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微生物-矿物接触模式影响矿物溶解机制的实验研究——以多粘芽孢杆菌参与下的微纹长石溶解为例 被引量:23
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作者 周跃飞 王汝成 +1 位作者 陆现彩 陆建军 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期657-661,共5页
微生物可通过直接和间接作用方式影响硅酸盐矿物的溶解。在细菌生长的不同阶段,这两种方式的贡献有所差异。利用微孔滤膜进行了一系列实验,研究了多粘芽孢杆菌对微纹长石溶解的影响。结果表明,在细菌生长的0~96h内,细菌及代谢产物... 微生物可通过直接和间接作用方式影响硅酸盐矿物的溶解。在细菌生长的不同阶段,这两种方式的贡献有所差异。利用微孔滤膜进行了一系列实验,研究了多粘芽孢杆菌对微纹长石溶解的影响。结果表明,在细菌生长的0~96h内,细菌及代谢产物能通过直接和间接作用共同促进微纹长石的溶解,但微纹长石中各元素的溶出在方式上有一定的差别,K和Si的溶出主要受间接作用的影响,而Al的溶出主要受直接作用的影响。在稳定期和衰亡期,细菌及代谢物均对K,Al,Si三种元素的溶出起较强的促进作用。在长石溶解的过程中,细菌的生长消耗、细菌表面络合作用、代谢物络合作用等均是影响离子浓度变化的重要因素,三种作用的协同效应,使得实验溶液中离子浓度随细菌生长表现出不规则变化的特点。 展开更多
关键词 多粘芽孢杆菌 微纹长石 溶解 直接作用 间接作用
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多粘芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)吸附Cu^(2+)的实验研究 被引量:7
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作者 丁雨 陆现彩 +2 位作者 周跃飞 陆建军 王汝成 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期675-681,共7页
细菌表面往往存在多种化学基团,能够通过吸附作用影响环境流体中金属元素的活动性,从而与表生条件下的元素富集、矿物成核结晶等地球化学过程密不可分。为了深入认识细菌吸附作用的地球化学意义和环境效应,揭示细菌吸附金属离子的热力... 细菌表面往往存在多种化学基团,能够通过吸附作用影响环境流体中金属元素的活动性,从而与表生条件下的元素富集、矿物成核结晶等地球化学过程密不可分。为了深入认识细菌吸附作用的地球化学意义和环境效应,揭示细菌吸附金属离子的热力学行为,选择了多粘芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)为研究细菌,系统开展了滴定实验和Cu2+吸附实验。通过连续酸滴定方法分析了细菌表面的化学特征,发现多粘芽孢杆菌在pH值为7.54~6.50范围内,表面带负电荷,表现出质子吸附行为;设计开展了Cu2+吸附实验,发现溶液的pH值对Cu2+吸附有一定影响,可能存在Cu2+与细菌表面质子的交换作用;根据Cu2+吸附等温线拟合计算,发现吸附等温线符合Langmuir和Freundlich吸附模型,根据Langmuir模型计算得到每个细胞的Cu2+饱和吸附量高达1.69×10-7mg。 展开更多
关键词 多粘芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa) CU^2+ 吸附 吸附模型
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热液成矿作用与矿床成因的同位素示踪新技术和金属矿床直接定年 被引量:6
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作者 蒋少涌 凌洪飞 +2 位作者 杨競红 赵魁东 倪培 《矿床地质》 CAS CSCD 北大核心 2002年第S1期974-977,共4页
同位素示踪与定年方法是矿床学研究的重要手段,传统的同位素方法包括H、O、C、S和Rb-Sr、Sm-Nd和U-Th-Pb等同位素。近年来,各种新的同位素方法在矿床地质研究中开始得到广泛应用。本文介绍了硼、锂、铜、锌、铁、锇、氦和氮等同位素示... 同位素示踪与定年方法是矿床学研究的重要手段,传统的同位素方法包括H、O、C、S和Rb-Sr、Sm-Nd和U-Th-Pb等同位素。近年来,各种新的同位素方法在矿床地质研究中开始得到广泛应用。本文介绍了硼、锂、铜、锌、铁、锇、氦和氮等同位素示踪方法和金属硫化物的铷-锶、钐-钕、铼-锇和分步淋滤铅同位素定年方法近年来所取得的一些新进展。 展开更多
