新疆哈密绿松石的矿物学和光谱学特征研究

最近在新疆哈密发现了可规模开采的宝石级绿松石矿床。采用X射线粉晶衍射仪、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪、紫外-可见光谱仪等测试方法,对该地绿松石的化学成分、矿物组成、表面微形貌、红外吸收光谱、拉曼散射光谱、紫外-可见吸收光谱等矿物学和光谱学特征进行了系统对比研究。新疆哈密绿松石的主要化学成分以富Cr (1 617 ppm),V (435 ppm),Ti (428 ppm),贫Ba (99.9 ppm)为特征,随着Fe₂O₃/CuO比值的递减,绿松石的色调由绿变蓝。由磷酸根、羟基和结晶水引起的特征峰出现在该地绿松石的拉曼光谱和红外吸收光谱,其中磷酸根的振动峰位于1 000~1 200和420~650 cm-1,羟基的振动峰出现在3 400~3 600 cm-1,而结晶水引起的振动峰位于3 000~3 300 cm-1。此外,该地绿松石的紫外-可见吸收光谱显示,在600~700和430 nm处分别有由Cu2+和Fe3+引起的吸收峰,这两处的峰强与绿松石的蓝绿色调之间的关系,和新疆哈密绿松石成分中Fe₂O₃/CuO的比值与颜色之间的关系对应一致。     

吉林夹皮沟金矿带的稀土元素地球化学研究

为了解吉林夹皮沟金矿带的成矿期次,利用稀土元素的示踪性,对夹皮沟金矿带含矿石英脉、花岗岩及变质地层斜长角闪岩等21个样品进行稀土元素含量测定。测定结果表明,石英脉ΣREE=19.12×10-6～147.57×10-6,δEu=0.61～1.22,平均值0.89,具弱的负Eu异常;太古代花岗岩ΣREE=121.40×10-6～157.32×10-6,δEu=0.87～1.09;中生代花岗岩ΣREE=69.78×10-6～90.95×10-6,δEu=0.94～1.02,LREE/HREE比值分别为11.51～14.12和14.16～16.73,后者轻重稀土分馏程度略高于前者;变质围岩ΣREE=22.40×10-6～275.86×10-6,δEu=0.75～5.79,平均值2.30,具明显的正Eu异常。三者都具有轻稀土富集的平滑稀土配分模型。结合其区域地质背景、流体包裹体和稀土元素特征,得出夹皮沟金矿存在两期成矿作用,分别对应于太古代成矿花岗岩岩浆作用及中生代燕山期花岗岩岩浆作用。太古代首次富集成矿,中生代燕山期叠加成矿并扩大成矿规模,成矿时代分别为2475～2469 Ma和170～160 Ma;结合稀土特征研究及包裹体研究,成矿流体以岩浆热液流体为主,遭受轻微地层变质热液混染,中生代成矿流体混染作用更强烈。     

不同岩石物性对超声波传播的影响

通过测量超声波在岩石样品中的传播速度,研究了岩石的结构构造、密度、孔隙度和弹性模量等物理特性对超声波传播的影响.实验结果表明:岩石的结构构造、密度和孔隙度对超声波波速影响较大,而动态弹性模量与超声波速度的关系则反应了岩石可承受形变的能力,超声波在岩石中的传播速度受多种岩石物性的影响,但也具有一定的传播规律.     

攀枝花地区昔格达组地层稀土元素地球化学特征及其古环境意义

昔格达组是广泛分布于我国西南地区的第四纪湖相沉积地层.对攀枝花青龙山砖厂内31.5 m厚的昔格达组剖面进行了稀土元素的研究,剖析了稀土元素及其比值在该地层中的分布特征和古环境意义.研究表明,剖面从31.5～14.8 m,各稀土含量较高;而从14.8～0 m,稀土含量整体降低.这一特征表明,在该地层沉积时期,沉积环境经历...     

