常压下硫酸盐与基性硅酸盐熔体不混溶的实验研究

自然界中广泛存在硅酸盐与硫酸盐之间的熔体不混溶现象,这种不混溶过程控制了岩浆演化过程的氧逸度变化和岩浆中S的含量,同时也对金属元素的富集具有重要意义。前人对硫酸盐与硅酸盐的熔体不混溶过程及稀土元素在不混溶相分配行为的研究主要集中在碱性硅酸盐与硫酸盐体系,但对基性硅酸盐与硫酸盐的熔体不混溶行为及稀土元素在此过程中的分配规律研究仍相对薄弱。本文选择基性硅酸盐样品与实验用Na_(2)SO_(4)按质量比1∶1制成混合实验样品粉末,并添加少量H_(3)BO_(3)作为助熔剂,通过马弗炉加热至1200℃,使粉末完全熔融,并在1200℃恒温12 h后在马弗炉中快速冷却至常温。对加温-冷却后的样品进行详细的岩矿相、SEM/EDS和不同相态的原位LA-ICP-MS分析。研究结果表明,在1200℃的条件下,硫酸盐与基性硅酸盐熔体可以大比例混溶,且降温会造成两者的不混溶,在不混溶过程中Na、Ca、K、REEs等趋向于进入硫酸盐熔体。不混溶形成的硫酸盐熔体中,稀土元素含量明显高于残余硅酸盐熔体,但轻重稀土元素没有明显的分异。不混溶硅酸盐熔体冷凝形成的玻璃相中除硫酸盐球粒外,还可见镁铁矿、蓝方石、赤铁矿等矿物斑晶,表明富硫酸盐的基性硅酸盐熔体在降温过程中可以造成蓝方石、镁铁矿和赤铁矿的结晶分离,使残余硅酸盐熔体中S、Fe、Mg含量和岩浆氧逸度降低,这可能是地壳浅部出露的幔源基性脉岩中通常S含量不高和相对还原的原因。

德国宝石级蓝方石的鉴定与谱学特征

蓝方石是方钠石族矿物中的一个稀有宝石品种，德国埃菲尔地区产的蓝方石有着非常独特而艳丽的蓝色，近年来被广泛地运用到国际珠宝品牌的高级定制中。本文对来自德国埃菲尔地区的宝石级蓝方石原石及刻面宝石样品进行了一系列常规宝石学测试，并运用能量色散型X射线荧光光谱仪、紫外-可见分光光度计、红外光谱仪及拉曼光谱仪等大型仪器进行测试分析。研究结果表明，蓝方石的折射率为1．50左右，相对密度2．42～2．48，手持分光镜下橙黄区有弱吸收带，长波紫外光下具有中-强的橙色荧光。除了Fe，Cu致色元素以外，不同价态的硫离子根（S3^-，S04^2-，S^2-）也是导致其独特蓝色的主要原因之一。红外光谱在1118、1007、726、700,650、611、540、448cm^-1。处的吸收峰和拉曼光谱在448、545、989、1089和1628cm-1处的吸收峰为蓝方石的诊断性鉴别依据。

宝石级蓝方石的荧光光谱

蓝色蓝方石,属于方钠石族矿物,是稀有的宝石品种,主要产自德国埃菲尔地区,具有特征的橙黄色荧光,文献中未见对其荧光光谱的记录。对20余颗该地区产出的蓝色蓝方石进行了宝石学基本性质的测量与观察,观察发现这批蓝方石具有不同程度的蓝色体色,橙黄色荧光仅在长波紫外光(365 nm)下可见,在短波紫外光(254 nm)下惰性。依靠荧光光谱仪对样品的光致发光现象进行定量描述可以得到一系列发射光谱。实验表明,发橙黄色荧光的样品中存在以566和425 nm为中心的荧光峰。其中565 nm的荧光可以被300~500 nm范围的入射光所激发,最佳激发波长397 nm,它决定了样品的荧光颜色;而350 nm荧光可以被260~325 nm范围内的紫外光所激发,最佳激发波长310 nm。397 nm激发下的高分辨率荧光发射光谱表明, 565 nm荧光峰上伴有大量阶梯状峰肩,中心分别是581, 600, 621, 642和666 nm,相邻两峰间能量差值约为0.07 eV。观察到荧光的强度与样品的蓝色深浅呈负相关,即蓝色越浅的样品橙色荧光越强,因此推测566 nm处荧光峰及后续肩峰与致色团S-2有关。

膨胀剂对C_3A水化的影响

本文定量研究了C3A-石膏膨胀剂系统的水化反应。产物的水化量和水化速率通过XRD和TG-DTA进行定量分析。在C3A-石膏膨胀剂系统中,C3A水化缓慢。无水石膏的水化速率高于石膏。因此,C3A-石膏膨胀剂系统中水化产物的SO3/Al203摩尔比高于C3A-石膏系统。水化产物中SO3/Al203摩尔比同C3A相近。

3CAS,3SAC,3CA(C,B)胶凝材料的结构研究

本文采用粉末X射线衍射法,利用“POWD12”粉末衍射计算程序对3CAS,3SAC,3CA(C,B)胶凝材料进行晶体结构研究,得出以下结果:3CAS,3SAC,3CA(C,B)属兰方石型结构;其空间群为Ⅰ_(43)m;其结构因子残差R值均小于0.1。并获得每种化合物的原子坐标及晶胞常数。