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基于大数据和机器学习方法的含铈矿物生态学研究
1
作者 古丽妮尕尔 邢介奇 +8 位作者 康石长 席佳鑫 林枭举 杨宜坪 杨莉 杨波 孟文祥 鲜海洋 朱建喜 《地球化学》 北大核心 2025年第4期575-584,I0009-I0012,共14页
稀土是发展能源转换、超导和量子工程等高新技术领域不可替代的战略性矿产资源。然而,对于稀土矿物分布、多样性和共生规律的认识极为不足。前人通过大数据和机器学习方法对Be、B和C等矿物生态学和矿物共生网络的研究,识别矿物共生组合... 稀土是发展能源转换、超导和量子工程等高新技术领域不可替代的战略性矿产资源。然而,对于稀土矿物分布、多样性和共生规律的认识极为不足。前人通过大数据和机器学习方法对Be、B和C等矿物生态学和矿物共生网络的研究,识别矿物共生组合隐藏的规律,预测总矿物种数、可能的化学组分和成矿环境,为寻找新矿物以及有效利用矿产资源提供新方向。本文立足于Mindat和RRUFF数据库提供的地球近地表166种含Ce矿物的矿物学信息,通过大量罕见事件(LNRE)模型预测:地球近地表至少存在223±3种含Ce矿物,还有57±3种含Ce矿物尚未被发现,包括39±3种含O矿物、36±11种含H矿物、50±1种含Si矿物、45±22种含Ca矿物、39±5种含Na矿物、28±5种含C和23±2种含F矿物。这些尚未被发现的矿物多数与碳酸盐岩演化的不同阶段相关。此外,Ce的矿物网络分析结果表明,含Ce矿物被划分为4种不同的成矿环境,暗示新的含Ce矿物成矿环境。本研究为开展其他稀土元素的矿物生态学和矿物共生网络研究提供研究思路和方法,对发现稀土新矿物以及有效利用稀土矿产资源具有重要指导意义。 展开更多
关键词 含Ce矿物 大数据 机器学习 大量罕见事件频率分布 矿物共生网络分析
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矿物结构与矿物物理研究进展综述(2011~2020年) 被引量：15
2
作者 何宏平 朱建喜 +4 位作者 陈锰 陶奇 谭大勇 梁晓亮 鲜海洋 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期697-713,共17页
2011~2020十年间,微束微区、原位分析、高温高压和计算模拟等技术的快速发展极大地推进了矿物学研究向分子、原子尺度深入。我国学者在矿物物相转变与晶体生长理论、矿物物理、矿物微结构、矿物表-界面过程等领域的研究中取得了系列创... 2011~2020十年间,微束微区、原位分析、高温高压和计算模拟等技术的快速发展极大地推进了矿物学研究向分子、原子尺度深入。我国学者在矿物物相转变与晶体生长理论、矿物物理、矿物微结构、矿物表-界面过程等领域的研究中取得了系列创新成果,主要包括:发现了高压新矿物以及矿物相变的新机制,提出了纳米颗粒附着晶化和非晶质-结晶质转化的矿物晶体生长途径与理论,揭示了矿物表面反应性的结构本质与矿物表-界面反应的微观机理,应用计算模拟方法获得了矿物原子尺度的局域结构与性质。本文从矿物晶体生长理论、高压矿物学、矿物表-界面作用和黏土矿物学等方向综述了近十年我国矿物学研究的进展,并展望了矿物学的发展方向。 展开更多
关键词 矿物晶体生长 高压矿物学 矿物表面 黏土矿物
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硅灰制备硅/碳化硅纳米复合材料及其储锂性能研究 被引量：2
3
作者 黄海铭 杜静 +2 位作者 谢捷洋 陈情泽 朱润良 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第8期3053-3062,共10页
硅负极的体积效应导致锂离子电池的循环寿命短且容量迅速衰减,如何提高硅负极材料的循环稳定性至关重要。采用了熔盐辅助镁热还原法,通过使用含有单质碳的工业固体废弃物硅灰,成功设计了一种碳化硅增强的硅纳米材料(SF-Si),所制备的SF-S... 硅负极的体积效应导致锂离子电池的循环寿命短且容量迅速衰减,如何提高硅负极材料的循环稳定性至关重要。采用了熔盐辅助镁热还原法,通过使用含有单质碳的工业固体废弃物硅灰,成功设计了一种碳化硅增强的硅纳米材料(SF-Si),所制备的SF-Si样品不仅保留了SF本身存在的SiC,还将单质碳转化为SiC,使样品中的SiC含量达到了16.4%(质量分数)。与经过热处理去除单质碳的硅灰制备的硅材料(H-SF-Si)相比,SF-Si负极材料表现出更好的循环性能和倍率性能,即第1圈2584.76 mAh·g^(-1)的高比容量和第100圈时具有83%的容量保持率,并且在高电流密度5 A·g^(-1)下的平均容量仍为877.28 mAh·g^(-1),这主要归因于更高的SiC含量。研究表明,硅灰在锂离子电池硅负极领域具有应用潜力,其碳元素在制备硅基纳米材料时发挥积极的作用。 展开更多