常温高压条件下硬石膏相变的原位拉曼光谱研究

硬石膏（CaSO₄）是地球上分布最广的硫酸盐矿物之一,为研究硬石膏向高压硬石膏转变的压力条件和相变机理、确定硬石膏拉曼光谱压标的适用范围,实验结合水热金刚石压腔和激光拉曼光谱实验技术,研究了常温高压条件下硬石膏的相变过程以及硬石膏和高压硬石膏的拉曼光谱特征。实验结果显示,常温条件下硬石膏向高压硬石膏发生相变的压力在2.3 GPa左右,但是该相变压力在增压和降压过程中存在较大差异,表明硬石膏与高压硬石膏的转变过程存在明显滞后性,证实了该相变过程属于重建型相变。由于重建型相变的控制因素除了温度和压力之外,还包括相变的速率以及矿物结构的亚稳定性等,从而很好地解释了不同实验者获得的硬石膏与高压硬石膏的相变压力之间存在的巨大差异。与硬石膏相比,高压硬石膏的拉曼光谱特征表现为SO₄对称伸缩振动（ν₁）从1 128.28 cm-1突然下降至1 024.39 cm-1,同时对称弯曲振动（ν₂）分裂为441,459和494 cm-1三个峰,反对称伸缩振动（ν₃）分裂为1 136,1 148,1 158和1 173 cm-1四个峰,反对称弯曲振动（ν₄）也分裂为598,616,646和671 cm-1四个峰,可以作为判定硬石膏进入高压相态的有效标志。与硬石膏相比,高压硬石膏SO₄振动产生的拉曼峰数量更多、强度更低,表明影响SO₄振动的原子更多、分布更加复杂,这与高压硬石膏晶体结构（独居石结构,单斜晶系）的对称性比硬石膏（斜方晶系）更低相吻合。在硬石膏结构稳定的压力范围内（常压至2.3 GPa）,硬石膏SO₄拉曼振动中除了ν_2,416的振动频率变化不显著以外,其余振动均随着压力的升高以稳定的速率向高波数方向移动,同时谱峰的强度、形态和半高宽没有明显改变,从而保证了不同压力下硬石膏的拉曼峰具有一致的拟合误差和压力标定精度。同时,还通过方解石ν_{1,1 085}拉曼峰随压力的变化速率、方解石向CaCO₃-Ⅱ以及CaCO₃-Ⅱ向CaCO₃-Ⅲ的相变压力对硬石膏压力标定结果进行检验,确定了硬石膏压标的可靠性。     

铅锌矿区土壤重金属的EDXRF分析

铅锌矿区及附近土壤由于受铅锌矿开采和选冶影响,受到普遍污染,Pb和Zn含量高,浓度范围宽。由于谱线重叠,高含量Pb严重干扰As的测定。同时高含量Pb和Zn的土壤标样缺乏。针对以上3个问题,该工作研究探讨了有效解决途径,建立了铅锌矿区土壤重金属Pb,As,Cd,Cu和Zn等的EDXRF分析方法。所建方法的可测量浓度,Pb为4.4～23 600 μg·g-1,Zn为7.0～39 400 μg·g-1,方法检出限分别为1.1和0.9 μg·g-1,平均相对误差分别为7.6%和6.2%。     

高温高压下NaCl-CaCl_2-H_2O体系Raman光谱的定量研究（英文）

三元体系NaCl-CaCl2-H2O是一种重要的天然水-盐体系。然而,研究人员在过去只研究了低温下该体系的相变,但在高温高压条件下拉曼位移和物理参数之间的定量关系却并没有被报道。利用利用热液金刚石压腔(HDAC)和石英压标,对高温高压下三元体系NaCl-CaCl2-H2O的拉曼光谱特征进行了系统的研究,并获得了水的O—H伸缩振动谱带的拉曼位移、溶质质量分数和压力之间的定量关系。其中盐的质量分数相等(NaCl与CaCl2),分别为4.0mass%,8.0mass%和12.0mass%。实验结果表明,当盐的质量分数和体系的压力保持不变时,O—H伸缩振动的标准拉曼位移差(Δν(O—H))伴随着温度的升高而增大。当温度和压力恒定时,Δν(O—H)随盐的质量分数的增加而增大。对于这个三元体系,其Δν(O—H)与压力近似为线性关系,且不同盐度条件下的关系斜率相近。Δν(O—H)与温度(T)、压力(P)、溶质质量分数(M)之间的定量关系为P=-31.892Δν(O—H)+10.131T+222.816 M-3 183.567,其中该方程的有效PTM范围为200MPa≤P≤1 700MPa,273K≤T≤539K以及M≤12mass%。该公式可以用来作为地质压力计,用于研究等盐度条件下在NaCl-CaCl2-H2O体系流体包裹体。该方法作为一种直观的地质探测技术,具有潜在的应用价值。     

