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碳酸盐矿物在地幔温压条件下的稳定性和结构变化对理解地球内部碳的存在形式、建立深部碳循环模型具有重要的指示意义。本文利用金刚石对顶砧装置,借助同步辐射X射线衍射和拉曼光谱技术,对天然菱锰矿单晶的结构稳定性和弹性性质进行了研究。结果表明:菱锰矿在压力达到~10 GPa时结构保持不变,但c轴方向的压缩性大于a轴。菱猛矿的等温状态方程参数为V_0=308.8(2)~3、K_0=104(1)GPa和K'_0=4(fixed)。[CO_3]~(2-)基团对称伸缩振动(ν_1)和平面内振动(ν_2)引起的拉曼峰分别位于1 087.9 cm~(-1)和720.5 cm~(-1),基团外振动峰(ν_3)出现在293.8cm~(-1),三者的拉曼位移均与压力呈良好的线性正相关关系,且外振动对压力的响应比内振动敏感。计算得到内振动的模式Grüneisen参数γ_(ν_1)=~0.29和γ_(ν_2)=~0.26,远小于外振动γ_(ν_3)=~1.57。进一步证明菱锰矿的压缩取决于[MnO_6]体积的减小而非[CO_3]~(2-)基团的压缩。结合前人的研究结果,本文对方解石型碳酸盐的弹性性质及其变化规律进行了总结。 相似文献
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《矿物岩石》2016,(1)
合成变石的晶体结构、化学成分及宝石学特征与天然变石基本一致,常规宝石学检测方法很难区分。实验采用红外光谱仪和拉曼光谱仪测试分析,发现天然变石以2 800cm~(-1)~3 300cm~(-1) O—H伸缩振动和2 362cm~(-1) CO_2伸缩振动为红外特征吸收峰,而提拉法合成变石无此特征吸收;拉曼分析中,638cm~(-1) Be—O弯曲振动为天然变石的特征吸收,674cm~(-1) Be—O伸缩振动、708cm~(-1) Be—O弯曲振动、473cm~(-1) Al—O平移运动为提拉法合成变石的特征吸收;对天然变石与提拉法合成变石拉曼谱932cm~(-1)进行洛伦兹线性拟合,得到天然变石半高宽均在17.0cm~(-1)以上,而提拉法合成变石均在17.0cm~(-1)以下。 相似文献
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李时珍石—一种Zn硫酸盐新矿物 总被引：3，自引：0，他引：3
李时珍石是一种Zn硫酸盐新矿物,发现于我国青海省锡铁山铅锌矿床氧化带,化学分子式是ZnFe_2~(3+)(SO_4)_4·14H_2O。该矿物产于硬石膏裂隙或孔洞中,与粒铁矾、叶绿矾、自然硫、石膏、黄铁矿、石英等共生。晶体习性板状或板柱状。淡玫瑰紫色,玻璃光泽。硬度3.5,解理{010}近于完善。实测密度D_m=2.206(4)g/cm~3,计算密度D_c=2.201g/cm~3。偏光镜下无色,无多色性,2V(-)-47°;黄光中的折射率:α——1.522(2),β——1.568(1),γ——1.578(4)。空间群P(?),晶胞参数:a=6.477(1),b=15.298(3),c=6.309(1),α=90.20°(1),β=101.11°(1),γ=93.97°(1),V=611.9(1)(?)~3,Z=1。DTA曲线在119—156和740℃处有2个主要强吸热峰,在214,246,296和802℃处有4个弱吸热峰。TG曲线表明矿物在加热时,分阶段脱失结晶水,到310℃时,总失重量为30%。红外光谱在3351—3035和1131—997cm~(-1)处有2个主要吸收带;在1658—1651,667—537和484cm~(-1)处有3个次要吸收带。不同温度下测量的穆斯堡尔谱,由-Fe~(3+)离子的宽阔不对称单峰组成。 相似文献
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利用傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪和紫外可见光谱仪等测试分析手段,并结合偏光显微镜及常规宝石学方法,对黄色葡萄石样品进行了系统的测试研究。结果表明,黄色葡萄石具有典型的显微交织结构。红外吸收光谱和拉曼光谱显示了硅氧官能团的振动在900-1100cm~(-1)和400~800cm~(-1)波段产生特征吸收峰,同时OH~-的振动产生了3495cm~(-1)红外吸收峰和320cm~(-1)、390cm~(-1)拉曼吸收峰。紫外可见光谱显示,葡萄石具有430nm和580nm的吸收带,推断其黄色调是由Fe~(3+)致色形成的。 相似文献
