伊利石结晶度Kübler指数的校正与近变质带的确定

就像用"砝码"标定"称"来测量物质质量一样,伊利石结晶度的测量也需要这样的"砝码"标定它的测量工具——衍射仪,从而能够进行伊利石结晶度的测量和对比。这个砝码就是伊利石结晶度标样或称伊利石结晶度国际标样。第2届Kübler-Frey国际研讨会伊利石结晶度圆桌会议就伊利石结晶度标样和近变质带的确定的问题进行了深入的讨论。会议一致认为,用伊利石结晶度标样校正X射线衍射仪是极为重要和必要的,没有进行标样校正的伊利石结晶度数据将被拒绝发表,经过伊利石结晶度国际标样校正后的伊利石结晶度数据才可用于近变质带的划分和国际对比。本文就伊利石结晶度测量的有关衍射仪类型与差别,衍射仪系统,测量条件,样品的影响和国际标样对仪器的校正等问题进行了分析研究。结果表明不同型号仪器,同型号仪器不同测量条件与状态,样品的不同制备方法都将影响伊利石结晶度Kübler指数的测量。指出只有使用国际标样才可校正测量的伊利石结晶度Kübler指数,从而达到消除偏差准确划分近变质带的标准和进行国际对比的目的。

狭缝系统与伊利石结晶度Kübler指数的测定及相关问题讨论

根据实验结果,衍射峰半高宽随接收狭缝增大而呈二次曲线线性增大。扫描速度与扫描步长的确定应遵守wang(1994)提出的关系式,并确定在相对误差小于<5％的范围内。固定样品条件,选定最优实验条件和使用国际标样标定系统偏差是伊利石结晶度测量中必不可少的重要步骤。不固定样品条件和实验条件,同一样品的伊利石结晶度值将因条件的变化而不同;固定样品和实验条件而不使用国际标样标定系统偏差,则无法与他人数据进行对比,其结果常常错划近变质带的上下界限,造成成岩/变质界限及近变质/浅变质界限的混乱。

关于伊利石结晶度诸指数的评价

本文根据结晶学原理、Ｓｃｈｅｒｒｅｒ定律、Ｗａｒｒｅｎ－Ａｖｅｒｂａｃｈ理论和Ｘ射线衍射峰形态学原理提出任何衍射峰都是由五个基本要素组成的，即：衍射峰位置；最大衍射强度；半高宽；衍射峰形态和对称性。各衍射峰要素都具有其自身的物理学意义，其中，只有半高宽和衍射峰形态是与晶体内部结构和大小即结晶度相联系的。据此，分析评价了与Ｘ射线衍射相关的Ｋüｂｌｅｒ指数、Ｗｅｂｅｒ－ＤｕｎｏｙｅｒｄｅＳｅｇｏｎｚａｃ－Ｅｃｏｎｏｍｏｕ指数、Ｗｅａｖｅｒ指数、Ｍｉｌｉｅｒｓ指数、Ｗｅｂｅｒ指数、分解ＨＷ及纯Ｃ轴厚度等伊利石结晶度指数的理论基础、使用前提和条件、特点及误差源。指出Ｋüｂｌｅｒ指数、Ｗｅｂｅｒ－ＤｕｎｏｙｅｒｄｅＳｅｇｏｎｚａｃ－Ｅｃｏｎｏｍｏｕ指数和分解ＨＷ为非条件性单一结晶度指数；Ｗｅａｖｅｒ指数、Ｗｅｂｅｒ指数和高宽比为条件性单一结晶度指数；消除晶体内部微应变影响的ｃ轴厚度为全面描述伊利石结晶度指数；而Ｍｉｌｉｅｒｓ指数不可描述伊利石结晶度。