关键词 硅/碳化硅纳米复合材料 硅灰 镁热还原 锂离子电池 负极材料 工业固体废弃物
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NaSbO_(3)后钙钛矿结构及其高压行为的第一性原理理论研究
4
作者 谭毅 陈炜珊 +1 位作者 谭大勇 肖万生 《矿物学报》 北大核心 2025年第2期242-250,共9页
NaSbO_(3)第一性原理密度泛函理论计算,发现NaSbO_(3)在0~60 GPa的压力范围内存在以下相变序列:R-3→(约8GPa)Pnma→(约45GPa)Cmcm。高压下,NaSbO_(3)后钙钛矿结构各向异性压缩,相对压缩率b轴>a轴>c轴;NaO_(8)多面体的4个Na-O2键... NaSbO_(3)第一性原理密度泛函理论计算,发现NaSbO_(3)在0~60 GPa的压力范围内存在以下相变序列:R-3→(约8GPa)Pnma→(约45GPa)Cmcm。高压下,NaSbO_(3)后钙钛矿结构各向异性压缩,相对压缩率b轴>a轴>c轴;NaO_(8)多面体的4个Na-O2键压缩率大于另外的2个Na-O2键和2个Na-O1键的压缩率;SbO_(6)八面体的Sb-O键为近等性压缩率,且小于Na-O键的平均压缩率。NaSbO_(3)后钙钛矿结构键角的压力行为具有明显的反向性,在0~10GPa的压力范围内,∠Sb-O1-Sb键角随着压力增加而减小,导致相邻刚性SbO6八面体内向旋转而相互靠近;10~60GPa区间,∠Sb-O1-Sb键角随着压力增加而增加,导致相邻刚性SbO6八面体外向旋转而相互疏远。键角与压力的这种变化关系和焓与压力的变化关系一致,其内在的关联性可能是NaSbO_(3)后钙钛矿结构相变和亚稳定的真实原因。NaSbO_(3)后钙钛矿结构的发现及其独特的高压行为研究,为实验合成常压NaSbO_(3)后钙钛矿结构,及后续探讨下地幔底部D″层的非均匀体与地震波异常传播之间的关系提供有益指导。 展开更多
关键词 NaSbO_(3) SbO_(6)配位八面体 第一性原理 高压相变 后钙钛矿结构
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原位硫-铅同位素对胶东旧店金矿床成矿物质来源的约束
5
作者 汪浩 孙唯品 +3 位作者 李华 张拴亮 于小亮 陈华勇 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第4期963-974,I0024-I0041,共30页
胶东旧店金矿床位于胶西北地区招平断裂西南缘,属于石英脉型金矿床,是招掖成矿带的重要组成部分。本研究基于详实的野外地质调查,对旧店金矿床开展了系统的矿相学研究及多种原位微区同位素分析,旨在探讨成矿物质的来源。该矿床发育两期... 胶东旧店金矿床位于胶西北地区招平断裂西南缘,属于石英脉型金矿床,是招掖成矿带的重要组成部分。本研究基于详实的野外地质调查,对旧店金矿床开展了系统的矿相学研究及多种原位微区同位素分析,旨在探讨成矿物质的来源。该矿床发育两期独立的金矿化阶段:黄铁矿-烟灰色石英阶段以及石英-菱铁矿-多金属硫化物阶段。在两阶段中,金矿物均与黄铁矿呈现紧密的共生关系。笔者利用LA-MC-ICP-MS对两阶段发育的黄铁矿进行了原位S同位素分析,结果显示两阶段黄铁矿的S同位素组成较为均一,δ^(34)S值集中在7.59‰~8.66‰,表明其S同位素可能主要继承自前寒武系荆山群变质岩与玲珑花岗岩,这明显不同于招平断裂带中段-北段金矿床存在中基性脉岩同源硫的加入,这一差异可能是造成招平断裂带南北成矿差异的重要因素之一。此外,笔者还对两阶段中与金矿物共生的方铅矿开展了原位Pb同位素分析,结果显示两阶段方铅矿的Pb同位素组成也较为相近,^(206)Pb/^(204)Pb为17.007~17.100,^(207)Pb/^(204)Pb为15.440~15.464,^(208)Pb/^(204)Pb为37.519~37.615。结合区域金矿床原位Pb同位素测试结果并排除变质岩可能的贡献后,表明旧店金矿的Pb同位素可能与中基性脉岩同源的深部物质密切相关。因此,招平断裂南段缺乏大型-超大型金矿可能与深源物质(特别是深源硫)的加入较少有关。 展开更多
关键词 旧店金矿床 原位硫-Pb同位素 LA-MC-ICP-MS 招平断裂带 成矿物质来源
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鄂东南矿集区典型矽卡岩-斑岩矿床蚀变矿物短波红外(SWIR)光谱研究与勘查应用 被引量：50
6
