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从微观尺度研究结构水的分布状态可以为超高压变质岩的形成环境、构造演化动力学过程提供重要的依据.为探讨大别山地区超高压变质岩中"名义上无水矿物"(nominal anhydrous minerals,NAMs)结构水的分布特征、赋存状态与超微结构缺陷的关系,对大别山石马地区榴辉岩中的柯石英进行了傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析和第一性原理计算.FTIR研究表明柯石英主要吸收峰为(Ⅰ)3 561~3 580 cm-1、(Ⅱ)3 433~3 462 cm-1和(Ⅲ)3 412~3 425 cm-1;柯石英颗粒结构水含量为15×10-6~52×10-6,平均值是32×10-6.第一性原理理论计算得到了柯石英(4H)Si和(AlH)Si复合缺陷超晶胞模型(2×1×1)的形成能分别是-4.92 eV和-3.10 eV;含氢缺陷模型计算结果得到3 526 cm-1和3 198 cm-1的拉曼峰与柯石英的合成实验结果基本符合.FTIR分析表明石马地区柯石英结构水含量具有不均一性;模拟计算得到(4H)Si复合缺陷模型比(AlH)Si有更低的复合缺陷形成能,有更加稳定的结构,柯石英结构水中(OH)4$ \Leftrightarrow $Si氢结合机制是优先模式,为实验研究提供理论依据. 相似文献
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用XRD,SEM和TEM研究新型配合物Cu(C3N2H4)2(C4H5O4)2的超分子结构和微观形貌,并对新型晶体的平衡外形进行模拟计算,结果表明:该配合物分子具有丁二酸桥联的双核铜结构,中心铜离子处在2个咪唑和4个丁二酸以单齿配位组成的八面体中心,在ab平面,分子中有十四元大环,环内Cu(1)-Cu(2)原子间距为0.8031nm,C(2)-C(2′)为0.4183nm;在ac平面,沿着[010]方向分子内呈现凹的六边形纳米级孔洞;沿[100]方向分子依靠弱的氢键作用,层状堆积成三维超分子结构。此外,随着丁二酸的碳链沿[001]方向无限延伸,形成以铜离子为交叉中心的带状拓扑构型。SEM观察到晶体表面形成有明显的凹坑,区域呈现层状阶梯,说明晶体在(100)面遵照台阶-扭折模型呈层状生长结晶。TEM微区形貌像显示晶体存在条纹和缺陷结构,整体保持柱状构型,这与模拟的晶体平衡外形呈柱状一致。模拟结果表明晶体最易外显晶面为(100)面,外显比例达41.247%,这与晶体超分子层沿[100]方向通过氢键作用堆积,键作用力较弱密切相关。 相似文献
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超高压变质矿物的某些显微构造缺陷可能指示了岩石短暂和快速抬升过程。文中报道了中国大别山双河地区超高压硬玉石英岩矿物显微构造缺陷的透射电镜(TEM)和Fourier变换红外光谱(FTIR)的研究结果。用TEM研究方法,在硬玉石英岩中硬玉包裹体内发现了亚微米级天然蒙钠长石(MA,C2/m)、高钠长石(HA,C)和低钠长石(LA,C)三种多形变体。表明岩石在折返过程经历过高温变质作用(>930℃),以及退变质过程的快速冷却;在石英包裹体内发现了纳米级柯石英和石盐子矿物,提供了柯石英转变为石英以及峰期变质条件下高盐流体存在的证据。"名义上无水矿物"(NAMs)的结构水(OH/H2O)是以缺陷形式赋存于矿物结构中。FTIR分析结果显示硬玉、石榴石、金红石和石英中结构水的平均含量分别为1000×10-6、(900~1600)×10-6、>2000×10-6和<4×10-6,硬玉石英岩全岩含水量为(490~600)×10-6,表明在高压-超高压变质作用过程中,地壳或原岩中的水可以通过这些NAMs携带到地球深部。该类显微构造缺陷可能是大陆碰撞造山带在高应变速率下的局部弱化和深部断层作用的结果。 相似文献
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钙稀土氟碳酸盐矿物中新多型体的HREM研究 总被引:1,自引:0,他引:1
利用高分辨电子显微术(HREM)研究了钙稀土氟碳酸盐矿物系列中氟碳铈矿(B)/直氟碳钙铈矿(S)的混层结构。发现并确定了B_5S_2(IH,3R)、B_5S_4(3R,6R)和B_(18)S_(10)(IH)规则混层矿物中5种新多型的晶体结构类型、晶胞参数以及理论晶体化学式等。HREM研究揭示出,在B_mS_n(m>n)型规则混层矿物新多型体的结晶过程中,成矿地质环境是复杂的。阐明了这些多型体是由该系列矿物中的氟碳铈矿(B)和直氟碳钙铈矿(S)结构单元层以不同比例沿c轴方向的有序堆垛构成。 相似文献
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根据HRTEM研究,在四川西昌地区的钙稀土氟碳酸盐矿物衍生多晶体中发现了四种不同的B10S8型[即氟碳怖矿(B)/直氟碳钙铈矿(S)为10:8]新规则混层矿物(B10S8-I,B10S8-Ⅱ,B10S8-Ⅱ和B10S8-Ⅳ)。用SAED和HREM方法确定了四种新规则混层矿物的晶体结构对称性、晶胞参数、结构堆垛模式及晶体化学式等。四种B10S8新规则混层矿物结构中,Ce-F离子层的堆垛层序以及两个Ce-F离子层之间的碳酸根离子层的排列方式均不同。同时还观察到该类矿物中的畸结构及堆垛层错等。 相似文献
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大别高压和超高压榴辉岩中绿辉石的透射电镜研究 总被引:1,自引:0,他引:1
近年来有关大别山超高压变质岩的研究取得了重要进展。但对榴辉岩的显微和超微构造的研究仍然不足。榴辉岩主要由石榴石和绿辉石组成,其中石榴石基本上相当于刚性体,除非在很高温条件下石榴石才发生韧性变形[1~4]。因此,笔者对高压和超高压榴辉岩中的绿辉石进行了... 相似文献
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利用Cerius2软件分别构建了15种含有0~96个水分子的Li-、Na-、K-蒙脱石超晶格模型。分析了模型结构中的键长和键角,运用分子力场方法—UFF力场构型优化得到蒙脱石的最优构型及其总能量等参数,在此基础上计算了3种蒙脱石含有32、64和96个水分子时晶体结构的X射线衍射(XRD)和红外吸收光谱(IR)。结果表明,蒙脱石结构模型中键长和键角等参数说明其结构具有合理性;当蒙脱石的结构达到能量最小构型时,体系的总能量随着水含量的增加而降低;XRD的模拟结果和实验结果相一致;IR的模拟结果与实验结果有所偏离,可能是由选取的分子力场和分子位能模型所致。 相似文献
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金红石不仅是自然界中分布最广的TiO2矿物变体,而且是变质岩特别是高压岩石的重要副矿物[1,2]..Muscat等[2]对TiO2的高压实验研究表明,金红石在超高压(>4 GPa)条件下可形成4种同质多形变体:α-PbO2型(TiO2-Ⅱ)、斜锆石型(badde-leyite)、萤石型(fluorite)和氯铅矿型(cotunrlite)TiO2,它们比常态相金红石(rutile)、锐钛矿(ana-tase)和板钛矿(brookite)具有更大的密度.矿物学研究是认识板块俯冲和折返过程地球动力学的一个重要窗口. 相似文献