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2:3的蒙皂石-云母间层矿物产于含锰碳酸盐矿物中,与方解石、钙菱锰矿、菱锰矿、菱铁矿、黄铁矿、黄铜矿和锐钛矿共生。矿物呈片状和不规则粒状,颜色呈灰、灰白色和浅黄色,条痕灰白色。显微硬度78kg/mm~2、摩氏硬度1.5。比重2.58。比磁化系数3.35×10~(-6)C·G·S·M·cm~3=/g。主要X射线粉晶线是11.39(100),5.06(87),4.48(81),3.28(70)。矿物的红外吸收谱特征为:3600—3700,1000—1050,540,490cm~(-1),此外还对该矿物作了差热分析。 相似文献
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采用红外吸收光谱、拉曼光谱、紫外-可见-近红外吸收光谱等无损分析技术,并结合激光诱导击穿光谱和电子探针对澳大利亚孟席斯祖母绿的光谱特征、成分特征和颜色成因进行了研究。红外光谱分析显示孟席斯祖母绿具有[Si_6O_(18)]基团振动特征,其结构孔道中的Ⅱ型水吸收强于Ⅰ型水;拉曼光谱特征峰主要在323 cm、397 cm~(-1)、685 cm~(-1)和1067 cm~(-1),并可检测到142 cm~(-1)和190 cm~(-1)等弱散射峰;紫外-可见-近红外吸收光谱主要由Cr~(3+)、V~(3+)、Fe~(2+)和Fe~(3+)的吸收组成,其中424 nm和611 nm的吸收由Cr~(3+)和V~(3+)联合作用导致,644 nm、661 nm和682 nm的吸收由Cr~(3+)产生。结合Cr_2O_3含量显著高于V_2O_3的化学成分特征,表明孟席斯祖母绿主要由Cr致色。同时将孟席斯祖母绿与云南祖母绿进行对比分析,为孟席斯祖母绿的宝石学鉴定和质量评价提供依据。 相似文献
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海绿石是一种浅海相沉积指示矿物,形成成熟的海绿石需1Ma。本文以含铁量很低的蒙脱石和0.1mol/LFe~(3+)、0.2mol/LK~+的离子溶液分别为初始物质在50℃恒温环境和不同的pH、Eh条件下,模拟海绿石化过程,并通过XRD、FTIR、SEM、ESR等检测反应产物。研究发现,在SEM下观察到球形纳米颗粒的海绿石出现;同时XRD谱图上除出现云母类矿物的001衍射峰外,还出现d值为0.1520nm和0.1498nm的代表海绿石和铁伊利石的060特征衍射峰。pH和氧化还原条件对产物的影响比较显著,pH为酸性时出现海绿石和铁伊利石的组合,其红外吸收谱中出现AlFe~(2+)OH或Mg~(2+)Fe~(3+)OH(3547~3562cm~(-1))、Fe~(3+)Fe~(3+)OH的伸缩振动峰,与之相应的ESR中出现g=1.978的八面体位Fe~(3+)的共振峰;当pH介于中性的时候,红外光谱谱图上出现明显的AlFe~(2+)OH、Mg~(2+)Fe~(3+)OH(3550~3562cm~(-1))和Al~(3+)Fe~(3+)OH(870cm~(-1))振动;pH为碱性时,出现Fe~(3+)Mg~(2+)OH(3560cm~(-1))振动;上述红外吸收振动的出现表明Fe~(3+)已经进入了蒙脱石结构的八面体位。蒙脱石在上述条件下发生明显的改变,发生海绿石化或铁伊利石化,pH和氧化还原条件对结果的影响比较显著,酸性的环境中海绿石化显著,而中性至碱性的环境则发生铁伊利石化。 相似文献
