橄榄石地质温度计

橄榄石型磷酸铁锂的研究进展

橄榄石型磷酸铁锂的研究进展 谢辉 (电子科技大学中山学院化学与生物系，广东中山 528402) [摘 要]介绍了橄榄石型磷酸锂铁(LiFePO4)的晶体结构，及其性能特点，评述了近年来各种制备LiFePO4的方法，包括固相反应法、水热合成法、液相共沉淀法以及其他多种方法。介绍了近年来对于提高LiFePO4的性能所进行的改性研究，并对其发展方向作了展望。 [关键词]锂离子电池；正极材料；磷酸铁锂；改性 [中图分类号]O627 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2009)03-0035-05 Research Progress on Olivine-type Cathode Material of Lithium Iron Phosphate Xie Hui (Electrochemical and Biologic Department, Zhongshan College, University of Electronic Science and Technology, Zhongshan 528402, China) Abstract: A potential cathode material for Li-ion batteries, olivine-type lithium iron phosphate has recently been paid close attention. The crystal structure of LiFePO4 was described briefly. The synthetic methods for the preparation of LiFePO4 developed in recent years were reviewed, such as high temperature solid state reaction method, sol-gelmethod, microwave radiation method hydrothermal method and co-precipitation method, were summarized. The related research abroad on enhancing the capability of LiFePO4 was introduced and the developing trend of LiFePO4 was prospected. Keywords: lithium-ion batteries；cathode material；lithium iron phosphate；doping 1 概述 在锂离子电池材料的研发过程中，铁系化合物一直是人们所希望取代LiCoO2的首选正极材料，在所有研究用于锂离子电池正极的材料中，其价格最为低廉，资源丰富、无环境污染。而且LiFePO4具有适中的电位平台和较高的比容量，结构也非常稳定，因此受到了人们极大的关注[1-2]。LiFePO4为有序的橄榄石结构，属正交晶系(16 2h D，Pmnb空间群)，其晶胞参数为a=6.008 ?、b=10.324 ?、c=4.694 ?，每个晶胞中有4个LiMPO4单元。其结构如图1所示[2]。在LiFePO4的晶体结构中，氧原子近似于六方紧密堆积，磷原子在氧四面体的4c位，铁原子、锂原子分别在氧八面体的4c位和4a位。在b-c平面上，FeO6八面体通过共点连结；一个FeO6八面体与两个LiO6八面体和一个PO4四面体共棱，而一个PO4四面体则与一个FeO6八面体和两个LiO6八面体共棱。Li+在4a位形成共棱的连续直线链，并平行于c轴，从而Li+具有二维可移动性，使之在充放电过程中可以脱出和嵌入。在充放电过程中，LiFePO4会发生如下电化学反应： Li x FePO4?x Li + x e- +MPO4 (0≤x≤1) 其理论比容量为170 mAh/g，并且在3.5 V附近有非常平 [收稿日期]2008-11-03 [基金项目] 中山市科技计划项目(20073A166)；电子科技大学中山学院博士科研启动基金项目(2007KQ11) [作者简介]谢辉(1976-)，男，湖南人，博士，讲师，主要研究方向为材料物理与化学。