关键词 同位素新技术 热液矿床成因 成矿年代
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中-低温水热条件下黄铁矿与Cu (Ⅰ)-Cl 相互作用机制研究 被引量:6
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作者 张阳 蔡元峰 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期997-1009,共13页
在诸如沉积型层状铜矿、浅成低温热液型矿床、与火山岩有关的块状硫化物矿床等中常出现黄铁矿、铜(铁)硫化物、铁氧化物等矿物的共生现象,研究这些矿物组合的形成机制对于认识这一系列矿床中矿石矿物的成因具有重要意义。本文以矿物—... 在诸如沉积型层状铜矿、浅成低温热液型矿床、与火山岩有关的块状硫化物矿床等中常出现黄铁矿、铜(铁)硫化物、铁氧化物等矿物的共生现象,研究这些矿物组合的形成机制对于认识这一系列矿床中矿石矿物的成因具有重要意义。本文以矿物—流体相互作用伴随物质溶解—再沉淀为理论基础,在水热条件下,以黄铁矿为初始矿物,Cu(Ⅰ)—Cl为溶液中Cu的形态,通过设置不同的p H、反应温度、Cu(Ⅰ)—Cl浓度研究了这些矿物组合的形成规律。实验结果表明:1黄铜矿、斑铜矿等铜铁硫化物主要出现在弱酸性环境中,蓝辉铜矿等铜硫化物可出现在弱碱性环境中;2温度较低时(约100℃)黄铁矿主要转变为赤铁矿等铁氧化物。不同实验条件下形成的矿物组合与已知矿床中发现的矿物组合具有高度的相似性,因此可以用特定矿物组合的实验条件模拟和反演矿床形成的物理化学环境。 展开更多
关键词 黄铁矿 水热实验 铜铁硫化物交代产物 溶解-再沉淀耦合机制
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全谱拟合定量研究气候对土壤成壤机制的约束:以鲁粤土壤剖面为例 被引量:1
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作者 樊春晓 张晓科 +1 位作者 潘宇观 蔡元峰 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期16-24,共9页
以山东棕壤剖面和广东红壤剖面为研究对象,通过X射线衍射(XRD)和基于Rietveld技术的全谱拟合定量分析土壤中的矿物组成、在剖面上的含量变化并研究粘土矿物之间的相互转化关系,揭示气候对土壤成壤机制的约束。结果表明,2个剖面中的矿物... 以山东棕壤剖面和广东红壤剖面为研究对象,通过X射线衍射(XRD)和基于Rietveld技术的全谱拟合定量分析土壤中的矿物组成、在剖面上的含量变化并研究粘土矿物之间的相互转化关系,揭示气候对土壤成壤机制的约束。结果表明,2个剖面中的矿物组成不同:山东棕壤中非粘土矿物有长石、石英、方解石及少量的铁铝氧化物和闪石类矿物,粘土矿物有伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石,且粘土矿物含量伊利石>绿泥石≈蒙脱石>高岭石;广东红壤的矿物组成为石英、赤铁矿、针铁矿、三水铝石、高岭石、伊利石和蛭石,其中高岭石>伊利石>蛭石。此外,两地的土壤中均含有少量的非晶质物质。山东气候干冷,以物理风化为主,化学风化较弱,原生闪石类原生硅酸盐矿物和易被溶蚀的方解石等仍有存留;广东气候湿热,化学风化强烈,存在明显的脱硅富铝作用,铁铝氧化物富集。3)利用定量结果计算的化学风化指数与矿物的变化是一致的。 展开更多
关键词 Rietveld全谱拟合 棕壤 红壤 气候 粘土矿物
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毒砂在酸性溶液中的水-矿表界面反应机制研究
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作者 胡潇潇 蔡元峰 +2 位作者 李娟 潘宇观 刘国宁 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期698-709,共12页