作者 陈华勇 张世涛 +4 位作者 初高彬 张宇 程佳敏 田京 韩金生 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3629-3643,共15页
鄂东南矿集区是我国著名的矽卡岩-斑岩型铜铁金矿床产区,研究程度较高,近年来矿产勘查进入了深部找矿的新阶段,需要较新的勘查方法与思路。本文介绍了利用短红外光谱(SWIR)技术,对鄂东南典型的铜绿山矽卡岩型Fe-Cu-Au矿床、鸡冠嘴矽卡岩... 鄂东南矿集区是我国著名的矽卡岩-斑岩型铜铁金矿床产区,研究程度较高,近年来矿产勘查进入了深部找矿的新阶段,需要较新的勘查方法与思路。本文介绍了利用短红外光谱(SWIR)技术,对鄂东南典型的铜绿山矽卡岩型Fe-Cu-Au矿床、鸡冠嘴矽卡岩型Cu-Au矿床、铜山口矽卡岩-斑岩型Cu-Mo-W矿床进行的蚀变矿物综合研究最新成果。在确定蚀变矿物组合类型、形成期次、蚀变分带的基础上,揭示了主要蚀变矿物SWIR特征值的指示规律,并进一步提取各个矿床的蚀变矿物SWIR勘查标志,如铜绿山矿床富Fe绿泥石(Pos2250>2253nm)、高结晶度高岭石族(Pos2170>2170nm,Dep2170>0.18)、白云母族-蒙脱石异常Pos2200值(>2212nm或<2202nm)、高岭石、迪开石及皂石的大量出现,可以作为铜绿山铜铁金矿床有效的蚀变矿物勘查标志;鸡冠嘴矿床白云母族-蒙脱石Pos2200特征值的高值(>2209nm)区域对矿体位置具有较好的指示性;铜山口矿床绿泥石的高Fe-OH吸收峰位值(Pos2250>2249nm)和高Mg-OH吸收峰位值(Pos2335>2333nm)的高频出现,可以作为铜山口铜钼钨矿床的有效勘查标志。这些研究成果表明蚀变矿物可以为鄂东南矿集区提供有效的勘查标志体系,同时,这些最新的勘查标志也在铜绿山铜铁金矿床得到了初步的应用和验证。 展开更多
关键词 蚀变矿物 SWIR 蚀变分带 矽卡岩-斑岩型矿床 勘查标志 鄂东南
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地壳浅部(低温-低压条件下)卤水-安山质火山岩作用实验研究及其地质意义 被引量：1
7
作者 李建平 陈华勇 +1 位作者 张婷 张世涛 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期468-482,共15页
水岩作用是影响地球岩石圈层质量平衡的重要过程,控制着围岩和流体中元素的迁移、重新分配以及物质组成的演化。本研究通过实验手段模拟地壳浅部(低温-低压条件下)火山围岩与含碱卤水的相互作用,来揭示围岩元素迁移、碱交代蚀变过程和... 水岩作用是影响地球岩石圈层质量平衡的重要过程,控制着围岩和流体中元素的迁移、重新分配以及物质组成的演化。本研究通过实验手段模拟地壳浅部(低温-低压条件下)火山围岩与含碱卤水的相互作用,来揭示围岩元素迁移、碱交代蚀变过程和流体的成矿潜力。实验结果显示,不同pH条件下产物具有不同的碱交代蚀变特征,碱性条件有利于岩石样品同时发生钾化和钠化蚀变,但前者占据主导,而酸性条件下则仅发生钾化蚀变。产物中主元素和成矿元素,如Cu、Fe、Zn、Mn和LREE等发生明显淋滤,该过程受温度和流体pH影响明显。随温度上升产物淋滤程度明显增强,相同温度不同pH条件下产物淋滤程度虽然处于同一数量级,但酸性条件下淋滤程度更加明显。实验结果表明,地壳浅部高温酸性卤水与(安山质)火山围岩作用,有利于形成富含Fe、Cu、Zn和Mn等元素的含矿流体,而低温碱性流体有利于富集和迁移LREE。本实验为揭示地壳浅部火山围岩与卤水的作用过程和元素迁移、富集机制,以及判断流体成矿潜力提供了有效证据。 展开更多
关键词 地壳浅部 火山围岩 富碱卤水 元素淋滤 成矿指示
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离子吸附型稀土矿床的诱导成矿学研究 被引量：1
8
作者 李宁波 王焰 +1 位作者 朱建喜 杨武斌 《大地构造与成矿学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期293-301,共9页
诱导成矿学的核心理念是针对低品位矿石、尾矿和具有成矿潜力岩石中的关键金属资源,通过人工干预手段诱导目标金属元素活化和富集,在有限的时间尺度内形成具有经济价值的可利用资源。离子吸附型稀土矿床是全球稀土资源的主要来源之一,... 诱导成矿学的核心理念是针对低品位矿石、尾矿和具有成矿潜力岩石中的关键金属资源,通过人工干预手段诱导目标金属元素活化和富集,在有限的时间尺度内形成具有经济价值的可利用资源。离子吸附型稀土矿床是全球稀土资源的主要来源之一,近年来为全球提供了80%以上的中、重稀土资源供给。该类矿床的形成主要受控于内生稀土初始富集和表生风化淋积成矿两个过程,而后者对于成矿极为关键。