湖北英山刚玉矿物学研究

湖北英山刚玉矿床是本世纪五、六十年代发现的,由于多种原因未能对其进行研究和开发利用。本文系统地研究了英山刚玉矿物学特征,测定了各种物性和参数,观测了刚玉包裹体;并利用电子探针、粉晶Ｘ射线分析、可见光谱等现代测试手段,较详细地分析了刚玉的化学成分、晶体结构及光谱特征,并进行了热处理实验研究。指出湖北英山产出的刚玉颗粒大,晶形好,颜色较浅,可用热处理的方法改成蓝色、黄色、肉红色,但由于裂隙发育,包裹体     

山东昌乐刚玉巨晶中的流体和熔融包裹体及其流体组分特征

山东昌乐第三纪玄武岩中产有刚玉巨晶,内含丰富的原生和假次生流体包裹体和熔融包裹体。流体包裹体可分为CO2单相包裹体、H2O-CO2两相和三相包裹体。熔融包裹体类型复杂,其中富流体相包裹体可分为含CO2收缩气泡两相熔融包裹体和气-液-固多相熔融包裹体。诸类包裹体主要赋含在刚玉晶核外的“主体”部分,以CO2单相流体包裹体和两相熔融包裹体最为发育,并且不同类型包裹体常密切伴生,表明它们形成时流体发生了不混溶作用:出现熔浆相(富含挥发分)、气相(CO2为主)和富水相(H2O-CO2为主)等多相体系。激光拉曼分析结果显示,各类包裹体中的气体组分主要是CO2,另有不等量的N2和H2S,据此划分为纯CO2、CO2-N2、CO2-H2S和CO2-N2-H2S等气体组合类型,没有发现O2、CH4和H2等组分。此外,拉曼分析也证实了流体包裹体和熔融包裹体中存在H2O。上述资料表明,昌乐地区深部流体以CO2为主,同时包含H2O、N2和H2S在内的多种组分,这些流体组分也是刚玉母浆系统的重要成分。     

中国山东昌乐地区碱性玄武岩刚玉中记录的岩浆不混溶作用

Abundant melt-and fluid inclusions occur in corundum megacrysts of alkaline basalt from the Changle area, Shandong province, eastern China. One type of melt inclusions, i.e. muhiphase melt inclusions （glass ＋ bubbles ＋ daughter minerals） were identified , which occur along growth zones of host corundum megacrysts. Microthermometry and laser Raman microprobe analysis were performed on the melt inclusions. The bubbles within the melt inclusions are confirmed to be CO2-rich phase and the daughter minerals are probably silicates, such as augite and okenite. The results of high temperature homogenization experiment strongly suggest that two immiscible melts, i.e. a H2O-and CO2-rich melt and an anhydrous and CO2-poor melt were trapped by melt inclusions in corundum megacryst.     

热处理对铁-镁电气石热释电特性的影响

对云南产铁-镁电气石单晶进行了定向切片和加热处理,测定了加热处理前后电气石的热释电系数和铁的价态变化,研究了铁-镁电气石结构中铁价态变化对其热释电性能的影响。结果表明,850℃热处理48 h,电气石中Fe2 已经基本被氧化,电气石热释电系数由6.4μC m-2K-1提高到8.0μC m-2K-1;850℃热处理72 h,电气石FeO含量只继续降低了0.02%,但热释电系数进一步提高至8.9μC m-2K-1。热处理提高铁-镁电气石热释电系数的主要原因是Fe2 的氧化,其次是Fe3 占位的变化。推测热处理前期以Y八面体中Fe2 的氧化为主,后期以Y八面体中的Fe3 转移至Z八面体为主。     

红外光谱和拉曼光谱在热处理海蓝宝石鉴定中的应用

在适当的热处理条件下,黄绿色绿柱石能够转变为理想颜色的海蓝宝石。天然海蓝宝石与热处理海蓝宝石的价格差异较大,因此探索热处理海蓝宝石的诊断性鉴定特征就显得十分必要。对不同温度下热处理海蓝宝石进行傅里叶变换红外光谱和激光拉曼光谱的测试分析,结果发现,当热处理温度超过400℃后,随着加热温度的升高,在红外光谱中由[Fe2（OH）4]2＋伸缩振动gI起的3233cm叫处吸收谱峰明显减弱,直至消失。5268cm叫附近由水伸缩和弯曲振动}I起合频区的吸收带由尖峰变得宽缓;8700,6818cm叫两处水吸收峰的相对强度也随着加热温度升高而减弱。热处理海蓝宝石Si-0-Si伸缩振动产生的在682,3604cm叫处的拉曼光谱谱峰强度随着加热温度升高逐渐减弱,1070cm“处的拉曼峰强度明显降低。经700℃加热后,拉曼光谱基线明显向上方漂移。这些光谱特征变化对热处理海蓝宝石的鉴定有重要意义。     