为了解毒砂(Apy)在风化过程中其矿物表面的化学成分的变化和风化进程,并评估这一过程及其产物带来的潜在环境风险,我们采用边长切割为2.5mm左右具有“立方体”外形的毒砂样品,将其分别与pH为0、1、3的硫酸溶液在反应釜中进行100-30... 为了解毒砂(Apy)在风化过程中其矿物表面的化学成分的变化和风化进程,并评估这一过程及其产物带来的潜在环境风险,我们采用边长切割为2.5mm左右具有“立方体”外形的毒砂样品,将其分别与pH为0、1、3的硫酸溶液在反应釜中进行100-300℃的水矿反应实验。对反应淋出液进行了电感耦合等离子原子发射光谱(ICP-AES)分析,并对反应残余固体进行了包括表面产物的X射线光电子能谱(XPS)、电子探针微分析(EPMA)、X射线粉晶衍射测试(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)形貌观察等分析和测试。本研究的ICP-AES测试结果表明,有大量的砷(As)进入溶液(其价态未测定),且随着温度的升高或酸浓度的增加,溶液中的As离子浓度显著升高。对反应产物的形貌观察(SEM)显示,毒砂的溶解反应从矿物颗粒的裂隙边缘和立方体边缘部位开始进行,反应界面逐步向立方体内部迁移。XPS对反应残余固体表面的元素窄扫描显示,表面有Fe3+、S8、SO32-、SO42-、As3+、As5+和少量的As1+生成,其中含量较多的是As3+离子。样品的As2p3/2 深度剖析显示,随着剥蚀深度的增加,还原态As含量增加,而氧化态As含量减少,表明反应促使毒砂氧化,生成氧化态As。由于氧化态的As大量转移至溶液中,暗示了毒砂的氧化造成了As元素从含As的矿物、岩石中溶解活化,并通过地下水等方式参与地表及地下水循环,从而对生态环境构成巨大的潜在威胁。 展开更多
关键词 毒砂 氧化-溶解 水矿反应 XPS
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海洋Nd同位素演化及古洋流循环示踪研究 被引量:10
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作者 赵葵东 蒋少涌 +2 位作者 郑新源 陈天宇 凌洪飞 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期160-171,共12页
海洋Nd同位素演化已经成为示踪陆源风化输入和洋流循环改变的最重要的手段之一,得到了越来越多的应用,并取得了许多重要的成果。海水的Nd同位素组成主要受陆源输入物质控制,热液输入几乎可以忽略。由于Nd在海洋中的停留时间(约500~100... 海洋Nd同位素演化已经成为示踪陆源风化输入和洋流循环改变的最重要的手段之一,得到了越来越多的应用,并取得了许多重要的成果。海水的Nd同位素组成主要受陆源输入物质控制,热液输入几乎可以忽略。由于Nd在海洋中的停留时间(约500~1000a)略小于海水的平均混合时间(约1500a),且各洋盆有不同的Nd同位素风化输入,因此现代各大洋海水具有不同的Nd同位素组成。在陆源输入稳定的情况下,可以利用海水的Nd同位素组成和演化来示踪水体的混合或洋流循环的改变。目前主要依靠对海洋中水成铁锰结壳、海洋钙质有孔虫壳体、磷酸质鱼骨头或鱼牙齿化石以及沉积物中铁锰氧化物组分等的研究来恢复和反演古海水的Nd同位素组成和演化。4种分析材料各有其优缺点。其中,通过对水成铁锰结壳的Nd同位素分析,基本建立了各大洋新生代以来的主要洋流的Nd同位素组成的长尺度演化。通过有孔虫壳体、鱼化石碎片和沉积物中Fe-Mn氧化物组分可以进行高时间分辨率的古海水Nd同位素演化示踪。利用海水Nd同位素演化可以示踪古洋流通道的开启或闭合,以及获得水体交换的直接信息,为研究构造运动与气候变化之间的关系提供指示。同时,将海水Nd同位素演化与气候变化的指标结合起来,可以用于示踪各种气候条件下洋流循环的改变,将洋流循环的改变与气候变化联系起来,研究两者之间的成因关系。对表层水体的Nd同位素组成的研究则可以示踪不同气候条件下大陆陆源风化输入的改变。 展开更多
关键词 ND同位素 洋流循环 风化输入 古气候
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富锂氟花岗岩中存在岩浆成因铁/锂白云母的实验证据 被引量:9
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作者 李福春 朱金初 +1 位作者 饶冰 王年生 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期75-80,共6页