由于我国华南地区具有适宜形成离子吸附型稀土矿床的气候条件、大量出露的花岗质岩石及风化壳,因此对该地区开展人工诱导成矿技术研发将具有重要应用前景。通过分析离子吸附型稀土矿床形成的控制因素,预计可选择具有成矿潜力的花岗岩、含稀土风化壳和低品位矿床作为主要诱导成矿对象。通过调控地形地貌、生态、水文和风化壳物理化学条件等加速风化进程,促进稀土元素释放,引导稀土元素定向迁移,并在指定位置进行沉淀成矿,形成具有经济价值的富集稀土的矿体。特别是在该过程中可控制轻重稀土元素的分异,促使其形成富集重稀土的矿体,为解决全球重稀土资源紧缺和保障重稀土资源持续供给提供有效实施方案。因此,对离子吸附型矿床开展诱导成矿学研究具有重要的理论意义和应用价值,可作为诱导成矿学的重点研究方向之一。 展开更多
关键词 诱导成矿学 离子吸附型稀土矿床 风化过程 稀土元素迁移沉淀
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天然富有机质含铵伊利石高温高压稳定性研究 被引量：1
9
作者 刘红梅 刘冬 罗璟瀚 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期122-131,共10页
含铵伊利石等含铵黏土矿物是地壳中重要的储氮矿物,研究其高温高压稳定性对地球壳–幔圈层间氮循环具有重要意义。本研究通过高温高压(HTHP)模拟实验,初步探索了天然富有机质(具类石墨结构)的含铵伊利石矿物结构及其携带的C、N元素的稳... 含铵伊利石等含铵黏土矿物是地壳中重要的储氮矿物,研究其高温高压稳定性对地球壳–幔圈层间氮循环具有重要意义。本研究通过高温高压(HTHP)模拟实验,初步探索了天然富有机质(具类石墨结构)的含铵伊利石矿物结构及其携带的C、N元素的稳定性。结果表明,在高温(600)℃常压环境下,含铵伊利石层状结构发生塌陷,结构羟基脱失,层间NH_(4)^(+)脱失,其表面类石墨的结构有序度下降,部分含C、N官能团脱失,但仍有近一半得以保存。伊利石层间NH_(4)^(+)的热稳定性受矿物层状结构的制约,当伊利石因高温发生层间塌陷时,NH_(4)^(+)失去伊利石片层保护后受热发生分解。而不同形态有机氮的热稳定性主要与其在类石墨有机质芳香结构中的位置有关。含铵伊利石结构在高温高压(600℃、2 GPa)下保持稳定,类石墨的有序度以及石墨化程度均增强,表明压力在一定程度上补偿了温度的影响。此外,伊利石表面具网状片层结构的类石墨有机质对矿物结构有物理保护作用。同时,有机质中的部分C、N元素在高温高压下与伊利石结构中的Al和O等元素形成稳定的化合键,亦可增强有机质的稳定性。含铵伊利石在高温高压下的稳定性表明,含铵黏土矿物很有可能是携带地壳中的氮经俯冲进入地球深部的载体矿物。有机质中C、N元素的高温高压稳定性表明,地层中含N类石墨有机质可成为地球深部C、N元素的潜在来源。 展开更多
关键词 含铵伊利石 含N类石墨有机质 高温高压 稳定性 氮循环
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富稀土副矿物的风化特征及其对稀土成矿过程的影响--以广东仁居离子吸附型稀土矿床为例 被引量：8
10
作者 黄健 谭伟 +5 位作者 梁晓亮 何宏平 马灵涯 包志伟 朱建喜 周青 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期684-695,共12页
广东仁居石英闪长岩为燕山期钙碱性长英质岩浆岩,稀土总量为332~338μg/g。石英闪长岩中副矿物榍石的平均稀土总量约为10309μg/g,以其3.29%含量提供全岩52.7%的稀土,因此榍石在风化过程中的行为是离子吸附型稀土矿床中稀土富集成矿的... 广东仁居石英闪长岩为燕山期钙碱性长英质岩浆岩,稀土总量为332~338μg/g。石英闪长岩中副矿物榍石的平均稀土总量约为10309μg/g,以其3.29%含量提供全岩52.7%的稀土,因此榍石在风化过程中的行为是离子吸附型稀土矿床中稀土富集成矿的关键。岩相学研究表明,仁居石英闪长岩风化过程中矿物风化顺序为:氟碳钙铈矿→(榍石→磷灰石)/(黑云母/角闪石→斜长石)→钾长石→磁铁矿→石英→锆石。由于榍石和磷灰石的抗风化能力与黑云母和斜长石相近,它们在半风化–全风化层发生溶解,所释放出的稀土元素易于被黏土矿物吸附,因此榍石和磷灰石分解是风化壳中离子吸附态稀土元素的主要来源。稀土元素主要富集于风化壳的全风化层上部5~15 m,稀土总量为504~813μg/g。由于原岩中稀土主要赋存于榍石之中,因此风化壳的稀土配分很大程度上继承了榍石的轻稀土富集特征。研究表明,热带–亚热带地区风化壳基岩中原生矿物的风化顺序和主要富稀土副矿物的抗风化能力是制约离子吸附型稀土矿床中稀土富集成矿的关键因素。 展开更多
关键词 仁居稀土矿床 矿物风化顺序 榍石 稀土配分 稀土富集