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利用拉曼光谱和红外光谱研究了方解石、白云石和菱镁矿的光谱学特征,探究了影响三种矿物红外辐射性能的因素。三种矿物的拉曼光谱(Raman)、中红外吸收光谱(MIR)、远红外吸收光谱(FIR)显示随着矿物中镁含量的增大将会影响CO32-的面外弯曲振动(ν2)、反对称伸缩振动(ν3)和平面内弯曲振动(ν4),使各光谱特征峰均向高频端迁移。基于黑体辐射定律以及在80 ℃、400~2 000 cm-1矿物的辐射能量谱,结果显示方解石、白云石、菱镁矿的发射率依次减少(0.951,0.938,0.895)。三种矿物的红外吸收光谱和发射光谱中的振动位置均受CO32-基频的显著影响,在1 300~1 650 cm-1均产生宽的低吸收带,该吸收带与CO32-的反对称伸缩振动相关,且吸收带范围(202,236,272 cm-1)与发射率之间呈负相关关系。因此,当最强化学键的振动出现在发射光谱窄的吸收带范围内会产生相对较高的辐射能和发射率。此外,矿物的晶体结构也会影响发射率,大的离子半径、键长和晶胞体积将降低辐射过程中能量的吸收,增强辐射特性。综上研究结果,方解石、白云石和菱镁矿的拉曼光谱和红外光谱揭示了金属原子的相对质量对光谱学特征的显著影响,其发射率可能受到C—O键的反伸缩振动范围、最强吸收带控制的最低发射率以及矿物晶体结构的共同影响。这项研究呈现了必要的光谱信息和热发射率数据以识别特定的碳酸盐矿物,为类似矿物的光谱特征研究奠定了基础;同时为进一步认识地壳中大量的碳酸盐矿物提供了研究方法,也为地外勘探的深入研究给予相关的理论基础。 相似文献
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名义上无水矿物(NAMs)的结构水研究是认识超高压变质作用(UHPM)过程中流体活动规律的重要手段,并对板块汇聚边缘大陆动力学及水的深部地球循环有重要意义。本文采用傅立叶变换红外光谱(非偏振光)研究了中国大陆科学钻探(CCSD)主孔岩心及其周围地表榴辉岩中副矿物—金红石中的结构水。所有测试样品都在3285 cm~(-1)和3295 cm~(-1)附近产生尖锐的吸收峰,证实“水”以结构羟基(OH~-)的形式赋存于金红石晶格之中。采用最新标定的摩尔吸收系数[38000 L/(mol·cm~2)]计算表明,金红石结构水含量在324×10~(-6)～523×10~(-6)范围内,远较前人有关金红石结构水含量的计算结果为低。同时,结构水分布不均一性在不同样品之间和颗粒内部都有明显表现,指示超高压变质过程中有限的流体活动和快速的板块俯冲—折返过程。 相似文献
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为了模拟浅海环境下锰氧化物微生物还原作用诱导碳酸盐沉淀的过程,选取最常见的锰氧化物-水钠锰矿(K_(0.33)Mn_7O_(14)·7H_2O)为研究对象,在不同种类与浓度盐离子(Mg~(2+)、SO_4~(2-))存在条件下开展异化锰还原菌Dietzia cercidiphylli 45-1b好氧还原水钠锰矿的实验研究.通过测试体系蛋白、Mn~(2+)等离子浓度变化,利用X射线衍射(XRD)和X射线吸收谱(XAS)表征反应前后矿物结构变化,来探讨不同初始Mg~(2+)和SO_4~(2-)浓度对于菌株45-1b还原水钠锰矿及诱导碳酸盐矿物沉淀的影响.结果显示体系pH值在4天内从7.0迅速上升至9.3,Mn~(2+)浓度在2天内迅速上升至166μmol/L,随后迅速下降至8μmol/L(第4天),其好氧还原产物为菱锰矿(MnCO3),且其产生量随Mg~(2+)浓度的升高而降低,随SO_4~(2-)浓度的升高而升高.上述实验结果表明好氧环境下菌株45-1b能够利用乙酸为电子供体,水钠锰矿为电子受体还原水钠锰矿释放Mn~(2+),最终转化有机碳为无机碳酸盐矿物菱锰矿.Mg~(2+)通过影响微生物生长和菱锰矿成核对水钠锰矿的还原及菱锰矿沉淀产生抑制作用,而SO_4~(2-)可以缓解Mg~(2+)的抑制作用并促进水钠锰矿的还原及菱锰矿沉淀. 相似文献
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《矿物岩石》2016,(1)