通过花岗岩-HF-H2O体系的熔化-结晶实验,在570~700℃、100MPa条件下获得了与淬火玻璃共存的石英+碱性长石+云母+萤石的矿物组合。电子探针分析结果表明,实验产物中除黑云母外,还有一部分为铁白云母和锂白云母,这说明浅色云母可以形成... 通过花岗岩-HF-H2O体系的熔化-结晶实验,在570~700℃、100MPa条件下获得了与淬火玻璃共存的石英+碱性长石+云母+萤石的矿物组合。电子探针分析结果表明,实验产物中除黑云母外,还有一部分为铁白云母和锂白云母,这说明浅色云母可以形成于岩浆条件,同时为自然界中存在岩浆成因锂白云母花岗岩和二云母花岗岩提供了新的实验证据。 展开更多
关键词 电子探针 富锂氟花岗岩 黑云母 铁白云母 锂白云母 岩浆条件 岩浆成因
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辽宁红透山块状硫化物矿床高级变质下盘蚀变带研究 被引量:6
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作者 郑远川 顾连兴 +3 位作者 汤晓茜 李春海 刘四海 吴昌志 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1928-1936,共9页
辽宁红透山块状硫化物矿床(MSD)位于华北地台东北部的浑北花岗岩—绿岩地体内,矿区岩石受到了高级角闪岩相变质。我们的研究表明,广泛分布于红透山层状矿体下盘数百米处的和直接产于矿体下盘的堇青—直闪片麻岩(COG),分别代表了经历过... 辽宁红透山块状硫化物矿床(MSD)位于华北地台东北部的浑北花岗岩—绿岩地体内,矿区岩石受到了高级角闪岩相变质。我们的研究表明,广泛分布于红透山层状矿体下盘数百米处的和直接产于矿体下盘的堇青—直闪片麻岩(COG),分别代表了经历过变质的 MSD 成矿系统的半整合状和筒状海底热液蚀变带。元素地球特征显示,层状 COG 并非同一种岩石,而是由五种不同岩性的岩石组成,筒状 COG 的原岩主要由流纹质岩石组成,而在走向上与 COG 过渡的角闪片麻岩和黑云片麻岩则代表了各种岩性蚀变岩变质后的未蚀变原岩。相对于未蚀变原岩而言,层状 COG 具富 Fe、Mg,贫 Na、K、Ca、Rb、Sr 和Ba 的特征;筒状 COG 则富 Fe、Mg、Si,贫 K、Rb、Sr 和 Ba。蚀变带内 Fe、Mg 的增加,K的强烈丢失表明,蚀变带在变质前应以绿泥石化为特征。 展开更多
关键词 下盘蚀变岩 高角闪岩相变质 块状硫化物矿床 红透山 浑北地体 辽宁
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火幔对流对火壳二分性和火幔热-化学结构长期演化的影响:三维动力学数值模拟
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作者 刘瑞熙 李杨 +7 位作者 张志刚 何雨旸 徐长仪 王巍 孙伟家 惠鹤九 陈凌 潘永信 《地球物理学报》 北大核心 2025年第6期2092-2111,共20页
南北二分性是现代火星壳最显著的地质特征之一,厘清火幔对流对火壳二分性和火幔热-化学演化的影响,对于理解火星内部圈层过程具有重要意义.本文通过三维火幔热-化学对流数值模拟,系统研究了不同控制因素对火幔形成一阶对流结构、火幔熔... 南北二分性是现代火星壳最显著的地质特征之一,厘清火幔对流对火壳二分性和火幔热-化学演化的影响,对于理解火星内部圈层过程具有重要意义.本文通过三维火幔热-化学对流数值模拟,系统研究了不同控制因素对火幔形成一阶对流结构、火幔熔融(岩浆作用)形成火壳二分性,以及火幔热-化学结构长期演化的影响.研究结果表明,仅通过火幔对流可以产生具有二分性特征的火壳.其中,黏度结构是控制火幔对流结构演化和火壳二分性的主要控制因素,深部火幔矿物相变导致的黏度跳变和活化能降低均有利于形成稳定的一阶对流结构,通过岩浆作用形成具有二分性特征的火壳.火壳厚度受多因素影响:生热元素在火壳中的富集和岩浆喷发效率的降低均会抑制火壳增厚,而增大瑞利数和内生热率可以显著提高演化早期的火壳增厚速率.火星早期较高的内生热能够显著提高火幔温度并引发强烈的岩浆活动,通过部分熔融和岩浆喷发将生热元素富集至火壳,进而降低火幔内部生热和增大火幔冷却速率,导致岩浆作用在后续演化中受到抑制.火幔对流通过岩浆作用对火壳底部的侵蚀可能导致火幔内部形成玄武岩富集层,其分布深度及范围受控于玄武岩与背景火幔的密度差异,玄武岩富集层形成对演化后期的火幔柱和岩浆活动产生重要影响. 展开更多
关键词 火幔对流 火壳二分性 火幔流变结构 岩浆作用 数值模拟
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赣西北宜丰含锂伟晶岩形成时代、地球化学特征及其与高分异花岗岩的成因联系