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硫化亚铁矿物的生物合成及其对六溴环十二烷的还原脱溴研究 被引量：6
11
作者 毛喆 李丹 +3 位作者 钟音 朱锡芬 鲜海洋 彭平安 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期601-613,共13页
选用两种不同的硫酸盐还原菌（一种是嗜酸性硫酸盐还原菌Desulfosporosinus sp．，另一种是嗜中性硫酸盐还原菌Desulfomicro biumbaculatum）合成了两种硫化亚铁（FeS）矿物，并采用BET、SEM、XRD、XPS对其进行表征。结果显示，嗜酸性... 选用两种不同的硫酸盐还原菌（一种是嗜酸性硫酸盐还原菌Desulfosporosinus sp．，另一种是嗜中性硫酸盐还原菌Desulfomicro biumbaculatum）合成了两种硫化亚铁（FeS）矿物，并采用BET、SEM、XRD、XPS对其进行表征。结果显示，嗜酸性硫酸盐还原菌合成的FeS矿物（S-FeS）比表面积为13．35m^2／g，铁硫原子比为0．91，表面活性组分FeS相对含量是63．6％；嗜中性硫酸盐还原菌合成的FeS矿物（Z-FeS）比表面积为7．64m^2／g，铁硫原子比为0．84，表面活性组分FeS相对含量为77．2％；两种FeS矿物的主要成分均为不定形FeS和结晶程度较差的四方硫铁矿。通过批处理实验，研究了这两种FeS矿物对六溴环十二烷（HBCD）的还原脱溴效果。结果显示，两种FeS体系下HBCD的还原脱溴反应均遵循假一级反应动力学；反应速率常数随着FeS浓度的增加而增加，当FeS的浓度从0；3g／L增加至1．2g／L时，S-FeS和Z-FeS转化HBCD的反应速率常数分别从0．0049h^-1增至0．3194h^-1和0．3868h^-1；反应体系pH值（4～8）的变化极大地影响FeS对HBCD的还原脱溴效率：两种FeS均能还原转化HBCD的三种主要同分异构体，转化率大小依次为β-HBCD〉γ-HBCD〉α-HBCD；在两种FeS反应体系中均检测出四溴环十二碳烯（c12H18Br4）、二溴环十二碳二烯（C12H18Br2）和环十二碳三烯（C12H18）等HBCD还原脱溴的中间产物（GC-MS方法鉴定），由此推测S-FeS和Z-FeS还原脱溴HBCD的途径均为逐步邻位双脱溴。以上研究结果表明，两种不同类型硫酸盐还原菌合成的FeS矿物均具有还原脱溴HBCD的能力，并且它们的还原脱溴的能力和机制差异不大。 展开更多
关键词 硫酸盐还原菌 FES 六溴环十二烷 表征 还原脱溴 动力学
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低品位高烧失硅藻土用于制备碱激发地聚物材料的机理研究 被引量：5
12
作者 黄志浩 郭浩喆 +3 位作者 卜红玲 张育新 刘冬 袁鹏 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期631-639,共9页
以低品位高烧失硅藻土为硅源,制备了地聚物材料,考察了硅藻土添加量以及所含有机质对材料抗压强度的影响。结果表明,高烧失硅藻土可在高比例(50%)添加下制备出抗压强度为26.2 MPa的地聚物材料,而在去除硅藻土中的有机质后,相应地聚物材... 以低品位高烧失硅藻土为硅源,制备了地聚物材料,考察了硅藻土添加量以及所含有机质对材料抗压强度的影响。结果表明,高烧失硅藻土可在高比例(50%)添加下制备出抗压强度为26.2 MPa的地聚物材料,而在去除硅藻土中的有机质后,相应地聚物材料的抗压强度可进一步提升至57.4MPa。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法系统分析了上述2组地聚物材料在成分、结构上的差异。结果表明,高比例添加硅藻土可以促进偏高岭石解聚,进而提升产物抗压强度;有机质则通过妨碍活性硅释放和单体缩聚以及提高气孔含量降低地聚物材料的抗压强度。 展开更多
关键词 地聚物 制备 碱激发 硅藻土 有机质
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基于MIF法的几种黏土矿物X射线衍射定量研究 被引量：2
13
作者 周翔 刘冬 +4 位作者 卜红玲 宋弘喆 杜培鑫 袁鹏 刘红梅 《中国矿业》 北大核心 2018年第11期121-127,共7页