第六章 矿物温度计与压力计

第六章矿物温度计与压力计 温压计分类、稳定同位素温度计、微量元素温压计、常量元素温度计、温度计的标度、误差分析、常用的矿物温压计、多相平衡矿物温压计组合、相对矿物温压计、温压计计算软件、矿物结构式的计算、温压计质量评价标准 6.1 概述 矿物温度计-压力计、放射性同位素地质年代学是地质学走向定量化发展的两大标志。经过大半个世纪的发展，如今已经成为成熟的地质学分支学科。 矿物温度计-压力计可以分类如下：按照温压计标度所用元素，可分为常量温压计、微量元素温度计、稳定同位素温度计三类；按照温压计标度所用方法，可以分为实验标度、经验标度、混合标度温压计三类；按照温压计适用对象，可以分为单矿物、矿物对、多矿物组合温压计三类（吴春明等，1999）。当然，上述三种分类相互有重叠，不过这样三种分类的组合已大致能概括矿物温压计的全貌。 Spear (1995)、Will (1998)把常量元素温压计划分为离子交换温度计(ion exchange thermometer)、纯转换反应温压计(net transfer thermobarometry)、溶线温度计(solvus thermometer)，以及暂无法划分入这些温压计范畴的“其它类型”温压计。有些温压计涉及H2O、CO2等流体，由于在使用时需要首先确定流体的活度，颇为不变，所以这里不考虑这类温压计。 自20世纪30年代以来，矿物温压计一直是方兴未艾的研究热点。总的来说，近年来矿物温压计在如下方面有大的进展：（1）用来标度温压计的化学组分趋于复杂、也更为接近实际岩石、矿物的化学组分。矿物活度模型也更为合理，例如近年来对石榴石活度模型的研究；（2）发现矿物成分同稳定同位素分馏系数之间存在规律(Mattews, 1994)； (3)出现了适用于估算岩浆结晶环境的压力计，例如单斜辉石压力计（Nimis, 1999）；（4）发现压力对矿物之间稳定同位素的分馏有影响(Polyakov and Kharlashina, 1997)；（5）出现了稀有元素温度计(Canil, 1999)和稀土元素温度计(Heinrich et al., 1997; Pyle, 2000)；（6）出现了显微构造温压计（Kruhl，1996）；（7）相对温压计理论更加完善（Worley B, Powell，2000）；（8）发现了适用于冲击变质作用的压力计（Fel’dman et al. 2000）；（9）一些常用的温压计得到了不断改进，例如黑云母-石榴石温度计已经改进到第29个版本，石榴石-单斜辉石温度计则经过了至少18次修正（Ravna, 2000），石榴石-白云母温度计也经过了4次修正(Wu et al., 2002)。每一次的改进，都使得温压计重现实验温度和压力的能力有所提高，对天然岩石的应用也得出更加符合客观实际的结果。 同温度计相比，压力计的研究相对薄弱，尤其是变泥质岩系压力计，精确度尚有待于提高。例如，对于常用的石榴石-铝硅酸盐-斜长石-石英(GASP)压力计的各种版本，仅仅±50oC的温度估算误差，带来的压力计算误差就高达±0.8—1.5Kbar。应该指出，学者们在标度GASP压力计时，采用的是纯钙长石的分解反应，与天然矿物固溶体相差甚远，所以该压力计存在着自身不能克服的缺点，表现为GASP压力计往往不能准确反映相应铝硅酸盐矿物的稳定域。采用天然钙长石的实验标度工作势在必行。 6.2 稳定同位素温度计 稳定同位素温度计(stable isotope thermometer)测定的是地质体中同位素平衡的建立和“冻结”时的温度。由于同位素交换反应是等体积分子臵换，并不引起晶体结构本身的变化，因而同位素地质温度计不受压力变化的影响，无需考虑压力校正（陈道公等，1994）。 例如，石英与磁铁矿之间稳定氧同位素(18O、16O)的交换可表示为： 2 Si18O 2 + Fe 3 16 O 4 = 2 Si16O 2 + Fe 3 18 O 4