利用拉曼分析技术测定大别山榴辉岩中石榴石的拉曼谱峰,测试结果表明榴辉岩中石榴子石的类型为镁铝-鉄铝石榴子石系列,与电子探针所得结果一致。石榴石高频区的拉曼位移与半高宽表现出反相关关系,并且从颗粒边部至中部再至边部呈现有规律的变化,具体表现为中部拉曼位移较小,在912.4cm~(-1)~913.9cm~(-1)之间,而边部拉曼位移较大,在914.6cm~(-1)~917.0cm~(-1)之间;半高宽则体现为中部较大,在23.46cm~(-1)~24.04cm~(-1)之间,而边部较小,在21.19cm~(-1)~23.11cm~(-1)之间。拉曼位移的变化体现了晶体结构的变化。说明榴辉岩折返过程中,因外部压力变化导致的矿物的晶格变形首先从颗粒中部开始,而中部及边部拉曼位移与半高宽的明显差异,说明晶格变形未达到均一化,很可能与榴辉岩的折返速率较快有关。研究榴辉岩中石榴石的拉曼谱峰特征可为探讨高压矿物在构造环境变化时的拉曼响应以及板块的俯冲及折返机制提供一定的依据。 相似文献
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红外光谱在几种相似硫酸盐矿物判别中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
为快速、有效区分硫酸盐矿物,选取几类具代表性的硫酸盐类矿物样品,采用红外光谱法的反射法和KBr压片法收集各样品的中红外吸收光谱,并进行对比和分析。结果表明,常规矿物测试应用物理特性很难将各矿物区分,红外吸收光谱可有效区分几类相似硫酸盐矿物。对相同结构类型、分子构型、晶系及对称类型的硫酸盐矿物,[SO4]2-基团与[OH]-基团的红外活性内振动频率具随阳离子半径减小而增大、阳离子质量增大而降低的规律。对反射法和KBr压片法测试结果比对,SO4基团与OH基团内振动特征峰基本一致,偏差约0~10 cm-1,个别约40±cm-1。 相似文献
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碳酸盐矿物热分解机理的研究 总被引：6，自引：2，他引：6
本文主要根据碳酸盐矿物的热分析结果,研究不同的碳酸盐矿物热分解温度不同的机理,以及影响同一种碳酸盐矿物分解性质的物理化学因素。不同碳酸盐矿物热分解温度不同,这种差别可用构成碳酸盐矿物晶体的金属阳离子与CO_3~(2-)离子之间的结合力不同来解释。影响同一种碳酸盐矿物热分解温度的因素:一是其组分中少量化学杂质在加热时的热反应与碳酸盐矿物的热分解反应互相影响,使其热分解温度提前或推迟;二是在其晶体结构中存在类质同象的离子置换现象,不同的金属阳离子与CO_3~(2-)离子的结合性质不同,使原来很规则的晶体结构中出现一些不规则部分,这些不规则部分的热分解与规则部分有差异,就必然影响碳酸盐矿物的热分解。 相似文献
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锌绿钾铁矾是一种含K、Zn、Fe和Al的硫酸盐新矿物。共生矿物为粒铁矾、水绿矾、石英和黄铁矿等。矿物呈分散的晶粒或粒状集合体产出,晶体一般1—2mm。单晶体常见,主要单形有o{111},c{100},d{110},n{211}。颜色绿黑到油绿色,灰绿色条痕。沥青到玻璃光泽,透明到微透明。硬度3.0,性脆,无解理,断口贝壳状。实测比重2.759g/cm~3,计算比重2.767g/cm~3。光性均质,N=1.605(3)。等轴晶系,空间群Fd3c,a=27.180,Z=16。粉末衍射图最强线为:5.54(48),4.26(28),3.53(67),3.39(100),3.13(39),3.03(28),2.84(32)。化学式为K_2Zn_5Fe_3~(3+)Al(SO_4)_(12)·18H_2O。差热分析显示,在249和702℃处有两个强吸收峰,在278和826℃处有两个弱吸收峰。红外吸收光谱曲线在3402—3065和1138—1004cm~(-1)处有两个主要吸收带,在1686—1637,625—590和442cm~(-1)处有三个次要吸收带。 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2017,(2)