国际上近年来兴起了一种新的黏土矿物定量方法——矿物强度因子(mineral intensity factor,MIF)法。该法通过某种黏土矿物特定、唯一的MIF值进行定量,较之国内主要使用的修正Schultz法和参比强度(reference intensity ratio,RIR)法更为... 国际上近年来兴起了一种新的黏土矿物定量方法——矿物强度因子(mineral intensity factor,MIF)法。该法通过某种黏土矿物特定、唯一的MIF值进行定量,较之国内主要使用的修正Schultz法和参比强度(reference intensity ratio,RIR)法更为准确,然而已报道的黏土矿物MIF值并不全面,缺失了几种常见的重要黏土矿物MIF值。本文选取不同产地的纯相黏土矿物,通过人工配样的方法,对已有的MIF值进行验证,并增补了伊利石和蒙脱石的MIF值,蒙脱石的MIF值为0.093,伊利石的MIF值为0.084。 展开更多
关键词 黏土矿物 定量分析 X射线衍射 MIF法
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富稀土深海沉积物中稀土元素载体矿物的研究进展与展望 被引量：2
14
作者 樊文枭 周军明 +2 位作者 张欢 刘冬 袁鹏 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期145-156,共12页
广泛分布于太平洋与印度洋的深海富稀土沉积物是一种重要的稀土资源,其储量远超陆地稀土资源的储量,并具有富含中-重稀土元素、易于浸出等优点。已有研究表明,稀土元素的含量、赋存状态和成矿机制与载体矿物的类型、结构和性质之间的关... 广泛分布于太平洋与印度洋的深海富稀土沉积物是一种重要的稀土资源,其储量远超陆地稀土资源的储量,并具有富含中-重稀土元素、易于浸出等优点。已有研究表明,稀土元素的含量、赋存状态和成矿机制与载体矿物的类型、结构和性质之间的关系密切,且载体矿物本身是未来勘探开采深海稀土资源和进行稀土选冶的直接对象。本文回顾了深海富稀土沉积物中的主要载体矿物类型及其稀土元素赋存机制等方面的研究结果,并展望了未来富稀土沉积物中载体矿物的研究方向。太平洋和印度洋深海沉积物中最主要的载体矿物包括磷灰石、铁锰(氢)氧化物、粘(黏)土矿物以及钙十字沸石。稀土元素以耦合替代的形式进入磷灰石结构中,在铁锰结核中,稀土元素主要通过表面络合吸附的形式赋存,而有关钙十字沸石与粘土矿物对稀土元素的富集作用仍有待通过深入的微区矿物学分析厘清。未来相关研究的重点应是海洋沉积物中稀土元素载体矿物的定量分析,以及稀土元素载体矿物溶解-重结晶过程对稀土元素富集迁移的影响等。 展开更多
关键词 深海沉积物 稀土 载体矿物 矿物微区分析
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风化壳中不同种类黏土矿物对离子态稀土元素富集的贡献——以帽峰山风化剖面为例 被引量：1
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作者 徐洁 黄伟光 +4 位作者 王高锋 徐永进 魏景明 朱建喜 何宏平 《大地构造与成矿学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期270-282,共13页
在离子吸附型稀土矿床中,黏土矿物被认为是可交换离子态稀土元素的主要载体。高岭石和埃洛石是风化壳中富集稀土元素的主要黏土矿物,高岭石和埃洛石属同族矿物,结构相似,互为多型,由于常规方法无法准确区分高岭石和埃洛石的矿物组成和含... 在离子吸附型稀土矿床中,黏土矿物被认为是可交换离子态稀土元素的主要载体。高岭石和埃洛石是风化壳中富集稀土元素的主要黏土矿物,高岭石和埃洛石属同族矿物,结构相似,互为多型,由于常规方法无法准确区分高岭石和埃洛石的矿物组成和含量,从而无法准确区分各黏土矿物对稀土元素富集的贡献。本文以帽峰山风化剖面为研究对象,采用甲酰胺法处理风化壳样品,对风化壳中的高岭石和埃洛石进行半定量分析。并且,通过模拟吸附实验,查明了各类黏土矿物对稀土离子的吸附特征和吸附量,并结合等温吸附模型,揭示了黏土矿物对稀土离子的吸附机理。进一步通过理论计算,量化了各类黏土矿物对风化剖面不同深度稀土元素富集的贡献。结果表明,全风化层稀土元素富集的主要贡献矿物是高岭石,全风化层下部和表土层稀土元素富集的主要贡献矿物是埃洛石,半风化层稀土元素富集的贡献矿物同时包括高岭石、埃洛石和伊利石。本文半定量分析了风化壳中高岭石和埃洛石的矿物组成,量化了各类黏土矿物对风化壳各层稀土元素富集的贡献作用,厘清了各类黏土矿物对稀土离子的吸附机理,为进一步认识风化壳中稀土元素富集机制奠定理论基础。 展开更多
关键词 离子吸附型稀土 富集 黏土矿物 高岭石 埃洛石
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矿物组成对离子吸附型稀土矿中稀土元素浸出效率的影响 被引量：1
