蒙山矿的晶体结构

本文对产于我国山东的新矿物蒙山矿(Mathiasite)进行了晶体结构精测。蒙山矿的晶体化学式为:(K、Ca、Sr)(Ti、cr、Fe、Mg、Zr)_(21)O_(38),三方晶系,空间群R,晶胞参数:a_o=10.3722,c_o=20.7161(六方定向),a_R=9.1403,a=69.187°(菱面体定向)。应用RASA-5RP自动转靶四圆单晶衍射仪,对蒙山矿收集了独立的1554个衍射强度。经结构解析和修正,求得了晶体中各原子的坐标、温度因子、占位度。并计算了原子的间距和键角。结构修正的偏离因子: R=0.047。蒙山矿产于金伯利岩中,形成于高温高压下。通过结构测定,确定了该矿物中Ti、Cr、Mg、K等元素的配位形式,特别是查明了Zr在这种以Ti为主的复杂氧化物中有独立的结晶学位置,并有缺席现象。以上研究成果丰富了金伯利岩中金属副矿物的矿物学和晶体化学内容。     

（Sm，Ce）／Zr基柱撑蒙脱石的微结构特征

室温条件下，在锆基的基础上加入其他金属离子配制了(Sm，Ce)／Zr基柱化剂。用该聚合阳离子柱撑钙基蒙脱石，室温下d001值为2．1～2．3m，焙烧300℃后，d001值为1．8nm，衍射峰敏锐对称，说明柱撑蒙脱石的热稳定性超过300℃。FTIR分析结果表明(Sm，Ce)／Zr基柱化剂和蒙脱石的Si—O四面体层形成了稳定的[Si—O]—[H(O)-Zr(Sm，Ce)]键，从结构上鳃释了(Sm，Ce)／Zr基柱撑蒙脱石材料结构稳定的机理。     

柱撑粘土的晶体结构模型

根据X射线衍射、电子探针等实验数据综合分析和理论计算，讨论了柱撑基团[Al13O4(OH)24(OH2)12]^7 和[Ti20O32(OH)12(OH2)18]^4 在粘土矿物结构单元层层间的分布，铝基和钛基的笼状离子作用范围分别相当于粘土矿物的10个和6个晶胞。羧基铝柱撑蒙脱石层间孔道高度为0.9-1.2nm，直径为1.5nm；理论孔道率为84％，有效孔道率为56％。钛基柱撑蒙脱石的层间孔道高度为1.34-1.60nm，直径为1.0nm，理论也道率为75％，有效孔道率为50％。根据柱撑离子基团的两种类型，可把柱撑粘土分为Keggin型柱撑粘土和Dawson型柱撑粘土。     

鄂尔多斯砂岩型铀矿床古层间氧化带中铀石的产状和形成

鄂尔多斯盆地的东胜铀矿床是一个重要的大型砂岩型铀矿床,业已查明铀石是该铀矿床的主要含铀矿物,铀石的颗粒十分细小.大量的显微镜薄片和电子显微镜观察发现,铀石通常以不规则的集合体产出于蚀变黑云母裂隙和黄铁矿边缘.电子探针分析表明,铀石中w(UO2)变化较大,在50%～70%间.与铀石相关的黑云母已经强烈蚀变,转变为水黑云母、水白云母和绿泥石.黑云母在蚀变过程中K+逐渐流失,直到基本流失殆尽,与原始黑云母相比,水黑云母w(K2O)总体减少了6.54%[占原始蚀变黑云母中w(K2O)的74%],同时w(FeO)减少了7.40%[占原始蚀变黑云母中w(FeO)的29%];水白云母与原始黑云母相比,矿物成分也发生了很大的变化,其中,w(K2O)总体减少了7.87%[占原始蚀变黑云母中w(K2O)的89%],同时w(FeO)减少了19.22%[占原始蚀变黑云母中w(FeO)的76%],w(Al2O3)由16.64%增加至32.72%,增加了16.08%.根据铀石产出的特征和蚀变水黑云母和蚀变水白云母成分特征,探讨了铀酰离子(UO2+2)被还原成U4+和形成铀石[U(SiO 4) 1-x(OH) 4x]的机理,指出古层间氧化带中铀石的形成与黑云母的蚀变以及黄铁矿的形成有着密切的联系.     

天然矿物材料在废水处理中的应用

利用天然矿物进行废水处理优势明显。当前,层状(粘土矿物)、架状(沸石)、链状(硅灰石)、岛状(电气石)硅盐酸矿物及锰的氧化物、氢氧化物和铁的硫化物在废水处理方面已有许多研究成果和成功应用的实例,其发展前景广阔。今后,有关金属矿的矿物学特征及其在环境净化中的应用、天然矿物应用条件和再生条件的研究工作应进一步加强。     

