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纳米科学已涉及从信息学到地学的各个领域,成为这个时代一个标志性的关键词。近十多年来,国内外的纳米地学
研究,在实践、理论和实验等诸方面都取得了迅速的进展。该文运用4F (Fact, Formation, Function and Formulation,即事实观
察、形成机理、功效作用和计算模拟)研究方法,利用扫描电子显微镜（SEM） 和透射电子显微镜（TEM） 对断裂剪切带中
的纳米结构与成矿作用进行了样品观察和综合分析。首先,作者表述了岩石剪切面上广泛分布的剪切薄壳（膜） 的形成、
发育和组成,一般脆性剪切的薄壳厚度（h,毫米-厘米级） 要比韧性的剪切薄膜（忽米-毫米级） 厚,前者是由动态摩擦
粘滑滑移引起的,而后者则是由静态蠕滑滑移造成的,且两者均是由纳米矿物和纳米结构组成的。随之,作者集中探讨了
作为研究主体的剪切薄壳（膜） 中纳米结构的应变变形和生成演化,它们既具有弹性又有粘性的变形特征而不是单一的力
学属性。纳米结构的生成-发育-演化,可依剪切变形过程划分为强化(硬化)-弱化（软化） -脆化(退化)三个变形应变阶
段,和相应的纳米涂层-纳米弱化-纳米层裂三种类型纳米作用：（1） 纳米涂层是一种最基本的纳米作用,在成熟的断裂
剪切(带)中,只要有滑移摩擦存在,就会有纳米结构。这种作用能引起有序的纳米结构和定向结构,包括单体纳米颗粒
（通常直径d= 40~80 nm） -复体纳米颗粒-多重复体纳米颗粒;纳米粒-纳米线-纳米层;纳米颗粒粒化-异化-再生
等。（2） 纳米弱化作用是由颗粒粒度减小,瞬时温热,叶理发育和弱势矿物等所致,并可细分为滑动纳米弱化、流变纳米
弱化和动力纳米弱化三种类别。（3） 纳米层裂作用是一种由动力热作用到静力冷作用诱发的剥离作用,通常沿着纳米结构
的劈理面、解理和滑移面开裂。进而,以江西省的金山金矿和广丰滑石矿为例讨论了纳米结构与成矿关系：（1） 含金糜棱
岩发育过程中的纳米涂层作用成岩,纳米弱化作用成矿和纳米层裂作用形成面理的三个阶段。其重要的是纳米弱化作用期
间超糜棱岩的温度能够达到纳米金物质的熔点327 ℃,并在流变滑移过程中产生集中颗粒型（d=15~35 nm） 和分散颗粒型
（d=4~8 nm） 的金颗粒;（2） 滑石矿中高应变反映的纳米结构和纳米作用尤为强烈,具有局部熔融流变,纳米弱化作用阶段
的纳米次分层作用非常发育,沿（001） 面滑移的叶理厚度仅10~15 nm,且纳米层裂作用更是造成开放性的剥离、裂理作
用。上述的研讨,揭示了实质上至少一维的“纳米小疙瘩（nano-orange） 在地球物质中无处不在”。这场地学变革-- “纳
米科学与技术是地球科学的下一次革命（Hochell, 2000）”--大幕才刚刚开启,就促使科研工作者对一些地质现象重新认
识,也激发大家去开发“纳米小疙瘩”在地球物质中的“新奇”功效。 相似文献
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在地球环境中普遍存在的纳米矿物-水溶液界面对许多基本的地球化学过程都至关重要,因而是纳米地球化学的前沿核心研究领域.简要介绍了纳米矿物-水溶液界面领域的基本概念和近期研究进展.举例描述了纳米矿物团聚、吸附、溶解和化学反应等几个相互关联的主要过程,具体阐述了纳米矿物自身特征（如组成、结构、尺寸、形貌、表面保护剂等）以及环境介质条件（如pH、离子强度、化学反应物质、天然有机质浓度和组成、微生物、光辐射等）对纳米矿物-水溶液界面过程的影响规律和微观机制.针对本领域发展面临的机遇和挑战,为未来的研究方向提出了一些设想和建议. 相似文献
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纳米地质学的兴起和发展,促使地质工作者从纳米尺度重新认识固体地球物质,将对地球科学的各个领域产生广泛而深刻的影响.作为纳米地质学的重要分支,纳米矿物学也将走出传统矿物学只把矿物看成理想晶体点阵的局限,从纳米尺度深入探究矿物包括生物矿物在内的矿物结构与性质,突破口之一是介晶.介晶是一种特殊的结晶纳米结构,近年来得到了物理学家和化学家尤其是材料化学家越来越多的关注.介晶是非经典结晶过程产物,以纳米颗粒为基本构筑单元,具备纳米颗粒的性质和宏观尺寸.现已发现,许多生物矿物如脊椎动物骨骼和牙齿、贝壳珍珠层、蛋壳、海胆骨针、有孔虫和珊瑚等都具有介晶结构.因此,从纳米尺度和介晶角度重新理解生物矿化,有助于揭示生物矿物中纳米多级结构的成因机制,拓展纳米矿物学的科学内涵.首先介绍生物矿化和生物矿物的基本概念,之后对介晶的概念和结构特征进行阐述,最后介绍生物矿物中的介晶结构及介晶形成的典型机制,涉及有机基质辅助、物理场驱动、矿物桥或有机桥连接、空间限域、取向附集和晶面选择性分子作用等多种物理化学过程,有望进一步推动纳米矿物学的发展. 相似文献
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至少一维尺度上小于100 nm的颗粒物均称为纳米颗粒物,在人工纳米颗粒物产生的几十亿年前,地球已经通过其特有的生物地球化学过程合成各类天然纳米颗粒物.这些纳米颗粒物及其次生产物具有独特的理化特性,并参与各种地球化学过程,体现其非凡的地球化学意义.从地球化学的角度,解析了环境纳米颗粒物的定义和分类,重点阐述了风化壳与水体中天然和次生纳米颗粒物的形成,并在天然纳米颗粒物中区分了纳米矿物和矿物纳米颗粒物;同时,也讨论了大气纳米颗粒物的来源、成因与环境影响.该综述列举了目前环境中纳米颗粒物表征与鉴别的技术和方法,重点剖析了纳米颗粒物的地球化学功能和环境意义,并对该领域的研究前沿问题进行了概述. 相似文献
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采用扫描电镜、电子探针和Ｘ射线粉末衍射分析技术,研究了浙江天台盆地ＴＢ－１恐龙蛋化石的结构和组分。初步了解这个含似蛋白和蛋黄的恐龙蛋化石的结构和组分为;含铁钛的硅酸盐矿物售合体（蛋壳表层）、灰褐色方解石（蛋壳内层）、浅米黄色方解石（壳内矿物层）、白色石膏（腔内似蛋白矿物）和米黄色萤石（腔内似蛋黄矿物）。 相似文献
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石英纳米微粒结构及其在地球节律方面的意义张汉凯陈敬中（中国地质大学，武汉，４３００７４）人们对矿物的认识，往往从宏观矿物颗粒（ｍｍ，μｍ）及有关特性进行研究，随着高新测试分析技术的发展，矿物中原子、离子、原子（离子）团、分子、晶胞等规则排列情况的研究... 相似文献
