特征,部分掩盖伊利石的反射光谱特征;随着蒙脱石含量降低,伊利石的反射光谱特征逐渐体现;蒙脱石和伊利石的含量降到很低时,高岭石和长石类矿物的反射光谱特征逐渐体现出来。研究结果揭示了不同土属反射光谱特征差异的原因,可以为土壤反射光谱分类、土壤精细制图和基于高光谱图像的矿物分布研究等提供理论依据。     

东北4种典型土壤粘粒矿物的初步表征

以黑土、白浆土、棕壤和褐土为研究对象,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)等方法对东北4种典型土壤的粘粒矿物进行了表征,结果显示,它们属于蒙脱石型图谱。4种土壤的主要矿物成分均为石英,但黑土和白浆土还有蒙脱石和高山石等成分,棕壤和褐土还有高山石和云母等成分。黑土、棕壤和褐土的粘土矿物颗粒均呈层状结构,表面具有十分明显的非均匀特性,其中黑土粘土矿物表面粗糙不平,而棕壤和褐土的粘土矿物表面比黑土要光滑;与此相反,白浆土的粘土矿物表面轮廓清晰、表面光滑,且有较多的空洞。分析结果表明土壤粘粒矿物的组成和特性可以利用土样的光谱特征进行分析和检验,得到的信息是准确有效的。     

矿物在煤粉中的分布规律研究

本文采用浮沉法研究了矿物在煤粉中的分布规律.结果发现,密度级别反映了矿物在煤粉中存在状态.随着密度级别提高,无烟煤煤粉中有机显微组分种类和含量不发生变化,烟煤煤粉中镜质组含量下降,惰质组含量升高,壳质组含量较低,略呈下降趋势,而褐煤煤粉中镜质组含量升高,壳质组含量下降,而惰质组含量几乎不发生变化,所有煤粉中无机矿物种类分布规律相似,内在矿物均以粘土矿物为主,以黄铁矿为辅,而外在矿物种类齐全,但仍以粘土矿物为主.无烟煤和高灰分烟煤煤粉中矿物几乎均匀存在于各密度级别中,而中等灰分的烟煤煤粉中矿物以独立存在为主,而褐煤中矿物与有机质均匀交织在一起.     

汶川地震带断层泥X射线衍射和红外光谱分析

汶川地震在北川县擂鼓镇和赵家沟村一带产生了一系列的同震地表破裂带,采集破裂带内的同震断层泥,同时采集了平武县南坝镇断裂带中的老断层泥。采用X射线衍射和红外吸收光谱对新老断层泥样品进行测试,综合分析其矿物成分、粘土矿物含量及组合等特征。分析结果显示新老断层泥的矿物成分存在较为明显的差异,老断层泥主要由围岩的碎屑或碎粉组成,而新鲜断层泥的主要成分则为粘土矿物。其中新鲜断层泥中的粘土矿物成分主要为伊利石、蒙脱石和伊蒙混层,这一粘土矿物组合表明断层活动的演化环境主要为温暖湿润的环境,粘土矿物所受构造应力变质作用主要表现为低温低压的浅变质作用,这也一定程度上指示了该区域断层最新的活动方式可能是蠕移。前人对汶川地震带断层泥的研究主要集中在其力学性质和结构以及构造方面,而本文的研究则主要通过断层泥中矿物成分和粘土矿物含量的特征来判定断层活动的物理化学环境,这对于断层环境演化和地震的活动机制研究具有重要的科学意义。     

青海兴海上新世砂岩中膨胀性粘土矿物种属的厘定及光谱学特征

利用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外吸收光谱(FTIR)深入研究了青海羊曲剖面砂岩中膨胀性粘土矿物的具体种属和光谱学特征。XRD结果表明,砂岩中粘土矿物以膨胀性粘土矿物为主,含量在97 %以上。样品006面网在1.534  和1.498 均存在明显的衍射峰,表明可能同时含有二八面体和三八面体结构膨胀性粘土矿物。进一步的Li+-300 ℃加热后甘油饱和实验结果显示,大部分样品膨胀性粘土矿物001衍射峰塌陷至9.3～9.9,少数样品膨胀至 ～18 ,表明膨胀性粘土矿物以蒙皂石为主,部分样品含少量皂石。蒙皂石由于部分Li+进入八面体层间,平衡了由于Mg替代Al造成的电价不平衡,从而使得蒙皂石不膨胀。FTIR结果表明,膨胀性粘土矿物同时含有吸附水和结构水,与X射线衍射结果一致。样品在913和842 cm-1出现吸收峰,表明膨胀性粘土矿物八面体层间以Al—Al和Al—Mg为主;部分样品含有Al—Fe(吸收谱峰880 cm-1),指示其为二八面体结构。膨胀性粘土矿物中同时含有Si—O以及Al—O—Si振动峰,表明四面体只有部分Al取代Si。XRD和FTIR均指示研究样品与贝得石和绿脱石有不一样的光谱学特征,而与蒙皂石极为吻合。本研究能有效对膨胀性粘土矿物具体种属进行厘定,对粘土矿物学揭示沉积物物源和气候环境信息具有重要的作用。     