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作者 肖军军 马正龙 +7 位作者 邓茂春 张家琪 廖光春 吴海 简平 刘星星 陆建军 张福神 《矿物学报》 北大核心 2025年第2期321-341,共21页
江西省西北部宜丰地区近期发现了一系列大型-超大型锂矿床。目前,对于该地区花岗岩型和细晶岩型锂矿已经有相关的年代学和地球化学研究资料。与之相比,该地区伟晶岩型锂成矿却鲜有报道。为探讨宜丰地区含Li伟晶岩的形成时代和地球化学特... 江西省西北部宜丰地区近期发现了一系列大型-超大型锂矿床。目前,对于该地区花岗岩型和细晶岩型锂矿已经有相关的年代学和地球化学研究资料。与之相比,该地区伟晶岩型锂成矿却鲜有报道。为探讨宜丰地区含Li伟晶岩的形成时代和地球化学特征,本文对石家里、白水洞和大港矿区两种不同产状的含Li伟晶岩开展了锡石和铌钽矿族矿物LA-ICP-MS U-Pb测年以及全岩地球化学分析。测年结果表明,这些含Li伟晶岩的锡石和铌钽矿物U-Pb年龄集中在(139.8±1.6)~(136.0±7.2)Ma,与宜丰地区花岗岩型和细晶岩型锂矿化的时代十分接近,同属于早白垩世矿化事件。全岩地球化学数据显示,宜丰地区含Li伟晶岩明显富集稀有金属元素Li、Rb、Cs、Nb和Ta,亏损Ba、Sr、Nd、Eu以及Ti等元素,同时表现出低Nb/Ta、Zr/Hf值、稀土元素含量低以及轻重稀土比值小的特征,与区域上高分异的早白垩世白水洞似斑状/中细粒白云母花岗岩的地球化学特征非常相似。因此,本文认为宜丰地区含Li伟晶岩可能是岩浆高度分异演化的结果,与白水洞花岗岩具有紧密的成因联系。 展开更多
关键词 含锂伟晶岩 锡石和铌钽矿族矿物U-Pb定年 岩石地球化学 宜丰
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蒙脱石向海绿石转变的“海绿石化”模拟研究 被引量:3
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作者 张晓科 蔡元峰 +1 位作者 白利娟 潘宇观 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期471-483,共13页
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... 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。 展开更多
关键词 海绿石 蒙脱石 海绿石化 实验模拟
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Cr^(3+)在蒙脱石中吸附位置研究——基于蒙脱石、CTAB-和NH_4^+-交换层间域的蒙脱石吸附铬研究 被引量:6
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作者 张晓科 蔡元峰 潘宇观 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1590-1602,共13页
蒙脱石具良好的阳离子可交换吸附特性。在提纯蒙脱石的基础上,用氯化铵(NH_4Cl)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分别交换蒙脱石层间阳离子制备了改性蒙脱石,并用提纯蒙脱石、改性后的蒙脱石吸附碱式硫酸铬溶液中的铬离子,获得含铬蒙脱石... 蒙脱石具良好的阳离子可交换吸附特性。在提纯蒙脱石的基础上,用氯化铵(NH_4Cl)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分别交换蒙脱石层间阳离子制备了改性蒙脱石,并用提纯蒙脱石、改性后的蒙脱石吸附碱式硫酸铬溶液中的铬离子,获得含铬蒙脱石样品。针对上述的含铬蒙脱石进行包括粉末X射线衍射术(XRD)、电子顺磁共振谱术(EPR)和傅里叶变换红外吸收光谱术(FTIR)以及电感耦合与等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等测试和分析。吸附残余液的化学分析结果和含铬蒙脱石样品的XRD结果显示CTAB对蒙脱石的层间的封闭是较完全的,层间几乎未发生交换吸附;而NH_4^+—蒙脱石和蒙脱石层间则发生交换吸附。吸附前后样品的红外吸收谱发生了较大变化,表明三个含铬样品的红外吸收谱上出现的硅醇和铝醇向低波数延展的现象是由铬离子吸附在蒙脱石结构片的六方孔中所致。EPR的结果指示甚至在蒙脱石的少量四面体和/(或)八面体位中也有Cr^(3+)占位。 展开更多
关键词 蒙脱石 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB) 结构片的六方孔