伊利石结晶度及其在低温变质研究中若干问题的讨论

文中介绍与伊利石结晶度相关的伊利石矿物新的定名方案;讨论了伊利石结晶度的结晶学基础与Scherrer方程式的关系;讨论了三个重要的伊利石结晶度指数Weaver、K櫣bler和Weber指数的关系,并介绍推导的Weaver、K櫣bler和Weber指数的理论关系式;评价了衍射仪测量条件对结晶度数值的影响和三套伊利石结晶度标样的作用以及成岩带、变质带与葡萄石-绿纤石相、沸石相、绿纤石-阳起石亚相对比的依据。建议(1)停用绢云母一词;(2)建立可供各实验室使用的具有晶体结构和晶体化学参数和多型参数的伊利石结晶度标样;(3)建议多开展规范的可进行国际对比的低温变质研究,划分出与国际上一致的成岩带和近变质带,不仅利于低温变质作用理论的研究,而且由于成岩带到近变质转变带是重要的煤气油的生成带,也利于中国煤气油资源的勘探与开发,利于国民经济的长远持续发展。

湘北杨家坪中新元古宇和下古生界的近变质作用与成岩作用

运用伊利石结晶度、K云母晶格常数b0、应变值τ、颗粒大小分布与矿物组合分析等低温变质指示数据对湘北杨家坪剖面中晚元古宇和下古生界的近变质作用和成岩作用进行了研究。Kisch国际标样用于校正伊利石结晶度的测定。中晚元古宇伊利石结晶度Kübler指数范围为：0.21～0.24°Δ2θ,而下古生界为0.28～0.67°Δ2θ。表明近变质作用影响了中晚元古宇和部分下古生界。按照Kisch国际标样的成岩/变质界限（0.21～0.38°Δ2θ,CuKα）,将剖面划分为北部近变质带和中南部成岩带。由绿泥石化学成分地质温度计估计近变质峰期温度约为260℃。K云母晶格常数b0值变化范围0.9000～0.9045nm,平均为0.9017nm,表明近变质作用处于中压-中低压力范围。近变质带伊利石（主要是中晚元古宇）的多型为2M1型,而成岩带伊利石（主要是下古生界）的多型为2M1＋1M混合类型。平均对数粒度与对数方差之积（GLR）称为对数总成熟效应具有不同的两组分布特征即近变质作用区（GLR〉1.88）与成岩作用区（GLR〈1.88）,这是一个新的发现。后变质作用的构造应力不仅可产生断层,而且可引起矿物的应变,从而导致衍射峰的宽化,使得近变质带伊利石结晶度值次生变大到成岩值范畴。与剖面南部地区（长沙-澧陵-浏阳,黄土店-仙溪,沅古坪）比较,杨家坪剖面中晚元古宇和下古生界经历了中压-中低压近变质作用和成岩作用的影响。这一结果与多数前人认为的＂元古宇板溪群处于绿片岩相或亚绿片岩相或低绿片岩相而震旦到下古生界为沉积盖层＂的观点不同。

伊利石结晶度Kbler,Weaver和Weber指数关系式常数的确定与应用

根据衍射峰具有的不同分布特点推导出了14个伊利石结晶度Kbler指数,Weaver指数和Weber指数关系式中常数项C1-C14的数值,提出了PearsonVII分布中形态参数μ与C5,C6,C11,C12的4个定量方程。由此,14个伊利石结晶度指数关系式可直接用于实际计算。根据阿尔卑斯复理石伊利石形态特征Sc=0.731,由这些关系式进行近变质带上下界线的转换得出与Kbler指数0.42～0.25。△2θ界线对应的Weaver指数和Weber指数的界线值分别为5.8～17.6和300～179。讨论了在自然干燥状态下直接进行伊蒙混层鉴定的基本原理。