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作者 韩斌 顾秋蓓 +4 位作者 龙诗琴 张奕 陈情泽 朱润良 朱建喜 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期42-52,共11页
稀土开采本质上是利用离子交换作用将稀土元素从矿物(黏土矿物、铁(氢)氧化物)表面解吸下来的过程,厘清不同类型矿物对稀土元素浸出的影响,对于提高开采效率至关重要。(NH_(4))_(2)SO_(4)溶液是稀土元素浸矿时的常用提取剂,SO_(4)^(2−)... 稀土开采本质上是利用离子交换作用将稀土元素从矿物(黏土矿物、铁(氢)氧化物)表面解吸下来的过程,厘清不同类型矿物对稀土元素浸出的影响,对于提高开采效率至关重要。(NH_(4))_(2)SO_(4)溶液是稀土元素浸矿时的常用提取剂,SO_(4)^(2−)可以通过与稀土元素络合、改变矿物表面电荷性质以及键桥作用等影响稀土元素在矿物表面的吸附/解吸行为,进而影响浸出效率。本研究以高岭石和水铁矿分别作为黏土矿物和铁(氢)氧化物的代表,通过向离子吸附型稀土原矿中添加不同含量(0、5%和10%)的高岭石或水铁矿,结合批量实验、X射线衍射分析(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)及原位红外光谱(in situ ATR-FTIR)等分析表征手段,模拟不同浸取剂体系(NH_(4)Cl和(NH_(4))_(2)SO_(4))下,矿物类型对稀土元素浸取的影响。结果表明,在空白对照组中(未添加高岭石和水铁矿),NH_(4)Cl浸出稀土元素浓度略高于(NH_(4))_(2)SO_(4),但浸出液的稀土元素配分模式以及残渣中弱晶质铁(氢)氧化物结合态含量均无明显差异。添加高岭石后,两个体系中稀土元素浸出浓度及配分模式和残渣中弱晶质铁(氢)氧化物结合态含量均与空白对照组无明显差异。然而,在添加水铁矿后,两个体系中稀土元素浸出浓度显著降低且浸出液里稀土元素发生分异,弱晶质铁(氢)氧化物结合态含量显著提高。且水铁矿的添加量越多,稀土元素浸出浓度越低、弱晶质铁(氢)氧化物结合态含量越高、浸出液里稀土元素(特别是中、重稀土元素)的分配系数越低,采用(NH_(4))_(2)SO_(4)作为浸取剂时,上述差异更为显著。综上所述,矿床中铁(氢)氧化物的存在不利于稀土元素的浸出,尤其是使用(NH_(4))_(2)SO_(4)作为浸取剂时浸取效率更低,在实际开采过程中应根据矿床中的矿物组成,选用合适的提取剂,以提高浸取效率。 展开更多
关键词 离子吸附型稀土矿床 黏土矿物 铁(氢)氧化物 稀土元素浸取
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铁盐淋洗剂对稀土污染土壤的淋洗修复研究 被引量：1
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作者 李鸿博 张奕 +3 位作者 丁梓奕 龙诗琴 陈情泽 朱润良 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期110-121,共12页
稀土矿的大量开采,加剧了土壤污染,危害居民健康。本研究采用不同三价铁盐(Fe^(2)(SO_(4))_(3)、Fe(NO_(3))_(3)和FeCl_(3))对稀土污染的农田土壤进行淋洗修复,同时对比其他无机盐(亚铁盐、镁盐、铵盐和钠盐)的淋洗效果;并研究三价铁盐... 稀土矿的大量开采,加剧了土壤污染,危害居民健康。本研究采用不同三价铁盐(Fe^(2)(SO_(4))_(3)、Fe(NO_(3))_(3)和FeCl_(3))对稀土污染的农田土壤进行淋洗修复,同时对比其他无机盐(亚铁盐、镁盐、铵盐和钠盐)的淋洗效果;并研究三价铁盐淋洗剂浓度、液固比和淋洗时间对稀土元素(REE)去除效果的影响。结果表明,三价铁盐对REE的淋洗率高达41.7%~54.3%,显著高于其他无机盐(0.2%~26.8%);三价铁盐的最佳淋洗时间为1440 min,当淋洗剂浓度从5 mmol/L增加到50 mmol/L的过程中,土壤中REE淋洗率显著增加,淋洗率随淋洗液固比(1∶1~5∶1)的升高而增加,其中,淋洗剂浓度对REE去除率的促进作用显著大于液固比。在优化淋洗条件下,Fe_(2)(SO_(4))_(3)对REE的淋洗率为54.3%,显著高于Fe(NO_(3))_(3)(46.1%)和FeCl_(3)(41.7%),这主要是由于REE^(3+)与SO_(4)^(2−)易发生络合,促进了REE的溶出。三价铁盐对土壤中REE的高效去除,主要是由于酸解作用、较强的阳离子交换能力,以及阴离子配体与稀土元素的络合作用。此外,三价铁盐对MREE的去除效率显著高于LREE土和HREE,表现出明显的分异特征。上述研究可为稀土污染土壤的修复治理提供指导与借鉴。 展开更多
关键词 铁盐 硫酸铁 土壤淋洗 稀土元素 分异特征
