漏导对电气石自发极化性质的影响

对产自新疆(编号为XJ1、XJ2)和四川(编号为SC1)的电气石样品进行切片、抛光和晶体定向,测定了3种原样电气石在室温下的漏电流和电滞回线,探讨了漏导对铁-镁电气石自发极化性质的影响。结果显示,当电气石加上外电场时,有轻微的漏电流现象,初始时漏电流有微小的波动,随着时间的延长,漏电流趋于稳定。在相同的极化时间下,当外加电压较小时,漏电流变化比较缓慢;外加电压较大时(接近4000 V),漏电流急剧增加。其中,SC1的漏电流最大,XJ2次之,XJ1最小,同时在相同外电场下,极化强度大小也为XJ1<XJ2<SC1,表明漏导越大的电气石,其自发极化强度越大。

中国富钾正长岩资源与水热碱法制取钾盐反应原理

中国的盐湖钾盐资源短缺,导致钾盐消费的对外依存度达50%以上,严重制约农业发展,威胁粮食生产安全。而正长岩型钾资源丰富,K_2O品位达8.5%~15.4%,预测资源潜力(K_2O)达盐湖钾盐储量的20倍以上。此类矿石钾资源的主要富钾矿物为微斜长石、霞石和白云母,地理上主要分布于中国东部的"秦岭大别正长岩带"和"燕辽阴山正长岩带"。采用电解质溶液热力学软件OLI Analyzer 9.2,对KAlSi_3O_8-NaOH/KOH/Ca(OH)_2-H_2O体系相平衡进行模拟,继而对代表性富钾正长岩进行水热碱法分解反应实验,证实K_2O溶出率高达85.6%以上。所得硅酸钠钾碱液适于加工多种钾盐或生态型钾肥产品,硅铝组分同时转化为沉淀硅酸钙、钠型/钾型沸石、硅灰石、高岭土等多种工业产品。水热碱法技术的加工过程清洁高效,资源利用率高,环境相容性良好,可为发展绿色可持续的中国钾盐工业新体系提供良好的技术基础。

微束分析测试技术十年(2011~2020)进展与展望

现代地球科学研究的重大突破在很大程度上取决于观测和分析技术的创新。新世纪以来,我国地球科学领域引进了一批高性能新型微束分析仪器设备,建立了一批高规格的实验室。本文回顾了近十年来微束分析技术与方法的主要进展及其在地球科学研究中的应用实例,包括电子探针、扫描电镜、透射电镜、大型离子探针、纳米离子探针、飞行时间二次离子质谱、激光剥蚀等离子体质谱、激光诱导原子探针、原子探针技术、显微红外光谱、同步辐射等,这些分析技术的进步和广泛应用极大地提高了我们对地球和行星演化历史及许多地质过程的理解。今后,应加快微束分析的新技术、新方法和新标准的开发,特别是高水平人才队伍建设,提高创新能力并在国际学术舞台上发挥重要作用。

阿波罗月壤样品(E21)岩石学研究及溯源

中国科学院地质与地球物理研究所博物馆珍藏了一份阿波罗月壤样品(编号E21),但具体来自哪一次任务返回样品并不清楚。为了对该样品进行溯源,本文开展了初步的岩石学研究。结果显示,该样品由玄武岩岩屑、角砾岩屑和玻璃珠组成,其中玄武岩岩屑的矿物组成、结构和成分与月海玄武岩高度相似,且钛铁矿含量(平均~14.8vol%)、全岩(平均~10.5%TiO_(2))以及富Mg橄榄石的Ti含量(平均Ti~1000×10^(-6))均显示为典型的高Ti玄武岩特征。结合较低的高地物质比例,以及部分玄武岩K_(2)O含量偏高的特点,可以推断E21号月壤来自阿波罗11任务返回样品。此次研究还发现两颗来自高地镁质岩套岩屑,全岩和矿物化学成分指示其为苏长岩。玄武岩岩屑的橄榄石微量元素特征表明,高Ti玄武岩的母岩浆具有较低的Ni、Cr和P含量,这一特征可能反映其源区物质相对亏损这些元素,或在形成过程中有低Ni、Cr组分混入。E21月壤对探究月球早期演化历史以及嫦娥五号月壤研究均有重要意义。

扫描电镜-拉曼光谱联机系统在地球科学中的应用

扫描电镜-拉曼光谱联机(RISE)技术是将两种仪器的优势相结合,可同时获得样品微区形貌、成分、结构等多重信息,具有样品制备简单、样品无损、测试速度快、分辨率高等优点,已成功应用于材料、生物、医药、文物等多个领域。为展示该系统的应用潜力,本文系统介绍了RISE技术及其功能,以及对地学中3个较为典型样品的分析结果。对绿帘石中元素分布特征、OH-行为的观察,解读其晶体结构;对柯石英、石英共存体系进行同质多象的厘定,为探究柯石英-石英相变过程提供依据;对高压/超高压变质带富硫化物高压脉体黄铁矿中包裹体进行分析,探讨俯冲带中S元素的赋存形式。此外,还讨论了RISE技术在地球科学领域中的作用及其发展趋势。

钾霞石酸解-水热晶化纳米高岭石

采用水热碱法制得纯相六方钾霞石(KAlSiO_4),在H_2SO_4-H_2O溶液中破坏其晶体结构,K_2O溶出率达99.8%,固相产物Si/Al摩尔比≈1,用作合成高岭石(Al_2[Si_2O_5](OH)_4)的前驱体。采用OLIAnalyzer 9.2软件对Al_2O_3·2SiO_2·nH_2O-HCl-H_2O体系进行化学平衡计算,预测了水热法合成高岭石的初始HCl浓度、水/固质量比和晶化温度范围,以及平衡固相中高岭石的含量(>98%)。在此基础上通过单因素实验,确定了水热合成高岭石的优化条件和晶化历程。典型合成产物接近纯相纳米高岭石(~91.8%),结构高度有序,1Tc多型;晶体形态呈似六方片状,片径400~500 nm,厚度约20 nm。高岭石的晶化反应历程确定为:铝硅前驱体→板状勃姆石→板状勃姆石+片状高岭石→似六方片状高岭石。

温度、铁含量和价态对电气石多面体扭曲的影响

利用单晶X射线衍射对新疆、四川和云南的4种不同铁含量的电气石与经过48h和72h热处理的云南电气石在室温和-100℃的结构进行分析,计算了各多面体的扭曲参数,分析了铁含量、温度和热处理时间对多面体扭曲参数的影响。结果表明:在室温和-100℃,随着铁含量的增加,4种铁-镁电气石中T多面体的键长和键角扭曲均减小,而经过48 h和72 h热处理的电气石,随着热处理时间的延长,[SiO4]多面体的键长和键角扭曲均增大,可见,温度、铁含量及其价态是影响电气石中[SiO4]多面体的键长和键角扭曲的重要因素,也是影响电气石热释电性的重要因素。

方沸石水热制备白榴石（英文）

采用水热法由方沸石和K_2CO_3反应合成可用于缓释型钾肥的白榴石。X射线衍射、扫描电子显微镜、Fourier转换红外线光谱分析和化学分析的结果表明:随着反应时间从1 h延长到3 h,钠的溶出率和K^+转化率随之上升,当到达10 h时趋于平稳。随着反应温度升高钾离子转化率增大。K_2CO_3浓度并不是越高越好,方沸石和K_2CO_3以摩尔比为1.0︰8.8在120℃反应4 h时,产物的K_2O含量最大为17.10%,此时钾的转化率为74.42%。动力学分析表明:化学反应速率由产物层扩散控制。