二长石地质温度计在估算乌拉山金矿碱性长石形成温度中的应用_英文_

第23卷　第4期2004年12月 岩　石　矿　物　学　杂　志 ACTA　PETROLO GICA　ET　MIN ERALO GICA Vol.23,No.4 Dec.,2004 文章编号:1000-6524(2004)04032710 二长石地质温度计在估算乌拉山金矿碱性长石 形成温度中的应用 胡　萍1 (1.中国地质大学,湖北武汉　430074;2. 摘　要: 种类的脉状地质体。含金矿脉中主要矿物共生组合为碱性长石 金属硫化物。矿床的显著特征为碱性长石交代作用强烈 文采用电子显微探针分析了共生碱性长石和斜长石的化学成分,并采用三元二长石温度模型估计了碱性长石的平衡温度。结果表明,第一成矿阶段的碱性长石石英含金矿脉中碱性长石的形成温度为353℃,第二成矿阶段石英含金矿脉中碱性长石的形成温度为281℃,矿脉碱性长石形成压力约为5kbar。这些结果与同类矿石中平衡共生的碳酸盐矿物和云母类矿物的地质温度计估计的形成温度以及共生石英中流体包裹体的均一温度非常一致。因此,乌拉山金矿床形成和富集的温度可估测为260～380℃,压力约为5kbar。此外,应用二长石温度计计算了本地区区域变质片麻岩和花岗岩中碱性长石的平衡温度,所得温度比采用共生铁铝榴石和黑云母温度计估计的温度要低约250℃。这表明共生的铁铝榴石和黑云母的平衡温度可能代表其寄主变质岩变质期温度及寄主花岗岩原生温度,而区域变质岩和花岗岩中的碱性长石在经历了随后多次热液作用后,可能重新平衡再生,这也与前人对乌拉山金矿的矿床地质和同位素研究的结果一致。 关键词:碱性长石;形成温度;二长石温度计;乌拉山金矿床;内蒙古 中图分类号:P578.968;P618.51 文献标识码:A Formation temperatures of alkali feldspars from the Wulashan gold deposit: an estimate by t wo-feldspar thermometry Ping HU1,2,Linghu ZHAO1and Qiujuan B IAN1 (1.China University of G eosciences,Wuhan430074,China;2.Northeastern Illinois University,Chicago,IL60625,USA) Abstract:The Wulashan gold deposit,Inner Mongolia,China,which is characterized by intensive alkali feldspar metasomatism,is hosted by the late Archean gneiss,amphibolite,migmatite,and marble of the Wu2 lashan Group and surrounded by several intrusions.The general mineral assemblage of mineralized lodes is alkali feldspar+quartz+plagioclase+carbonate(calcite and Fe-dolomite etc).Alkali feldspar is also present as a major component within country rocks.On the basis of the microprobe analyses for coexisting alkali feldspar and plagioclase,the equilibrium temperatures of the alkali feldspars are calculated using several ternary two-feldspar geothermometers.The obtained temperatures at5kbar are353℃for alkali feldspars from gold-bearing veins I (K-feldspar-quartz veins),and281℃for alkali feldspars from gold-bearing veinsⅡ(quartz veins),in good a2 greement with the estimated temperatures for coexisting carbonates,mica minerals and gold,and with the ho2 mogeneous temperatures of fluid inclusions in quartz and alkali feldspars.Therefore,the gold mineralization in 收稿日期:20040421;修订日期:20040625 基金项目:教育部科学技术研究基金资助项目(9549115) 作者简介:胡　萍(1970),女,汉族,博士研究生,研究方向为矿物学。

有色宝石学复习题

一、单项选择题 1、在变色石榴石中，（B）是导致变色的最主要原因。 A铬离子B钒离子C铁离子D锰离子 2、堇青石属于（D）晶系。 A三方晶系B 六方晶系C 单斜晶系D 斜方晶系 3、台湾产的蓝玉髓由（B）致色。 A Fe2+ B Cu2+ C Fe3+ D Ni2+ 4、达碧兹红宝石产于（C）。 A 哥伦比亚 B 斯里兰卡 C 缅甸 D 越南 5、除缅甸外，世界上翡翠的产地有（A）。 A 危地马拉 B 印度 C 泰国 D 加拿大 6、空晶石是（C）的变种。 A 重晶石 B 蓝晶石 C 红柱石 D 方柱石 7、翠榴石属于（B）。 A 钙铝榴石 B 钙铁榴石 C 钙铬榴石 D 锰铝榴石 8、在观察一颗红宝石时发现局部的光泽较低，其可能的原因有（B） A 出露到表面的包裹体 B 玻璃充填 C 有机质充填 D 空洞 9、猫眼的主要内含物是（C）。 A 拉长的气泡 B 尘埃状的包裹体 C 细小的金红石 D 细小的气液包体

10、玻璃猫眼与石英猫眼的区别在于：（C） A 相对密度 B 硬度 C 包体特征 D 荧光 11、下列宝石中哪种宝石与尖晶石最不易区别？（A）D A 钙铝榴石 B 钻石 C 萤石 D 锆石 12、方柱石属于（C）。 A 六方晶系 B 斜方晶系 C 四方晶系 D 单斜晶系 13、顽火辉石常见的颜色是（B）。 A 无色 B 红褐色到褐绿色 C 蓝色 D 红色 14、堇青石与紫晶的鉴别特征是：（A） A 光性 B 比重 C 颜色 D 荧光 15、一粒紫色宝石，点测折射率为1.55，在三溴甲烷中上浮，偏光镜下具有一轴晶干涉图，有阶梯状断口，这粒宝石为（B）D A 锂辉石 B 方柱石 C 堇青石 D 紫水晶 16、在下列的软玉品种中价值最高的是（C）B A 青白玉 B 墨玉 C 白玉 D 青玉 17、在下列玉石中哪一种具有砂金效应（D） A 密玉 B “马来玉” C 虎睛石 D 东陵石 18、红宝石（非均质体）和红色尖晶石（均质体）可靠的区别方法是：（A）B A 一组丝状金红石晶体包体 B 偏光镜 C 滤色镜 D 多色性