贵州梵净山前寒武系甚低级变质作用研究

本文运用伊利石结晶度、绿泥石结晶度、云母b0值和绿泥石地质温度计研究了梵净山前寒武系甚低级变质作用。结果表明经Kisch伊利石结晶度标样校正的伊利石结晶度Kübler指数为0.20~0.99°Δ2θ,绿泥石结晶度árkai指数为0.22~0.63°Δ2θ。由此阐明梵净山前寒武系经历了成岩作用到浅变质作用的影响,迄今依然保留了成岩带、近变质带和浅变质带的岩石记录。成岩岩石具有伊蒙混层特征成岩指示矿物,浅变质带具有钠云母特征变质指示矿物。钾云母(伊利石)b0值范围为:0.9000~0.9045nm;平均0.9018nm,b0值累积频率曲线分布介于典型中压—中低压系列之间,估算的压力为366MPa。峰期变质温度为293~364℃,平均342℃,古变质温压梯度为27℃/km。近变质带界线穿越地层和梵净山背斜轴线,表明甚低级变质作用为成岩-构造运动同期或后期构造增厚引起下部和底部岩石随温压的升高而产生的。

蓟县中、新元古界的成岩作用——源于矿物学的数据

本文运用系列黏土矿物学和碳酸盐结构占位的方法研究了蓟县中、新元古界剖面出露的碎屑岩和碳酸盐岩。这些方法包括了伊利石结晶度、绿泥石结晶度、黏土矿物组合、粒度分布、多型、有序度、Mg/Ca离子占位以及地质温压计。结果表明:伊利石结晶度Kübler指数范围为0.37°~1.37°Δ2θ,绿泥石结晶度árkai指数范围为0.31°~2.40°Δ2θ,以及1Md的多型,一致指示本区处于晚期成岩作用影响范围,仅非常有限局部达到了初始变质的状态;黏土矿物组合主要是伊利石、伊蒙混层、绿蒙混层和高岭石;粒度分布范围为8~24 nm,其上界(23~24 nm)达到了NEWMOD计算的理论成岩带/近变质带界限,与结晶度数据一致,也表明了本区处于晚期成岩阶段。白云石有序度的数据表明,本区碳酸盐岩白云石的有序度值范围为0.19~0.99,可分为4个带:甚低级有序带、低级有序带、中级有序带、高级有序带。与川东石炭-二叠系碳酸盐岩相比,中低级有序带有一定的油气前景。本区由西向东,由甚低级有序带变化到高级有序带,白云石有序度升高。估计的成岩作用温度为183~200±20℃,压力为330 MPa,古地热梯度为17~21℃/km。

关于伊利石结晶度Kübler指数的误差计算

本文讨论了测量Kubler指数时产生的误差来源;提出以统计学方法描述“Strip型”衍射峰的半高宽度及其误差大小;以衍射强度、衍射峰形态与测量条件关系式描述“Digital型”衍射峰半高宽的测量误差大小。并特别提出了数字化衍射仪平滑操作产生的误差原理和总体趋势。提出的原理及公式,不仅适合半高宽的误差计算,也适合于其他衍射参数的分析计算,并可用于数字化光谱分析计算中。

一种粘土矿物分析新方法及在地质学中的应用

粘土矿物尤其自生粘土矿物的X射线衍射峰在低角度衍射区具有宽矮和拖尾的形态特点。用峰的位置、高度、宽度、形态系数和不对称性5要素描述衍射峰形态(Decoform)比仅用峰的位置、高度、宽度3要素描述衍射峰形态(Decom)更准确、全面、完整。由此产生的对粘土矿物的实际衍射图的拟合法可得出完整、准确。

确定岩石中矿物成核速度、成核密度、晶体生长速度和结晶时间的CSD理?

结晶岩类的热力学研究是岩石学研究的主要內容之一?疚慕樯芰私峋а沂锌笪锝峋Ч?包括矿物成核密度,成核速度、晶体生长速度、结晶时间与晶体大小分布的关系即CSD理论以及岩浆冷却、喷发、混合,接触变质、区域变质等过程各自具有的CSD特征;并对CSD理论、方法及其地质应用进行了评价;指出复杂的自然过程对CSD的影响,在定向构造发育较好的岩石中由二维晶体测定转向三维计算的改进方法以及CSD所具有的重要的年代学意义。