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异类矿物结构基元层间层矿物研究 总被引：1，自引：0，他引：1
异类矿物结构基元层间层矿物研究曹正民，秦善，王启明（北京大学地质学系，北京１００８７１）关键词晶体化学、异类矿物结构基元层、墨铜矿矿物的间层现象是由Ｊ．Ｗ．Ｇｒｕｎｅｒ在１９３４年发现的。其中属同一大类矿物基元层交互堆叠而形成的间层矿物已有大量的研究... 相似文献
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以川南长宁页岩气示范区A井页岩气优质产层龙一1小层与非优质产层龙一2小层及龙二段为主要研究对象,从储层矿物组成、纳米孔隙发育特征和赋存载体组合样式及其主控因素等微观层面进行系统对比,进一步明确了两者的差异及相互关系。研究结果显示:1）龙一1小层富含有机质、石英和黄铁矿,页岩孔径分布呈前峰型,纳米孔隙发育主要受TOC含量控制,有机孔是纳米孔隙主要类型,有机质颗粒充填于矿物粒间孔内,被石英和碳酸盐岩等脆性矿物包围,构成“纳米级气藏”;2）龙一2小层和龙二段相对富含黏土矿物和碳酸盐岩,页岩孔径分布以后峰型为主,纳米孔隙发育主要受黏土矿物含量控制,黏土矿物粒间孔/层间孔是纳米孔隙主要类型,黏土矿物颗粒内部充填纳米孔隙不发育的方解石和白云石,对页岩气运移起到有效阻滞。因此,非优质产层龙一2小层和龙二段实际上是下伏优质产层龙一1小层的有效盖层。川南龙马溪组页岩气选区需同时关注龙一1小层的储集能力和龙一2小层与龙二段等上覆地层的封闭能力。 相似文献
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基于吸附等温线的表面分形研究及其地球科学应用 总被引：4，自引：0，他引：4
矿物岩石的表面微形貌和孔隙结构是影响其地球化学行为的关键因素，从纳米尺度上表征这一特征对地球化学动力学研究和材料研发有着重要的意义。重点介绍了基于吸附等温线的分形研究方法，以表征纳米尺度上矿物或岩石表面的不规则性和微孔隙结构。从该方法的物理化学原理出发，对比分析了其适用范围和样品限制。在综合当前煤岩学、土壤学、材料学等领域的应用研究成果的基础上，提出了该分形研究方法在地球科学研究中的应用前景和发展趋势。 相似文献
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近代矿物学研究的一个新领域—机械力矿物学 总被引：3，自引：0，他引：3
从机械力化学效应着手,较为全面地介绍了机械力化学的概念和矿物在超细粉碎过程,在机械力趋动下所发生的一系列变化。这些变化可概括为表面效应、晶体结构效应和组分传输三大效应;提出建立“机械力矿物学”新概念,讨论了它的研究内容及其在材料科学和地质学中的应用与意义。 相似文献
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流体是地球各圈层之间相互作用的纽带,在成岩、成矿过程中起着十分重要的作用。目前,流体的研究主要集中在流体对先存矿物岩石进行的交代作用方面,而对流体直接结晶形成的矿物领域研究较少。文中根据作者近几年的研究成果对从流体直接结晶而成的矿物——流体晶以及流体晶矿物组合、流体岩等的定义、特征进行了归纳总结。最新的研究结果显示：岩浆中可以含有大量的流体,这些流体来源既可以是岩浆演化富集、岩浆与围岩相互作用产生,亦可以是外部来源。因此,流体晶矿物、流体岩在自然界应该是普遍存在的。流体晶矿物的提出将深化人们对地质过程的理解,发展岩石学及矿床学的研究新领域,有利于矿床勘探和成矿预测。 相似文献
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纳米矿物作为连接原子/分子和块体矿物材料的桥梁,在建立矿物微观反应机制和宏观现象的研究中具有重要的意义.随着纳米地质学的迅速发展,纳米矿物在地表环境中的分布、存在形式及其反应活性引起了越来越多关注.综述了天然环境中常见的纳米矿物的成因、存在方式、特殊的尺寸效应、团聚行为、生物/非生物界面反应的分子机制,及其对地表环境和元素生物地球化学循环的影响;着重介绍了具有重要环境意义的纳米矿物与其对应的大尺寸矿物颗粒在吸附行为、溶解速率、团聚状态、催化活性、界面电子传递效率等方面的差异.对于纳米矿物与其对应的宏观矿物晶体之间差异的研究,有助于全面认识矿物对各种地质过程的作用,对于推动地球科学向更加微观和深入的方向发展具有极其重要的意义. 相似文献
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On thermobarometry 总被引：15，自引：2，他引：13
Thermobarometry, the estimation of the pressure–temperature ( P – T ) conditions of metamorphism, can be undertaken by using pseudosection calculations as well as by conventional methods. Conventional thermobarometry uses only the equilibrium thermodynamics of balanced reactions between end-members of minerals, combined with the observed compositions of minerals. In contrast, pseudosections involve a forward calculation of mineral equilibria for a given rock composition. When related to observed rock data such as mineral assemblages, mineral proportions and mineral compositions, pseudosections have the power to provide valuable additional thermobarometric information. This is because the rock composition