地质温度计的程序设计 - Geokit之家

收稿日期: 2012-12-06; 改回日期: 2013-01-16 项目资助: 国家大学生创新性实验项目及国家自然科学基金项目(批准号: 40673001)资助。 第一作者简介: 熊险峰(1987-), 男, 硕士研究生, 地球化学专业。Email: xianfeng1987@https://www.wendangku.net/doc/9c1310461.html, 通信作者: 路远发(1959-), 男, 研究员, 地球化学专业。Email: Lyuanfa@https://www.wendangku.net/doc/9c1310461.html, 卷(Volume)37, 期(Number)3, 总(SUM)138 页(Pages)539~545, 2013, 8(August, 2013) 大 地 构 造 与 成 矿 学 Geotectonica et Metallogenia 地质温度计的程序设计 熊险峰, 路远发, 彭相林 (长江大学 地球环境与水资源学院, 湖北 武汉 430100) 摘 要: 同位素温度计和微量元素温度计是地球化学领域用来计算地质温度的常用方法。这些温度计方程大多分散在各种专著、教材及论文中, 手工查找和管理这些温度计极为不便, 而且温度计的计算较为复杂, 手工计算的难度较大且效率低。为解决这一问题, 本文利用VB6.0和Access 数据库开发了GeoT 软件。GeoT 由同位素温度计管理模块、同位素温度计温度计算模块、微量元素温度计管理模块、微量元素温度计温度计算模块和其他温度计模块组成, 界面友好, 使用方便。 关键词: 地质温度计；VB6.0；工具软件 中图分类号: P594 文献标志码: A 文章编号: 1001-1552(2013)03-0539-007 0 引 言 与成岩成矿作用相关的物理化学条件中最主要的参数是温度、压力和氧逸度等(赵振华, 1997), 尤其是温度对成岩成矿作用的影响, 对认识成岩成矿的地球化学过程具有十分重要的意义。目前, 研究地质过程的温度有两个基本方法, 一是通过流体包裹体直接测定成岩-成矿的温度, 另一种途径是利用各种地质温度计进行计算。目前, 地质温度计主要包括微量元素温度计、同位素温度计及岩石(矿物)化学温度计。前人已经建立了大量的具有实用价值的温度计(特别是同位素温度计), 但这些“温度计”分散在各种专著(赵振华, 1997)、教材(郑永飞和陈江峰, 2000)及论文中(丁悌平等, 1992a, b; 张理刚等, 1990a, b, 1991, 1998; 张理刚, 1977; 周根陶和郑永飞, 2000; Beswick, 1973; Bird et al., 1993, 1994; Carothers et al., 1998; Chiba et al., 1981; Clayton et al., 1972; Cole and Ripley, 1999; Drake and Weill, 1975; Fritz and Smith, 1970; H?kli and Wright, 1967; Hart and Davis, 1978; Kim and O’Neil, 1997; Kusakabe and Robinson, 1977; Matthews and Katz, 1977; O’Neil and Taylor, 1967, 1969; O’Neil et al., 1969; O’Neil, 1986; Stormer and Carmichael, 1971; Stosch, 1981), 给查找及使用这些温度计带来不便, 并且温度计的计算多较为复杂, 手工计算的难度较大。由于同位素温度计和微量元素温度计各自具有固定的数学形式, 这给使用数据库来管理这些温度计带来极大的便利。然而, 到目前为止, 除广泛应用的GeoKit(路远发, 2004)软件具有同位素温度计计算功能外, 还没有一款具有系统管理各种温度计方程的软件。为此, 本文利用VB6.0和Access 数据库开发出可用于各种温度计管理和温度计算的软件GeoT 。本软件通过安装程序制作成安装包, 安装后可脱离VB 环境运行, 使用方便。 1 温度计的数学模型 同位素温度计和微量元素温度计的理论推导, 前人已做过相关工作(赵振华, 1997; 郑永飞, 1987;