攀钢水淬含钛高炉渣热处理过程相变特征探讨

攀钢含钛高炉渣中TiO2的质量分数高达20%~29%,为钛的二次利用提供了坚实的物质基础。实验在攀钢水淬含钛高炉渣和空冷含钛高炉渣的化学组成、相组成特征分析的基础上,以水淬含钛高炉渣为原料,分别采用X射线衍射、扫描电镜和光电子能谱等对经过400℃,600℃,800℃,1 000℃和1 200℃热处理4 h后的样品组成、显微结构随热处理温度的变化及热处理过程中的相变等进行对比研究,结果表明:水淬渣与空冷渣在化学成分上基本相同,只是矿物组合有较大差异,而水淬渣在1 200℃热处理并保证4h后其矿物组合与空冷渣基本一致。随着热处理温度的升高,水淬渣样品的XRD谱图依次出现钙钛矿、尖晶石、富钛透辉石和攀钛透辉石等衍射峰,说明水淬渣中的钛部分以结晶态形式赋存于金属钛矿中,其他较大部分则赋存于非晶态的玻璃质中,使钛的化学活性远大于空冷渣。     

多组分混合过程热力学及其在岩石学中的某些应用

本文较全面地论述了多组分混合作用中热力学性质的变化,详细地推导了混合熵、混合焓等公式,并简述了其在岩石学中的某些应用。     

“V^2＋离子在刚玉中的位置的研究

据Ｖ＾２＋离子在刚玉中的电子顺磁共振谱，我们研究了它在刚玉中的位置，研究结果表明：Ｖ＾２＋离子并不占据准确的Ａｌ＾３＋离子位置，而是沿着ｃ轴向氧八面体中心位移大约０．００４ｎｍ。位移方向和本文提出的刚玉中的杂质离子位移模型是一致的。     

热处理北山花岗岩变形特性试验与损伤力学分析

温度与荷载共同作用下岩石力学行为和损伤特性的研究,对于深入认识高放废物处置库围岩在热-力耦合作用下的渐进破坏规律具有重要意义。以国内高放废物处置库预选区甘肃北山花岗岩为研究对象,通过开展不同热处理温度后的物理力学性质测试,并借助偏光显微和X射线衍射细微观分析手段,对其宏观变形、损伤演化以及破坏特征开展了研究。研究结果表明：随着热处理温度的升高,质量、密度、纵波波速和峰值强度总体呈下降的趋势,而体积和峰值应变则逐渐增大,1 000 ℃时不同围压下的峰值强度分别减小了77.70%、57.28%、37.33%及33.97%,峰值应变分别增加了196.37%、115.27%、105.13%及90.38%。在低温、低围压下三轴压缩过程中北山花岗岩的损伤发展迅速,破坏形式以张拉劈裂为主,且试样破坏后极为破碎,在破坏面附近存在多条贯通的轴向裂纹;随着温度和围压的增大,北山花岗岩的变形由脆性向塑性转变,破坏形式都是陡倾角的剪切破坏。     

稀土元素中某些元素异常值在岩石成因研究中的意义

本文论述了岩石中Tb、Tm异常值的确定方法、变质基性岩及花岗质岩石中dTb、dTm的特点。岩石中Tb、Tm元素表现出正异常可以判定这些岩石来源于上地壳岩或受到上地壳岩的影响,Tb、Tm无异常则岩石一般为幔源性质。     

几个云母矿物在加热过程中的某些实验研究

云母是最重要的造岩矿物之一,仔細地研究云母矿物,无論是在理論上还是在工业上都具有較大意义,而且云母矿物与粘土矿物有相似之处,因此研究云母就更为必要了。目前云母类矿物学的研究有两个主要趋向,一方面是从事热性貭的研究,如茨維特柯夫与別梁金娜等,另一方面是从事于云母的同貭多象的研究,如M.E.杰福逊和A.列文逊等等。我們偏重于热性貭的研究,但也涉及同貭多象,以及研磨后对云母性貭的影响問題。     