关于甚低级变质作用与近变质带研究中的几个问题

本文集中讨论了甚低级变质作用研究中涉及到的几个问题,包括:(1)近变质带的创立及其在解决划分成岩作用与变质作用界线这一国际难题中所取得的进步;(2)伊利石结晶度对碎屑岩甚低级变质作用研究起到的作用与贡献;(3)仪器校正、粒度大小及其与Kübler指数的经验关系式;(4)泥质碎屑岩中的成岩指示矿物与变质指示矿物;(5)松潘-甘孜、巴颜喀拉造山带的甚低级变质作用的模式与新的成因解释;(6)讨论了涉及到的科学研究的相关规则。提出了运用指示矿物结合伊利石结晶度划分成岩作用/变质作用界线的方案和建立喜马拉雅伊利石结晶度标样的重要性与必要性;提出碎屑岩甚低级变质作用的新成因模式。

粘土矿物对古气候指示作用浅析

由于粘土矿物的成分、组合、含量以及结晶度的变化可以反映母源区气候冷、暖周期性变化 ,因此利用粘土矿物重建古气候环境近年来得到广泛的应用。然而 ,由于粘土矿物的敏感性 ,其气候记录的信息往往会被其他影响因素 (如母源区、沉积环境、成岩作用等 )掩盖。因此 ,在利用粘土矿物重建古气候环境时 。

浅谈利用黏土矿物重建古气候

利用黏土矿物重建古气候近年来得到了广泛的应用 ,其分析测试方法较多。其中 ,X射线衍射分析主要用来确定黏土矿物组合及其含量以及某些黏土矿物的结晶度 ;化学分析、电镜分析主要用于黏土矿物的来源、成因、演变过程的研究 ;放射性同位素的研究使气候指标和年代学建立起时间和空间上的联系 ;而氢氧同位素分析亦能对古气候重建提供重要佐证。本文旨在综述各种研究方法所能提供和揭示蕴藏于黏土矿物中的古气候信息 ,以期全面综合地利用黏土矿物为手段来重建古气候。

孕育光催化活性的天然含钒金红石矿物学特征

天然含钒金红石平均含V2 O5可达 1.2 2 % ,Fe2 O3 0 .39% ,ZnO 0 .35 % ,CuO 0 .2 2 % ,这些金属离子可替代八面体中Ti4+ 。V以 5价形式存在 ,配位多面体呈三方双锥 ,其在晶格内部对Ti的替代导致晶格畸变 ,打破了配位多面体原有的八面体对称而呈四方双锥的几何形态 ,并产生结构微应力。透射电镜研究表明 ,该天然金红石结构内部存在位错、晶界等缺陷 ,可以成为光催化活性位。对其进行受力、受热以及微波辐射等改性作用后 ,晶胞发生不同程度的膨胀 ,可能导致晶格畸变及应变能增加 ,进一步促进光催化活性。研究结果表明 。

北京市冬季霾天气可吸入颗粒物的矿物学研究

应用原样X射线衍射(XRD)、Raman激光微探针(LRM)和X射线荧光光谱(XRF)分析技术,对2008年北京市冬季霾天气、正常天气和降雪后天气中采集到的可吸入颗粒物(PM10)样品进行物相和元素分析,并讨论PM10的矿物及元素含量变化特征。霾天气PM10浓度为262.7μg/m3,之后正常天气的浓度为174.8μg/m3,均超过国家二级限定浓度。XRD物相分析显示霾天气时绿泥石含量高于正常天气,而石英、伊利石、长石和方解石等矿物的含量均低于正常天气。霾天气时二次颗粒物总含量达到37.9%,比其后的正常天气的30.6%略高,二次颗粒物中的氯化铵存在于所有样品中,其含量从霾天气时的9.6%降至正常天气时的5.9%,显示出霾天气对氯化铵等二次颗粒物的生成有促进作用。LRM在霾天气样品中探测到了覆盖在石英、方解石和硅酸盐颗粒表面的硫酸盐和有机物,显示出大气PM10已成为重要的污染物载体。XRF定量分析结果与XRD分析结果一致,显示Al和Si等元素含量在霾天气时明显下降,而S和Cl则在霾天气颗粒物中大量富集。