九江网纹红土中粘土矿物过渡相的矿物学特征及成因

为研究长江中下游网纹红土中粘土矿物过渡相的矿物学特征及成因,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、以及高分辨透射电子显微分析(HRTEM)等现代测试技术方法,对江西九江红土剖面网纹红土中粘土矿物过渡相开展系统、深入的研究。X射线衍射及红外吸收光谱分析结果表明,九江剖面网纹红土中粘土矿物组成主要有伊利石和高岭石,少量蒙脱石和伊利石/蒙脱石及微量高岭石/蒙脱石混层矿物过渡相。在高分辨透射电子显微镜下,可观察到蒙脱石晶层向高岭石晶层转化的现象。伊利石/蒙脱石过渡相是伊利石向蒙脱石转化的过渡产物,而高岭石/蒙脱石过渡相则为蒙脱石向高岭石转化的过渡产物,网纹红土中这两种过渡相的出现说明了粘土矿物风化演化的过程,即：伊利石→伊利石/蒙脱石混层矿物→蒙脱石→高岭石/蒙脱石混层矿物→高岭石的演化,同时表明网纹红土形成于风化作用增强的温暖潮湿气候环境。     

华南沿海末次冰期类黄土沉积的漫反射光谱与激光粒度研究

野外调查发现,华南沿海广泛发育一套黄色粉土沉积。为研究其特征属性及成因,选择具有代表性的3条粉土剖面及1个钻孔采样,使用漫反射光谱（DRS）分析和激光粒度（LPS）分析的方法,率先尝试从沉积物铁矿物的产出形式和沉积物粒度配分特征的角度,综合判定沉积物的沉积环境、搬运营力及成因机制。DRS分析结果表明,在黄色粉土的漫反射光谱一阶导数曲线中,铁矿物的特征峰峰高总体有赤铁矿（565 nm）>针铁矿(505和435 nm）的变化特征,与我国北方风成黄土的漫反射光谱一阶导数曲线形态吻合,均体现的是相对干冷的气候环境;而区内的河、海相沉积物曲线所反映的铁矿物特征峰的峰高变化与上述黄色粉土的变化方向相反,表明样品经历过充分的水化作用并长期处于潮湿的还原环境之中。LPS分析结果表明：各剖面（钻孔）黄色粉土的粒度组成均较为均一,粒组配分模式具显著的双峰式,两个峰值分别为主峰10～50 μm 区段和次峰<5 μm区段,与黄土沉积的粒度配分模式一致,是风成沉积的特征粒组构成;而与区内河、海相沉积物粒组呈单向变化的配分模式有显著差异。结合黄色粉土的年龄介于10～80 ka之间,以及正负地形皆广泛存在的空间分布特征,最终认为该套沉积是形成于末次冰期的风成沉积（本研究称“类黄土”）。     

内蒙古草原拜仁达坝矿区地表土壤的X射线衍射和近红外光谱分析

在内蒙古草原拜仁达坝矿区上部的地表覆盖层中均匀采集土壤样品,用X射线衍射和近红外光谱技术对样品进行分析测试,旨在探讨草原矿区土壤成分来源及其与地下岩体的关系。结果表明,该土壤样品主要由石英、石墨、碳酸盐、角闪石、云母、绿泥石、蒙脱石、伊利石、块磷铝矿、硬水铝石、蓝铜矿、赤铁矿等组成,说明了地表土壤成分不仅来源于地表岩体风化产物,与地下岩体及其围岩蚀变作用更加密切相关。土壤中所含蓝铜矿和赤铁矿主要来源于矿体氧化带,可作为找矿标志;蚀变矿物组合主要为绿泥石-伊利石-蒙脱石,推测该区域大致经历了钾化→硅化、碳酸盐化→绢云英岩化→泥化的蚀变过程。通过分析蚀变矿物组合,可以还原围岩蚀变及物理风化过程,为深部找矿以及矿床成因研究提供了重要的参考信息,提高了找矿的成功率。X射线衍射和近红外光谱技术用于矿物、矿床研究方面,有着经济、快速的特点,能很好的鉴定矿区地表土壤中的矿物成分。尤其是近红外光谱分析技术对样品要求低,可以对样品进行快速批量的分析,具有其独特的优越性。随着近红外技术的发展,其在地质领域中将有越来越广泛的应用,并且能在找矿勘探中发挥重要的作用。     

过氧化氢和连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠处理对红土中黏土矿物的影响

过氧化氢(H₂O₂)和连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)作为土壤沉积物前处理的经典方法,对土壤沉积物中黏土矿物的富集有着举足轻重的作用,但关于二者对黏土矿物的影响研究较少。运用X射线衍射作为检测技术,对比研究H₂O₂和DCB两种前处理方法对红土中黏土矿物的影响。结果表明,H₂O₂或DCB处理均可促进土壤矿物颗粒的充分分散,有效地将石英等杂质分离,进而提取到很纯的黏土矿物。同时发现,DCB处理由于其Na+与黏土矿物层间阳离子交换导致数据失真,而H₂O₂处理可以保证数据的真实性。结果表明：采用H₂O₂进行前处理能获取较为准确的黏土矿物学信息。