provides added constraints on P – T , unavailable in conventional thermobarometry, such as when minerals in the mineral assemblage are no longer stable, or when additional minerals join the mineral assemblage. Considering both conventional and pseudosection thermobarometry, a minimum requirement is that they use the same thermodynamic data and activity–composition models for the minerals involved. A new thermocalc facility is introduced that allows pseudosection datafile coding to be used for conventional thermobarometry. Guidelines are given and pitfalls discussed relating to pseudosection modelling and conventional thermobarometry. We argue that, commonly, pseudosection modelling provides the most powerful thermobarometric tools. 相似文献
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Environmental assessments are conducted prior to mineral development at proposed mining operations. Among the objectives of these assessments is prediction of solute release from mine wastes projected to be generated by the proposed mining and associated operations. This paper provides guidance to those engaged in these assessments and, in more detail, provides insights on solid-phase characterization and application of kinetic test results for predicting solute release from waste rock. The logic guiding the process is consistent with general model construction practices and recent publications. Baseline conditions at the proposed site are determined and a detailed operational plan is developed and imposed upon the site. Block modeling of the mine geology is conducted to identify the mineral assemblages present, their masses and compositional variations. This information is used to select samples, representative of waste rock to be generated, that will be analyzed and tested to describe characteristics influencing waste rock drainage quality. The characterization results are used to select samples for laboratory dissolution testing (kinetic tests). These tests provide empirical data on dissolution of the various mineral assemblages present as waste rock. The data generated are used, in conjunction with environmental conditions, the proposed method of mine waste storage, and scientific and technical principles, to estimate solute release rates for the operational scale waste rock.Common concerns regarding waste rock are generation of acidic drainage and release of heavy metals and sulfate. Key solid phases in the assessments are those that dissolve to release acid and sulfate (iron sulfides, soluble iron sulfates, hydrated iron-sulfate minerals, minerals of the alunite–jarosite group), those that dissolve to neutralize acid (calcium and magnesium carbonates, silicate minerals), and those that release trace metals (trace metal sulfides, hydrated trace metal-sulfate