为探究岩石漆矿物组成在空间上的变化规律,采集了中国干旱、半干旱及湿润地区岩石漆样品,制作了岩石漆纵切片观察其形貌特征,对其进行了拉曼光谱与红外光谱分析。光谱学研究表明,所有岩石漆样品均检测出574~594cm~(-1)、622~645cm~(-1)的拉曼峰位和428cm~(-1)、466~468cm~(-1)、513cm~(-1)的红外峰位,表明水钠锰矿是岩石漆中普遍存在的锰氧化物矿物。干旱与部分半干旱地区岩石漆检测出290~291cm~(-1)、405~409cm~(-1)、610cm~(-1)的拉曼峰位,半干旱地区岩石漆检测出217cm~(-1)、275~279cm~(-1)、393~395cm~(-1)的拉曼峰位,表明干旱地区岩石漆内铁氧化物以赤铁矿形式产出,半干旱地区富含针铁矿与赤铁矿。湿润地区岩石漆未检测到铁氧化物的谱峰信号。说明气候差异与生物活动可能是岩石漆形貌与矿物组成差异性的原因。 相似文献
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天然红宝石和蓝宝石的包裹体中常见典型的含水矿物包裹体,这些含水矿物包裹体容易受外界环境升温而发生改变。微量含水矿物包裹体变化会对红宝石和蓝宝石的物理和化学性质产生明显影响,该性质为宝石热处理的鉴定提供了检测思路。本文采集了天然红宝石和蓝宝石样品,用显微镜放大观察包裹体特征,结合红外光谱与显微共焦激光拉曼光谱测试研究了含水矿物包裹体的特征。结果表明:天然红宝石和蓝宝石样品中含水矿物包裹体的外观轮廓清晰,晶形完整;红外光谱在2000～3700cm~(-1)附近显示出2105～2110cm~(-1)和1977～1985cm~(-1)硬水铝石和3619cm~(-1)和3696cm~(-1)高岭石等水(H_2O或—OH等)的特征吸收峰;拉曼光谱中可见角闪石、云母、磷灰石和长石等结晶度较好的典型含水矿物包裹体的特征拉曼位移。该系列特征揭示了红宝石和蓝宝石样品中含有水的特征,可作为红宝石和蓝宝石天然成因且未经过热处理的鉴定依据。 相似文献
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某些磷灰石矿物的红外吸收光谱 总被引：4，自引：3，他引：4
本文讨论了各种磷灰石矿物的光谱特征,氟磷灰石和羟磷灰石的光谱-结构关系及磷灰石中CO_3~(2-)和OH~(-1)离子的存在形式。在结构资料基础上,对氟磷灰石和羟磷灰石中的PO_4~(3-)离子进行了相关分析,给出了内模式的分配数目。碳氟磷灰石中的CO_3~(2-)离子的光谱与简单无水碳酸盐和氟磷灰石混合物光谱之间的差异表明,C0_3~(2-)离子以类质同象形式进入磷灰石结构中。磷灰石中的P_2O_5含量随CO_2含量的增加而降低,PO_4~(3-)离子的v_4带随CO_2的增加或减少而变化,这表明PO_4~(3-)与CO_3~(2-)离子之间存在密切的相关关系,CO_3~(2-)-PO_4~(3-)取代是类质同象置换的一种形式。羟磷灰石OH-OPO_3中的O-O距离和它的高温光谱证明,OH~(-1)离子以氢键形式存在。 相似文献
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本文研究了砷铋钼蓝光度法的显色条件,并拟定了岩石矿样中砷的测定方法。络合物在725和850nm处有吸收峰,其络合物组成为As:Mo:Bi=1:12:2,ε_(725)=1.27×10~4l·mol~(-1),ε_(850)=1.5×10~4l·mol~(-1)·cm~(-1)。砷在0—20μg/5ml范围内符合比耳定律。 相似文献
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氯碳钠镁石的振动光谱分析 总被引：1，自引：0，他引：1
氯碳钠镁石的群论分析表明,当CO_3~(2-)占据其晶体结构中的C_3位置对称时,振动的表示为:Γ=2A+2E。应用Wilson 的GF 矩阵法计算CO_3~(2-)得到的力常数为:伸缩力常数(K)5.8md/(?),弯曲力常数(H)0.45md/(?),非键原子间的排斥力常数(F)2.10md/(?)。计算的频率v_3=1463cm~(-1);v_4=718cm~(-1)。与实测频率一致。根据位能分布计算表明,红外光谱中1464cm~(-1)和718cm~(-1)谱带分别归属C—O 伸缩振动((?))和键角O—C—O 弯曲振动v_4是正确的。 相似文献