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水热条件下方解石-磷灰石转化机制影响因素初探 被引量:2
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作者 师城 陆现彩 +1 位作者 蔡元峰 何宏平 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期58-63,共6页
磷灰石广泛存在于生物体和各种地质体中,其形成机制随物理化学条件变化而变化。本文采用Raman光谱、扫描电镜和X射线谱仪等技术研究了水热条件下,方解石向羟基磷灰石转变过程中矿物物相的变化,探讨了羟基磷灰石的形成机制。结果表明,在... 磷灰石广泛存在于生物体和各种地质体中,其形成机制随物理化学条件变化而变化。本文采用Raman光谱、扫描电镜和X射线谱仪等技术研究了水热条件下,方解石向羟基磷灰石转变过程中矿物物相的变化,探讨了羟基磷灰石的形成机制。结果表明,在弱酸性环境下,方解石中的碳酸根离子先被溶液中的磷酸氢根离子交代,形成二水合磷酸氢钙(DCPD),随后部分DCPD经过脱水脱氢作用逐步转变为羟基磷灰石(HAP),还有部分磷酸氢钙溶解在水溶液中;但在碱性环境下,仅有少量的方解石转变为HAP。由此可知,磷酸盐流体中,羟基磷灰石替代方解石的生长是一种溶解-沉淀耦合的过程。低温条件下,酸性缓冲溶液条件首先生成DCPD,而后转变为HAP,碱性条件直接生成HAP。温度升高能加速方解石向HAP的转变,并且未发现DCPD的中间相。 展开更多
关键词 羟基磷灰石 方解石 水热反应 相变 溶解-沉淀耦合机制
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含铬蒙脱石中铬离子占位位置研究 被引量:1
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作者 努尔太.麦地娜 图尔荪.麦尔旦 +2 位作者 蔡元峰 王洪涛 潘宇观 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期558-563,共6页
采用提纯后的蒙脱石在不同浓度硫酸铬溶液中进行交换吸附制备了含铬蒙脱石,并利用包括粉末X射线衍射术(XRD)、电子自旋共振谱术(ESR)和傅里叶变换红外吸收光谱术(FTIR)等分析测试手段对铬在蒙脱石中的吸附位置进行了探索研究。研究结果... 采用提纯后的蒙脱石在不同浓度硫酸铬溶液中进行交换吸附制备了含铬蒙脱石,并利用包括粉末X射线衍射术(XRD)、电子自旋共振谱术(ESR)和傅里叶变换红外吸收光谱术(FTIR)等分析测试手段对铬在蒙脱石中的吸附位置进行了探索研究。研究结果显示铬离子不仅置换了层间域中的Ca2+,K+和Na+等,而且置换了位于八面体位的Mn2+和少量Al3+,并较大量的进入硅氧四面体的六边形孔洞、甚至有可能置换极少量的四面体位的Al3+和Fe3+等。此外,根据X射线衍射分析可知,在0.2 mol/L硫酸铬溶液中充分交换吸附后的蒙脱石存在两层水型和单层水型两种含铬蒙脱石,其水合阳离子分别为[Cr(H2O)6]3+和[Cr(H2O)3O3]3+,当吸附量增大至一定程度后水合铬离子借助TOT结构片的硅氧四面体的底氧形成配位多面体。 展开更多
关键词 含铬蒙脱石 阳离子占位 谱学分析
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Cr^(3+)置换钙基蒙脱石层间阳离子前后的热处理对比研究 被引量:1
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作者 白利娟 蔡元峰 潘宇观 《矿物学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期177-187,共11页
本文研究了钙基蒙脱石吸附Cr^(3+)前后及不同温度热处理后产物的结构变化,运用了X射线荧光光谱法、X射线衍射术、傅利叶变换红外吸收光谱术、电子自旋共振谱术、热重分析和差示扫描量热法(TG-DSC)等手段表征。结果显示Cr^(3+)以[Cr(H_2O... 本文研究了钙基蒙脱石吸附Cr^(3+)前后及不同温度热处理后产物的结构变化,运用了X射线荧光光谱法、X射线衍射术、傅利叶变换红外吸收光谱术、电子自旋共振谱术、热重分析和差示扫描量热法(TG-DSC)等手段表征。结果显示Cr^(3+)以[Cr(H_2O)_6]^(3+)的形式替代Ca^(2+)存在于蒙脱石的TOT结构片的层间,在低于500℃的热处理后,d001变小,OH伸缩振动和中波数段向高波数偏移,ESR信号峰强度也有所增加。复水后,与加热的样品相比较,d001值有部分的增加,OH伸缩振动峰也向低波数偏移,ESR信号峰也有变化,表明Cr^(3+)位于六方孔较浅部位。当温度高于500℃时,产物的XRD显示出现绿铬矿(Cr_2O_3),根据XRD图谱以及ESR的g=1.97强度变化,尤其是产物的{001}衍射与TOT结构片高度相近及{060}衍射由尖锐的窄峰变宽的事实,表明蒙脱石沿{010}断裂细化并产生了类似于叶腊石的相,而由于复水后OH伸缩振动区域稍微地向低波数偏移,此时Cr^(3+)处在六方孔的深部。 展开更多