广西平果拜尔法赤泥热物理性能与热处理过程中的物相变化特征

氧化铝是重要的基础工业原料,但是氧化铝生产过程中也产生大量的赤泥并导致严重的环境问题。根据铝土矿质量和生产工艺的不同,生产1t氧化铝一般要产生0.6～1.5 t固体废弃物(Klauber等,2011)。2008年,中国的氧化铝工业排放固体废弃物300万t,其中拜尔工艺产生的     

钻杆摩擦焊接过程参数控制及焊缝热处理分析

摩擦焊接的过程参数控制和焊缝热处理是摩擦焊接钻杆质量的关键所在,主要从摩擦焊接过程参数控制和焊缝区组织特征分析讨论焊缝的热处理过程.     

富镁与贫镁坡缕石在热处理下的结构变化研究

研究了安徽明光富镁坡缕石和江苏盱眙贫镁坡缕石热处理后的结构变化,结果表明:富镁坡缕石八面体片对称性好,晶体结构稳定性高,结晶度高,热稳定性好;贫镁坡缕石八面体片中存在连续八面体空位,对称性差,晶体结构稳定性低,结晶度差,热稳定性差。在脱除结晶水和羟基过程中,富镁坡缕石由正交晶系转变为单斜晶系,层间距变小,孔道变形、塌陷但一直保持链层结构,显示晶质特性;而贫镁坡缕石的晶体结构发生折叠,链层结构逐步破坏,700℃煅烧后部分四面体片遭到破坏,虽然显示多晶特性为主,但开始出现非晶化现象。     

ESR谱仪低温杜瓦瓶的研制及其在矿物学研究中的应用

文章介绍了ＥＳＲ谱仪低温杜瓦差的研制原理和方法以及应用它在液氮温度下研究孔雀石中的Ｃｕ＾２＋和天然刚玉中Ｔｉ＾３＋存在形式的实验结果。     

含水砂岩在破坏过程中的频谱特性分析

通过对含水砂岩进行单轴加载声发射试验,获取声发射信号。对整个加载过程声发射信号进行FFT变换,发现随着加载地进行,声发射信号的峰值频率由60 kHz下降到40 kHz,平均主频比自然状态下的砂岩平均主频降低了1 kHz;通过分析能量和岩石声发射事件数之间的关系,发现能量与对应声发射事件数之间的比值越大,说明能量是由较大的破裂导致的,而能量值与对应声发射事件数之间的比值越小（数量级在104以下）,说明能量是由多个小破裂同时产生积聚而成的;用Welch法做功率谱估计,发现得到的声发射信号其功率谱大致分为A、B两种,B类功率谱对应信号的相位突变性强。选取一些较大能量信号,计算这些信号出现之前的B类型功率谱出现的几率,发现越接近破裂出现B类型功率谱的几率越大。研究结果为分析岩石破裂全过程的声发射特性提供了一条新的思路,也为声发射应用于岩石破裂失稳预报奠定了一定的工作基础。     

热力学原理在成矿作用中的某些应用

地质成矿作用是一个自发过程,因此,可以用热力学进行研究。热力学是用热力学函数来表示的,主要的热力学函数是熵(S)、焓(H)、内能(U)、功函(A)和自由能(Z或G),它们是通过热力学实验和理论推导求得的,都表现为主要是温度和压力的函数。地质成矿作     

矿物标型特征及其在宝石鉴定中的应用--以刚玉类宝石为例

矿物标型学说在宝石鉴定中具有广泛的应用前景。本文的初步分析结果表明,通过矿物标型学说不仅可以为宝石的鉴定特征找到理论依据,而且还有助于指导鉴定天然宝石与合成宝石、天然宝石与人工优化处理宝石;对某些宝石而言,还能帮助鉴定其产地。将矿物标型学说应用于宝石学,有望帮助鉴定工作者找到新的鉴定思路。     

富镁与贫镁坡缕石在热处理下的结构变化

坡缕石[理想结构式Si8O20(Al2Mg2)(OH)2(OH2)4.4H2O],工业上常称为凹凸棒石,是一种含水的2∶1型链层状镁铝硅酸盐矿物。当坡缕石八面体中Mg2+/R3+(Al3++Fe3+)>1时,称为富镁坡缕石;反之,则称为贫镁坡缕石。坡缕石具有纳