高能偏振能量色散-X射线荧光光谱法测定PM_(10)大气颗粒物的组成

为配合X射线衍射分析(XRD)方法对可吸入大气颗粒悬浮物(PM10)的结晶物相进行定性和定量分析的研究工作,本文应用高能偏振能量色散X射线荧光光谱(HE-P-EDXRF)对Whatman玻璃纤维滤膜采集的PM10颗粒物中主、次量元素进行定量分析,着重研究了空气滤膜空白值对测定PM10颗粒物中组成的影响。结果表明,当玻璃纤维滤膜空白值中元素的面密度大于0.1μg/cm2时,需使用玻璃纤维滤膜为载体的标准样品;元素的面密度小于0.1μg/cm2时,可用聚碳酸脂膜为载体的标准样品。对HE-P-EDXRF谱仪测定PM10颗粒物中痕量重元素进行探讨,将测定元素范围扩展到62个元素,其中Na、Mg、S、Y、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu的检岀限>0.1μg/cm2;Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Br和Rb的检岀限<0.01μg/cm2;Cl、Al、Si、P、K、Sc、Ti、V、Ge、As、Br、Se、Sr、Zr、Mo、Pd、Rh、In、Nb、Ag、Cd、Te、Sb、Sn、Ba、Cs、La、Ce、Pr、Au、Pt、W、Tl、Pb、Bi、Th和U等元素检出限为0.1～0.01μg/cm2。

蓝柱石的高温X射线衍射、差热-热重分析、偏振红外光谱和高压拉曼光谱研究

通过高温X射线衍射(XRD)、差热-热重分析、偏振红外光谱和高压拉曼光谱研究了江西大余的蓝柱石的热膨胀行为、稳定性、羟基峰在(010)面上的强度变化及其常温高压拉曼光谱特征。结果表明,蓝柱石在1273K完全非晶化,其热膨胀系数αV为1.2(1)×10-5+0.16(1)T×10-9/K。蓝柱石在750K开始发生分解反应,最大的反应速率发生在1266K。在蓝柱石的(010)面上,羟基吸收峰在光的偏振方向与c轴夹角为70°和250°时最强,在光的偏振方向与c轴夹角为160°和340°时最弱。在常压至12.3GPa的压力范围内,蓝柱石没有发生相变。通过高压拉曼光谱计算得到了蓝柱石的mode Grüneisen参数的算术平均值为0.52(2)、thermal Grüneisen参数为0.64(2)。另外,根据Grüneisen关系式可以求得thermal Grüneisen参数,其值为0.70(6)。

长沙-澧陵-浏阳一带冷家溪群及板溪群的甚低级变质作用

湘东长沙 -澧陵 -浏阳一带中晚元古宇的冷家溪群及板溪群遭受了区域甚低级变质作用。在本地区所采的 <2μm的样品中 ,冷家溪群伊利石结晶度的 Kübler指数为 0 .18～ 0 .2 6°△ 2θ,板溪群为 0 .2 1～ 0 .2 8°△ 2θ(Kisch国际标样校正 )。从而可把本地区冷家溪群的区域变质划归浅变质带和近变质带上部 ,温度大约为 2 80～ 40 0℃。板溪群划归近变质带上部 ,温度大约为 2 5 0～ 30 0℃。并未普遍达到目前人们认为的绿片岩相或者是低绿片岩相。样品中冷家溪群伊利石 (白云母 ) b0 值的范围在0 .8999～ 0 .90 42 nm ,板溪群为 0 .90 18～ 0 .90 42 nm。由冷家溪群 b0 频率累积曲线图 。

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6 4 %～70 %。由Scherrer方程计算的平均c* 轴方向厚度为12 nm,平均b轴方向长度为16 7nm,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。