长江口南汇边滩冲淤变化规律与机制

根据1842—2004年海图资料分析发现,南汇边滩存在近百年尺度的强烈冲刷—淤积旋回。长江主泓走南港或北港是造成冲刷期"北滩、东滩淤积,南滩、过渡带冲刷"或淤积期冲淤态势反相的主要原因;冲刷期内风暴强度和频数明显多于淤积期,造成冲刷期滩面叠置记忆的是暴风浪成因的"高滩冲刷、低滩淤积"的冲淤态势,而淤积期保存的是弱风浪成因的"高滩淤积、低滩冲刷"叠置增强的剖面特征。尽管三角洲整体冲淤态势的转变主要受流域来沙量的控制,但不同岸段受河口河势分水分沙作用、潮流和波浪等共同作用,明显存在此冲彼淤、冲淤动态调整等特征。已有的入海泥沙含量阈值研究以点代面或以局部代整体,这是造成阈值估算偏高的主要原因。2003年三峡水库开始蓄水后平均年输沙量154 Mt/a已低于低阈值184 Mt/a,但三角洲尚未如预测那样发生由净淤积向净侵蚀的转变。已有的河口水文观察资料显示,水体含沙量也未发生明显下降,这可能是潮控型三角洲潮流对泥沙在河口的再分配起主导作用,并可能由此延长三角洲冲淤转变对入海泥沙量减少的滞后。今后需进一步加强潮控型河口复杂过程的综合研究,提高对泥沙含量阈值估算和应对可能面临的海岸侵蚀及其相关的环境地质灾害的能力。     

基于GeoSOT网格的遥感数据动态展示

为了更好地展示遥感数据,本文提出网格化动态展示的方法。该方法采用了GeoSOT全球剖分网格作为数据组织的标准框架,确定了数据的空间分辨率与剖分网格的对应关系,在对数据进行多层次剖分化组织的基础上,介绍了自动式和交互式两种动态展示的方法流程和规则。实验表明,该方法能更好地实现数据监控和数据查询,是遥感数据展示方法的有益补充。     

湖南郴州柿竹园超大型钨多金属矿床的成矿复杂性研究

用非线性科学和复杂性理论对湖南郴州柿竹园超大型钨多金属矿床的成矿复杂性进行系统、深入的研究 ,以成矿作用与时空结构是一切矿产资源的本质与核心的自然哲学理念为根本立足点 ,从一种新的视角 ,就矿床的动力学属性、矿床的物质成分与结构、矿床的地质学场和成矿系统的演化四大相互联系的范畴 ,对矿产资源进行再认识 ,提出了矿床的新定义 ,并较深刻地揭示了矿床的动力学属性、成矿物质高度多样化和复杂性及其超常规模集成、矿田成矿分带的内部结构、矿床地质学场的时空分形结构、成矿系统时间演化的长期性和成矿过程的多期多阶段性以及成矿作用的发生和矿床形成的分形生长机制等方面的复杂性与动力学本质。项目成果将矿床学的研究提高到非线性科学和复杂性理论的层次 ,提供了如何应用这种理论和方法对矿床的成矿复杂性进行研究的实例 ,也是第一作者所提出的关于成矿系统复杂性的新成矿理论与方法论“成矿动力系统在混沌边缘分形生长”的具体化及其进一步深化。沿着这一研究方向的不断开拓将可使传统矿床学向精确科学跨越。     

上地幔不相容元素的显交代作用

通过矿物微区成分和图象分析，研究了在金伯利岩中发现的多种氧化物矿物的成分、结构特点及其相互关系．指出富含硅酸盐不相容元素的地幔流体交代、熔融先期形成的矿物以及充填作用，形成了近年来我国和南非金伯利岩中发现的多种新矿物相，包括沂蒙矿系列、蒙山矿系列、Ｋ－Ｃｒ柱红石、阿玛科矿、Ｚｒ－Ｔｉ氧化物（锆钛矿）、ＲＥＥ－Ｔｉ氧化物（铈钛矿）等．这些新矿物高度富集了Ｋ，Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，ＲＥＥ等不相容元素．研究表明不相容元素的显交代作用可分早、中、晚３个阶段，各阶段不相容元素的富集程度、温压条件及流体的动力学特征等既有明显的差异性，又有一定的继承性     

从上地幔相关的交代钛氧化物矿物研究看中国及南非金伯利岩地球化学性质的相似性

通过对山东蒙阴金伯利岩中富含硅酸盐不相容元素的锶钛铁矿族（ＬＩＭＡ系列）、磁铁铅矿族（ＨＡＹＩ系列）矿物及其相关的钛氧化物矿物的探针成分分析，对比南非Ｄｅｂｅｅｒｓ，Ｊａｇｅｒｓｆｏｎｔｅｉｎ及Ｂｕｌｔｆｏｎｔｅｉｎ等地金伯利岩区的相似矿物研究，发现这类矿物的产出、相互关系及化学成分非常相近，与共生的金云母、碱性闪石等含水矿物一起，反映了富Ｋ，Ｂａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，ＲＥＥ等不相容元素的流体对先前亏损的方辉橄榄岩的交代作用．ＬＩ－ＭＡ，ＨＡＹＩ系列矿物是流体对镁钛铁矿、铬尖晶石等的继承交代产物．不相容元素的局部富集还可形成一些罕见的矿物相，如ＲＥＥ－Ｔｉ及Ｚｒ－Ｔｉ氧化物．与之相关的呈海绵边或基质、空洞充填产出的钙钛矿、富锰钛铁矿、富锰锌尖晶石、柱红石、铬阿玛科矿等，则与碳酸盐化及金伯利岩岩浆晚期不相容元素的浓聚有关．对这类矿物化学成分及相互关系的研究，不但从微观角度揭示了不相容元素在部分上地幔岩石中的富集，提供了卷入交代流体的总成分目录，而且表明南非和山东金伯利岩地球化学性质的相似性