石英的结晶度指数及其标型意义

用Ｘ射线粉晶衍射方法测量石英的衍射峰，计算得到几种结晶并指数，这些指数定量地反映了石英矿物的内部结构完整性─结晶度。石英的结晶度可以作为估计矿床形成深度的标志。石英的结晶度随其形成世代从早到晚而增大，随形成方式不同而具较大差别。结晶度还可以指示矿化作用特征，并作为找矿标型特征；不同产状和成因类型的石英具有不同的结晶度指数。变质作用和重结晶作用能提高石英的结晶度。石英的结晶度还可以用于构造应力的分析。

黄土中石英的含量与结晶度指数的测定

碎屑石英是风成黄土最主要的组成矿物,其结晶度指数与粉尘源区石英的母岩类型有关,其含量则可用于估算风尘通量变化进而恢复源区的干旱化历史。通过详细的探讨,揭示了测试条件及数据处理方法对石英含量和结晶度指数估算的可能影响。结果表明:(1)测量石英结晶度指数时扫描的步长和速度有别于测量石英含量时的参数设置;(2)数据处理时,先对数据进行人工手动扣除背景,结晶度指数要依据衍射图谱67.74°处和67.85°处的峰谷值进行估算,而石英含量的估算主要依据衍射图谱中20.9°处石英峰与28.4°处硅粉峰;(3)石英结晶度指数需要反复压片测量多次取平均值。

石英结晶度指数:中国四川盆地及周缘晚奥陶世-早志留世富有机质页岩中硅质为生物成因的定量性新证据

采用石英结晶度指数(QCI)来表征晚奥陶世五峰组(WF)和早志留世龙马溪组(LM)页岩硅质和芦草沟组凝灰质页岩中的"空降型"火山灰脱玻化成因硅质的结晶状态,以期将两种硅质区分开来.研究发现,五峰-龙马溪组不同笔石带页岩中硅质的QCI值不同.WF2~3、LM1~4笔石带页岩中硅质的QCI值明显比LM5~9笔石带页岩和芦草沟组样品中硅质的QCI值低.笔石生物为硅元素在地层中的积累和富集起到了吸附、固定和沉淀的积极作用.WF2~3和LM1~4笔石带页岩中硅质的结晶状态差的原因是此类硅质为生物成因.芦草沟组凝灰质页岩中的硅质来源于"空降型"火山灰脱玻化作用,由于其经历的成岩作用强度较弱,其结晶状态也较差.总体而言,虽然WF2~3和LM1~4笔石带页岩中的硅质经历了较强的成岩作用,且部分样品含有碎屑石英颗粒,但是其QCI值仍低于芦草沟组凝灰质页岩中"空降型"火山灰脱玻化成因硅质的QCI值.换句话说,生物成因硅质的结晶状态比"空降型"火山灰脱玻化成因硅质的结晶状态差得多.因此,QCI是证明富有机质、富硅页岩中的硅质为生物成因的有效的定量指标.

青海省河南县三叠系伊利石结晶度与极低级变质作用

在开展“青海省河南县托叶玛地区I47E007023、I47E008023、I47E009023、1I47E009024四幅1∶5万区域地质矿产调查”时,为验证该地区三叠系变质情况,针对三叠系中泥岩(页岩)的伊利石结晶度做了分析测试。30件样品的实验结果表明北部宗务隆—泽库地层分区三叠系泥岩(页岩)伊利石Kübler结晶度指数为0.312~0.537,晶胞参数b0为0.8980~0.9032 nm,判断其变质温度小于350℃,具葡萄石-绿纤石和沸石相;南部西倾山地层分区三叠系泥岩(页岩)的伊利石Kübler结晶度指数为0.21~0.318,b0为0.8981~0.9014 nm,变质温度主要分布在200~350℃,局部>350℃,具葡萄石-绿纤石和绿片岩相。研究认为青海省河南县地区区域变质程度较低,为极低级变质作用或者未发生区域变质作用,且南部西倾山地层分区的变质程度略高于北部宗务隆—泽库地层分区变质程度。这一变质相带研究结论与前人认为的“区域低温动力变质作用及低绿片岩相变质带”不一致,变质程度相对更低。该研究证实了在青海省河南县地区三叠系地层中不存在大面积区域变质作用,仅存在极低级区域变质作用。