河北省灵寿县西石门金矿黄铁矿拉曼光谱研究

通过测试西石门金矿中不同矿段、不同期次的黄铁矿样品的拉曼谱峰,探讨了该区含金黄铁矿拉曼谱峰位移的变化特征及其矿床学意义。测量结果表明:在240~600cm-1范围内,黄铁矿的拉曼谱峰表现为Fe—[S2]2和Au+—[S2]2-的伸缩振动。不同矿段、不同世代的黄铁矿样品的拉曼图谱位移具明显规律性:矿化最优的330矿段,黄铁矿的拉曼图谱位移相对于290和370矿段,Au+—[S2]2-的伸缩振动变化大,其拉曼谱峰偏的强度大并向低频率偏移明显;反之,矿化差的370矿段,Fe—[S2]2的伸缩振动变化大,强度小,拉曼位移频率变化较小;同一矿段、不同世代的黄铁矿样品,其拉曼谱峰变化也具有以上规律:第Ⅰ世代黄铁矿,拉曼强度最大,拉曼谱峰向低频偏移不明显;反之,主成矿期(Ⅱ,Ⅲ世代)的黄铁矿,拉曼谱峰强度较小,向低频偏移大。这表明:对不同矿段、不同期次的黄铁矿颗粒进行拉曼谱峰测试,可以为推测其含金性及所处的地质环境提供依据。     

羟基碳酸钐中羟基位置及振动方式研究

稀土羟基碳酸盐是自然界稀土元素最基本的碳酸盐矿物形式, RE(CO_3)OH,是稀土碳酸盐类矿物和含水稀土碳酸盐矿物中的主要组成部分,在自然界有天然产出,同时碳酸盐矿物又是地球深部碳循环最重要的载体矿物,作为稀土元素主要的碳酸盐载体矿物,六方羟基碳酸钐稳定的结构能为稀土元素迁移提供稳定载体。目前对其结构中羟基氧配位连接方式及氢原子的准确占位情况的认识还存在许多争议,羟基碳酸盐类矿物研究还处在初级阶段,羟基对碳酸盐类矿物结构的影响的研究仍十分欠缺。采用六面砧大压机在高温高压(3 GPa, 800℃)下合成,粒度为10～20μm六方羟基碳酸钐单晶集合体。通过X射线单晶衍射分析得出,羟基碳酸钐为六方晶系,a=b=12.214 3(7)?,c=9.839 3(6)?,V=1 271.26(17)?~3,属P 6空间群。晶体结构模型显示在ab平面内,由Sm~(3+)和[OH]~-连接形成六方网,构成基本重复单层~2_∞[(OH)Sm_(3/3)]~(2+),碳酸根基团连接各层沿c轴延伸,中心Sm~(3+)呈9配位形式,与5个碳酸基团相连,其中4个单齿连接一个螯合连接;与3个羟基氧原子相连,确定配位多面体的具体形式。利用红外吸收光谱、拉曼光谱两种分析方法对初始样品结构进一步表征,尤其是对结构中的水进行了详细的解析。通过样品光谱学特征分析其内部基团振动模式与结构类型,特别是羟基在晶体结构中准确位置及振动特征。研究表明:六方羟基碳酸钐晶体中存在两种不同连接位态的羟基, 3 600～3 650 cm~(-1)谱带对应极化方向垂直(001)晶面,未能与层内氧原子形成氢键的羟基振动; 3 450～3 500 cm~(-1)谱带对应极化方向平行(001)晶面,可与层内氧原子形成氢键的羟基振动; 3 369～3 380 cm~(-1)谱带反应层间羟基的振动,更低频段3 230～3 250 cm~(-1)谱带则是O—H键长更短的羟基振动的体现。利用氘代样的红外吸收光谱验证H-D置换实验,由于D原子取代了H原子,导致ρ_(OH)摆动振动和ν_(OH)伸缩振动吸收峰消失,在2608.12cm~(-1)处出现O-D振动吸收峰,标志氘代完全,验证了氘代实验设计可行。作为可以改变岩浆地球动力学性质的羟基,常温常压下属性及矿物物理性质等对地球科学的基础研究有重要的参考价值。     

模拟法描绘静电场实验中数据处理方法比较

文章通过具体的实验数据, 采用不同的实验数据处理方法进行了计算和比较, 发现用文中的方法2更 好些, 并建议师生参考使用