minerals). Conventional mineralogic, petrographic, and geochemical analyses generally can be used to determine the quantities of these minerals present and to describe characteristics that influence their dissolution. A key solid-phase characteristic is the mineral surface area exposed for reaction, which is influenced by mode of occurrence (included, interstitial, liberated) and the extent of mineral surface coating. Short-term dissolution tests can estimate the extent of hydrated sulfate minerals present. Longer term dissolution tests are necessary to describe the dependence of drainage pH and solute release rates on solid-phase variation. The extensive data compiled from baseline pre-development definition, the operational plan, solid-phase characterization, and dissolution testing are ultimately synthesized by means of a modeling exercise requiring considerable technical and scientific expertise. The predicted rates (model outputs) are expressed as probability distributions to allow assessment of risk. This exercise must be technically defensible and transparent so that regulators can confidently assess the results and evaluate the operational plan proposed. Technical and non-technical challenges involved in implementing such programs are identified to benefit management planning for both industry and government. 相似文献
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世界地质调查工作发展趋势及其对中国的启示 总被引：3，自引：2，他引：1
当前,全球经济增长乏力,矿产资源需求增速放缓,环境问题日益突出,矿业进入深度调整期,地质调查工作需求驱动力发生了重大变化。在这种背景下,世界地质调查工作发展呈现新趋势:1树立"大资源"观,加强关键矿产的调查评价。矿产资源研究呈现从传统到新兴矿产、从浅部到深部、从一般性研究到矿产资源全生命周期研究;基础地质从一般性填图信息到深度信息挖掘转变;2树立"大地质"观,推进地球关键带地质调查;3树立"大数据"观,推进信息技术与地质调查工作深度融合。中国地质调查工作改革必须尊重地质工作规律和经济工作规律,树立"大地质"、"大资源"、"大生态"、"大数据"的理念,加强地质调查工作的顶层设计,紧紧抓住关键空间、关键矿种、关键技术,推进地质调查工作的结构调整与转型,以适应经济和社会发展需求。 相似文献
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白度是矿物的重要光学性质之一。为了深化矿物的光学性质及白色矿物功能材料的研究与应用,根据测试分析结果和叶大年的结构光性矿物学理论,系统研究了影响矿物白度的主要因素,以及矿物增白效果的差异性及其产生机理。研究结果表明:(1)晶体化学是决定不同种类透明矿物白度的最主要因素,但对于某种透明矿物来说,影响其白度的主要因素是矿物中的碳质有机质、含铁钛矿物杂质、杂质元素的价态与晶体化学环境、介质环境、矿物中的水和粒度大小等。(2)证明了透明矿物白度大小与折射率呈正相关。白度相同的不同矿物的增白效果存在很大差异性,其根本原因是由矿物折射率所决定的反射率存在很大差别。(3)提出了真白度和假白度的概念,即主要由自色产生的白度称为真白度,主要由假色产生的白度称为假白度;真白度高的矿物具有增白作用,而真白度低的矿物,即使粉末白度高,也没有增白作用。(4)在影响矿物白度的主要因素中,矿物中的碳质有机质、含铁钛矿物杂质、杂质元素的价态等杂质成分对矿物白度和增白效果起负面作用。(5)矿物中与晶体结构相关的水所产生的颜色属于自色,脱去结晶水、层间水和结构水都有利于提高矿物的真白度或增白效果,但脱去沸石水的效果正好相反;由矿物粒度大小变化产生的颜色属于假色;通过降低粉体粒度大小所提高的白度属于假白度,由此增加的白度没有增白作用。另外,矿物粉体与使用介质之间的折射率大小差别越大,增白效果越明显。 相似文献
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光性矿物检索鉴定程序设计原理与应用 总被引：1，自引：1，他引：0
计算机技术常应用到镜下鉴定光性矿物工作中,本文以Visual Basic为工具开发出用于镜下鉴定矿物的辅助分析程序,介绍了光性矿物鉴定程序的设计原理和使用方法,包括矿物属性分析及赋值、鉴定误差减小方法及其应用。在光性矿物镜下鉴定时输入所观察矿物全部或部分光学性质,通过程序计算与比较,显示出最可能的查询矿物。矿物检索以贵橄榄石为例,在输入正确光性矿物属性的前提下,可准确地得出鉴定结果,有效地提高了镜下矿物鉴定的效率和准确度;查询结果中配有详细图片和属性描述,可以进一步查询矿物的详细光学性质、成因产状及其他鉴定特征;此外鉴定分析程序也可以用于建立矿物信息数据库。 相似文献