红外光谱技术在馆藏丝绢文物照明损伤度评价中的应用

馆藏丝绢文物具有极高的历史价值和艺术价值,但是丝绢材料却极易在展陈照明过程中发生开裂和脆化。由于红紫外光对于文物照明没有贡献,因此实现丝绢文物有效照明保护的基础,是找到评价可见光对于丝绢材料照明损伤度的有效方法。机械损伤是丝绢文物最主要的光化学损伤形式,本质上是其内部的分子结构发生了改变,而常用的色差法和拉曼光谱法均因自身局限性无法有效测取丝绢文物的微观结构。研究表明红外光谱法适用于测取丝绢文物的微观变化,且光谱中表征酪氨酸和结晶度的特征信号能够有效反映紫外光对于丝心蛋白结构和性质的影响,但是两者表征可见光对于丝绢材料照明损伤度的有效性目前仍有待明确。通过十种窄带光源的辐照实验得到了丝绢文物的光老化样品,并基于样品的红外光谱分析定义了酪氨酸指数TFTIR和结晶度指数CFTIR两种损伤评价参数。在使用TFTIR和CFTIR描述可见光对于丝绢样品照明损伤规律的基础上,进一步分析了两者表征丝绢材料对可见光波长λ和曝光量Q耦合响应的性能。对Q与TFTIR的相关性分析结果表明:除595nm辐照组外(Sig<0.05),Q对TFTIR均无显著影响(Sig>0.05),说明TFTIR不适合表征丝绢的光照响应度。对Q与CFTIR的相关性分析结果表明:Q对CFTIR有显著影响(Sig<0.01)且两者相关性很强(|Pearson|>0.9),说明CFTIR能够有效表征丝绢材料对于Q的响应特性。对Q与CFTIR的线性回归分析结果表明:两者虽不适合建立线性回归模型(R2<0.8),但Q对于CFTIR具有解释性(Sig<0.05);λ对CFTIR的影响有差异但没有突变,说明CFTIR具有表征丝绢材料对于λ响应特性的潜力。根据上述分析结论,使用多项式拟合构建了基于CFTIR的丝绢光照响应度函数f(λ,Q),拟合评价参数表明该式具有良好的解释性(确定性系数R^(2)>0.8,误差平方和SSE与均方根误差RMSE均趋于0)。最终提出了丝绢文物的照明损伤度模型D=∫^(780)_(380)S(λ)f(λ,Q)dλ并选取典型展陈照明光源对其进行了验证,配对样本T检验的结果(Sig>0.05)表明该模型能够准确计算丝绢文物的照明损伤度。该研究能够为馆藏丝绢文物的照明损伤评价、光源损伤判定和照明标准制定提供有效的帮助。

微结构特征对高岭石插层反应的影响Ⅰ--特征基团红外吸收光谱研究

HI指数一直被用以判别高岭石的结构有序度,并被看作是影响高岭石插层反应程度的重要因素。本文以HI指数分别为1.25、0.71、0.52和0.18的高岭石为原料,用功能基团的红外光谱特征作为高岭石微结构的重要标志,总结层间微结构与结晶度指数的关系。在此基础上用极性有机小分子NMF对高岭石进行插层修饰,研究微结构特征对高岭石插层反应的影响。研究结果表明:红外吸收峰3696cm-1相对强度大小顺序与HI指数的顺序一致,而OH振动峰和Si-O振动峰的相对强度也存在一定的规律性。Si-O弯曲振动区吸收峰540cm-1、471cm-1、432cm-1强度差最大的龙岩高岭石(HI=0.52)最容易进行插层,其插层率可以达到99.8%,而强度差最小的大同高岭石(HI=0.71)反应最难进行。因此得出结论:仅以结晶度指数来判断插层反应进行的程度存在一定的局限性,而结合功能基团红外光谱的相对强度能更准确的对插层反应进行表征。

高岭石结构缺陷的~1H MAS NMR和Raman研究

高岭石为典型的二八面体1∶1型层状硅酸盐矿物,其结构单元层由SiO4四面体片和AlO6八面体片沿c轴堆垛而成,单元层厚度～0.717 nm,层间由氢键连结.自1930年Pauling发现高岭石的晶体结构(Al2SiO5(OH)4)以来,晶体学家和矿物学家们用X射线及中子衍射、X射线单晶分析和电子衍射等方法对高岭石的晶体结构进行了广泛研究[1～3].但是由于高岭石颗粒非常细小,难以找到作为标准单晶分析的足够大晶体.通常用作高岭石单晶分析的样品并非真正的单晶体,而可能是晶体在相同方向的堆垛.准确确定其晶体结构比较困难,对高岭石空间群的认识就有C1空间群[4]和P1空间群[5]两种观点.分歧的焦点是高岭石结构中的质子位置.

马达加斯加玛瑙的宝石学特征

采用常规宝石学测试方法以及偏光显微镜、X射线粉末衍射仪、电子探针、傅里叶红外光谱仪等仪器测试手段对产于马达加斯加的一种具有特殊白色花纹的玛瑙的宝石学特征进行了系统研究。结果表明,马达加斯加玛瑙中不同颜色部位的化学成分均为SiO2,主要矿物组成为石英,石英多呈纤维束状大致平行排列或者以小的角度彼此相交,而垂直于条带的石英纤维,则呈韵律状变化。X射线粉末衍射测试2θ=68°处的衍射峰得到,马达加斯加玛瑙中石英的结晶度指数为1.33,远低于理想的石英晶体,推测马达加斯加玛瑙是由富硅熔浆在低温下快速冷凝凝结而成。