关键词 蒙脱石 热处理 复水 迁移
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镍基和钠基蒙脱石的热处理对比研究 被引量:1
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作者 朱强 潘宇观 +1 位作者 张晓科 蔡元峰 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期559-567,共9页
研究了钠基蒙脱石吸附Ni^2+后以及产物经过500℃热处理后的结构变化,采用了X射线荧光光谱术(XRF)、粉末X射线衍射术(XRD)、电子顺磁共振谱术(ESR)、傅里叶变换红外吸收光谱术(FTIR)以及拓展X射线吸收精细结构谱术(EXAFS)等分析手段测试... 研究了钠基蒙脱石吸附Ni^2+后以及产物经过500℃热处理后的结构变化,采用了X射线荧光光谱术(XRF)、粉末X射线衍射术(XRD)、电子顺磁共振谱术(ESR)、傅里叶变换红外吸收光谱术(FTIR)以及拓展X射线吸收精细结构谱术(EXAFS)等分析手段测试了固体产物的特征,并利用电感耦合等离子体原子发射光谱术(ICP-AES)分析了吸附残余液的化学组成。吸附残余液的化学分析结果表明,溶液中Ni^2+的量显著降低,同时又检测到一定量的Na^+、Mg^2+等离子,且XRD结果也证实蒙脱石层间域发生Ni^2+的交换吸附。EXAFS和ESR的结果进一步表明吸附反应后Ni^2+以[Ni(H2O)6]^2+的形式存在于蒙脱石的层间域,样品经过500℃加热后产物的XRD和FTIR结果均显示出现类滑石相产物。 展开更多
关键词 蒙脱石 热处理 吸附
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基墨里造山与松潘-甘孜锂矿链成因的探讨 被引量:6
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作者 许志琴 郑碧海 +6 位作者 朱文斌 魏海珍 洪涛 高建国 舒良树 马绪宣 赵宇涵 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1333-1357,共25页
晚三叠世—早侏罗世,基墨里大陆和泛华夏陆块与欧亚大陆的碰撞,形成了4000 km长的基墨里造山带。位于三大陆之间、现今青藏高原北部的松潘-甘孜地体的造山属性的确定,对于探索松潘-甘孜锂矿链的成因有重要意义。松潘-甘孜地体西部和北... 晚三叠世—早侏罗世,基墨里大陆和泛华夏陆块与欧亚大陆的碰撞,形成了4000 km长的基墨里造山带。位于三大陆之间、现今青藏高原北部的松潘-甘孜地体的造山属性的确定,对于探索松潘-甘孜锂矿链的成因有重要意义。松潘-甘孜地体西部和北部的早侏罗世陆相火山岩、底砾岩和煤系地层(~201 Ma)不整合在晚三叠世褶皱地层及花岗岩体之上,为晚三叠世—早侏罗世的基墨里造山时限提供了直接证据。松潘-甘孜地体中的甲基卡、可尔因、扎乌龙和白龙山-大红柳滩等稀有金属矿集区具有共同特征:赋存在由核部高分异S型花岗岩和幔部中晚三叠世浊积岩组成的片麻岩穹隆构造中、经历了巴罗-巴肯变质作用、含锂伟晶岩脉侵位在花岗岩体上部的伸展空间。通过对松潘-甘孜地体区域地质调查和对矿集区的变质、变形、岩浆和成矿作用及同位素年代学研究,提出该地体经历晚三叠世—早中侏罗世的基墨里造山过程:(1)230~220 Ma:地壳缩短和加厚阶段,以盖层大规模强烈褶皱、逆冲带,盖层与基底之间向南的滑脱变形为特征,伴随深熔和巴罗式变质作用;(2)220~190 Ma:地壳减压折返阶段,大量花岗岩侵位在中晚三叠世浊积岩中、形成片麻岩穹隆并伴随巴肯式变质作用。由于花岗质岩浆的高度分异及岩浆不混溶作用,导致侵位在片麻岩穹隆顶部伸展空间的伟晶岩稀有金属富集成矿。此外,伟晶岩型锂矿科学钻探(JSD)揭示了甲基卡矿集区多层次穹状花岗岩席控制含锂伟晶岩脉的成矿机制,推测大规模中下地壳基底深熔驱动岩浆上升,岩浆体沿上地壳中的构造面推叠形成岩席。 展开更多