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三维电子衍射:纳米矿物晶体结构分析的变革性技术 被引量：1
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作者 杨宜坪 林枭举 +5 位作者 鲜海洋 陈生东 袁玉环 席佳鑫 朱建喜 何宏平 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期655-668,共14页
单晶X射线衍射(SCXRD)技术是目前最主要的晶体结构解析手段,但在纳米尺度上存在局限性,无法满足对微纳米矿物晶体结构解析的需求。相比之下,三维电子衍射(3DED)技术是一种针对微米、亚微米乃至纳米尺度矿物晶体结构解析的有效手段。3DE... 单晶X射线衍射(SCXRD)技术是目前最主要的晶体结构解析手段,但在纳米尺度上存在局限性,无法满足对微纳米矿物晶体结构解析的需求。相比之下,三维电子衍射(3DED)技术是一种针对微米、亚微米乃至纳米尺度矿物晶体结构解析的有效手段。3DED技术能够克服SCXRD在解析弱衍射信号、分析<200 nm的纳米晶体以及对轻元素识别等方面的局限性。近年来,3DED技术在材料科学和生物学领域得到广泛应用,被认为是纳米晶体结构解析的变革性技术。尽管该技术在地球与行星科学领域的应用还处于起步阶段,但未来3DED技术在矿物学研究中将发挥重要作用。此外,串行旋转电子衍射(Serial RED)技术也为地外返回等珍贵微量样品的物相与结构分析提供了高效、高通量的解决方案。这些先进的电子衍射技术必将为人类认识物质世界做出重大贡献。 展开更多
关键词 三维电子衍射 纳米矿物 晶体结构解析 变革性技术
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黏土矿物制备硅纳米材料及应用初探
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作者 陈情泽 朱润良 +1 位作者 朱建喜 何宏平 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期155-156,共2页
黏土矿物是我国重要的矿产资源,也是储量丰富、廉价易得的天然纳米物质。但目前我国黏土矿物资源利用水平低,产品附加值不高,急需实现黏土矿物高值利用基础理论与关键技术的突破。另一方面,纳米科技的飞速发展使得纳米新材料的开发研制... 黏土矿物是我国重要的矿产资源,也是储量丰富、廉价易得的天然纳米物质。但目前我国黏土矿物资源利用水平低,产品附加值不高,急需实现黏土矿物高值利用基础理论与关键技术的突破。另一方面,纳米科技的飞速发展使得纳米新材料的开发研制成为各国优先发展的战略方向。 展开更多
关键词 黏土矿物 硅纳米材料 储锂 吸附苯
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某地羊脂黑曜岩的岩石矿物学特征 被引量：1
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作者 李珊 席佳鑫 +3 位作者 曾庆进 王辅亚 李坤明 魏景明 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期65-72,共8页
采用微区X射线衍射(μXRD)、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、扫描电子显微镜(SEM)和显微红外光谱(Miro-FTIR)等岩石矿物学分析测试手段,对某一地区的羊脂黑曜岩的物相组成、显微结构和化学成分等进行了系统研究... 采用微区X射线衍射(μXRD)、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、扫描电子显微镜(SEM)和显微红外光谱(Miro-FTIR)等岩石矿物学分析测试手段,对某一地区的羊脂黑曜岩的物相组成、显微结构和化学成分等进行了系统研究。结果表明,该羊脂黑曜岩的基本组成特征与其他2个产地的黑曜岩类似,其化学组成都以SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、K_(2)O、Na_(2)O为主,属于流纹岩化学成分范围。宏观上表现为非晶质熔体,但熔体内存在微米-亚微米粒径的细小矿物,以羊脂黑曜岩所含微纳米粒径矿物最为丰富。其中所含的钾霞石、磁赤铁矿和黄铁矿都是具有特殊化学性质的矿物,这可能是羊脂黑曜岩的物理化学性质明显优于其他2类黑曜岩的原因。 展开更多
关键词 黑曜岩 纳米矿物 钾霞石 磁赤铁矿
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