关键词 基墨里造山 松潘-甘孜地体 伟晶岩型锂矿 青藏高原
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南海北部水合物区HD109站位沉积物及孔隙水特征对甲烷渗漏的响应:来自元素和钡同位素的记录 被引量:1
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作者 朱碧 艾鑫宇 +1 位作者 葛璐 杨涛 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2607-2618,共12页
甲烷渗漏活动及甲烷厌氧氧化作用(AOM)不仅导致特定自生矿物的形成,更会引起沉积物-孔隙水体系中元素和同位素组成的变化。本研究对南海北部水合物赋存区HD109站位开展了沉积物-孔隙水的Ba同位素及微量元素特征研究,综合分析了沉积物-... 甲烷渗漏活动及甲烷厌氧氧化作用(AOM)不仅导致特定自生矿物的形成,更会引起沉积物-孔隙水体系中元素和同位素组成的变化。本研究对南海北部水合物赋存区HD109站位开展了沉积物-孔隙水的Ba同位素及微量元素特征研究,综合分析了沉积物-孔隙水的氧化还原敏感元素(Mo、U)、Ba及Ba同位素特征对古今硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)及甲烷渗漏事件的指示。HD109站位孔隙水元素变化特征显示了清晰的地球化学分带,由上至下包括Fe-Mn还原带、硫酸盐还原带和硫酸盐-甲烷过渡带。沉积物Ba元素特征显示现今SMTZ上方有较为明显的钡峰(Ba/Al高值)发育,沉积物浅部Mo、U富集层位及相邻层位Ba/Al值特征综合指示了浅部古钡峰及古SMTZ的存在,代表沉积历史上甲烷渗漏通量较高事件。孔隙水δ^(138/134)Ba值普遍高于海洋颗粒钡及碎屑钡的δ^(138/134)Ba值,反映了沉积物中成岩重晶石溶解的贡献,其中,现代钡峰附近孔隙水具有明显的δ^(138/134)Ba峰值,显示孔隙水δ^(138/134)Ba对自生重晶石沉淀过程有较显著的响应。 展开更多
关键词 甲烷渗漏 Ba同位素 硫酸盐-甲烷转换带 南海北部
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川西马尔康地区李家沟锂辉石伟晶岩同构造侵位记录:来自白云母和锂辉石显微构造的证据 被引量:1
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作者 马绪宣 郑碧海 +5 位作者 赵恒兵 赵中宝 高建国 李海兵 黄宇航 秦宇龙 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3909-3922,共14页
中国西部松潘-甘孜造山带广泛分布晚三叠世-早侏罗世花岗伟晶岩型锂矿床。理清该时期锂辉石伟晶岩脉形成的构造地质背景及其侵位过程对于未来勘探找矿具有重要意义。本文以川西李家沟晚三叠世-早侏罗世锂辉石伟晶岩为例,在详细的野外观... 中国西部松潘-甘孜造山带广泛分布晚三叠世-早侏罗世花岗伟晶岩型锂矿床。理清该时期锂辉石伟晶岩脉形成的构造地质背景及其侵位过程对于未来勘探找矿具有重要意义。本文以川西李家沟晚三叠世-早侏罗世锂辉石伟晶岩为例,在详细的野外观测和显微构造分析基础上,聚焦伟晶岩脉中白云母和锂辉石两种矿物的显微结构和构造特征。研究发现白云母主要有两种类型,一种是分布于锂辉石破裂处,具有自形、板条状特征;另一种白云母主要分布于相邻锂辉石晶体的边缘,并发生明显的弯折、沿解理面的滑动、晶内破裂、重结晶造成的晶内及边缘新晶粒生成,以及云母鱼等现象,为典型的韧-脆性变形特征。锂辉石呈巨晶状,表现出脆、韧性两种变形特征。脆性变形主要是晶内破裂,破裂处被晚期结晶的白云母、石英等充填;韧性变形特征包括晶体弯曲、双晶纹错动、双晶纹一端变细或尖灭等。这些显微结构、构造证据表明锂辉石伟晶岩脉完全结晶固结之前发生脆、韧性变形,是吸收了区域构造应力的结果。区域调查发现围岩地层中顺层侵位的同构造无矿伟晶岩脉与部分切层含矿伟晶岩脉为连通关系,指示二者为同源岩浆、同期侵位。此外,李家沟矿区井下工作发现大部分锂辉石伟晶岩脉都是侵位在三叠系变沉积地层褶皱的核部,靠近伟晶岩脉的围岩变形面理平行或小角度斜交二者接触面。以上证据表明李家沟锂辉石伟晶岩脉形成于造山挤压背景下,即锂辉石伟晶岩为同构造岩浆侵位的产物。 展开更多
关键词 显微构造 白云母 锂辉石 伟晶岩 同构造侵位 李家沟
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