几种常见岩浆岩的鉴别及结构

几种常见岩浆岩的野外鉴别 石英、钾长石、斜长石、普通角闪石、辉石、橄榄石、黑云母 石英：花岗岩的主要矿物，在侵入岩中一般呈不规则粒状，无色透明，贝壳状断口，油脂光泽，无次生变化。 钾长石：产于侵入岩中的时候主要为正长石，微斜长石，在浅成侵入岩和喷出岩中出现透长石，钾长石一般呈肉红色、浅黄色、灰白色。粒状，玻璃光泽。两组解理完全，解理夹角90°。以斑晶出现的正长石，常呈板状、柱状自行晶体。 斜长石：一般呈灰色或者呈灰白色，但有时候呈现出淡红色或者褐灰色；柱状或板状晶体；玻璃光泽；易风化，风化或遭受蚀变之后呈土状光泽，两组完全解理，断口为较平整的阶梯状，双晶发育，以钠长石双晶和卡纳复合双晶最为常见。 普通角闪石为暗绿色，晶体柱状或长柱状，横断面为假六边形，近似于菱形，玻璃光泽。普通角闪石是酸性岩浆岩的重要造岩矿物。 辉石是基性岩和超基性岩的重要造岩矿物，分为两类，一类是斜方晶系，一类是单斜晶系，辉石一般为绿色、绿褐色、黑褐色。晶体呈短柱状或者近等轴粒状，横断面近正方形，玻璃光泽。 橄榄石：新鲜的橄榄石呈鲜艳的橄榄绿色或黄绿色，晶体呈粒状，砂糖状，玻璃光泽。断口不规则或为贝壳状断口。橄榄石在地表条件下以蚀变为蛇纹石，由橄榄石蚀变而成的蛇纹石，一般为隐晶质、致密块状、有滑感、颜色多为黄绿、暗绿，可见蛇皮状花纹，断口呈蜡状光泽，端口边缘呈半透明状。 黑云母常为黑色或褐黑色，主要出现在中酸性岩中，比较容易区别。沿解理易揭成薄片状，呈珍珠光泽和具弹性等特征易与铁镁暗色矿物区分。 岩浆岩的结构 岩浆岩的结构是指岩石中矿物的结晶程度，颗粒大小，晶体形态，自形程度和矿物质间的关系。 岩浆岩常见结构类型 划分依据 结晶程度 自形程度 颗粒的大小 绝对大小 相对大小

微量元素在地质中的应用

微量元素在地质中的应用 一、基本概念 微量元素(minor elements)依不同学者给出了不同的定义。盖斯特(Gast, 1968)定义微量元素“不作作系内任何相主要组份存的非化学计量的分散元素”。 按此定义，微量元素是相对的，在一个体系中为微量元素，而在另一个体系中可能为常量元素。比如，K、Na在超基性岩中可做微量元素。在长石类岩石中不能做微量元素。Zr 在锆英石中不是微量元素，但在长石中都是微量元素。Fe一般情况下不是微量元素，但闪锌矿中Fe都是微量元素。所以根据含量来划分微量元素是不准确的。所以有人从热力学角度来定义微量元素：在研究的对象中元素的其含量低到可可近似地用稀溶液定律来描述其行为，则该元素可称为微量元素。 一般的，将地壳中除O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti 等9种元素（它们的总重量丰度占99％左右）以外的其它元素统称为微量元素，它们在岩石或矿物中的含量一般在1％或0.1％以下，含量单位常以10-6或10-9表示。 二、微量元素地球化学指示剂 1.大离子亲石元素的指示意义 1.1 指示岩浆演化过程 大离子半径亲石元素主要指的是Ba、Rb、Sr、Ca和K。由于Sr的性质与此同时Ca相似，当它的为+2价阳离子时，其离子半径分别为1.17?和1.0?。在岩浆演化过程中，Sr长石—熔体间的分配系数大，也就是说Sr2+易进入含Ca2+矿物中，因此在中酸性岩浆演化过程中，Sr一般也随Ca的减少而贫化。但是，Sr2+的半径比Ca2+略大，按类质同象规律，Ca2+、Sr2+优先进入晶格中，所以Sr2+贫化较慢，随着岩浆分异作用的进行，Sr/Ca值逐渐增加。这就决定了残余岩浆最后结晶的斜长石。具有最高的Sr/Ca值和最低的Ca含量。因此，利用Sr/Ca比值可判断岩浆的演化分异程度。 综合Rb、Sr地球化学行为一般认为Rb/Sr比值是岩浆演化过最明显的指示剂，岩浆分异程度愈好，Rb/Sr比值愈大。 1.2 指示构造部位 大离子半径亲石元素除了指示岩浆的演化分异以外，还可用来区分同大地构造部的岩石类型(表1-1)。

橄榄石型磷酸铁锂正极材料的研究进展

橄榄石型磷酸铁锂正极材料的研究进展 姓名：小行星学号：20088888 摘要：近年来，锂离子电池由于其在作为电源导致电动汽车(EVs)革命所显示巨大潜力已变得越来越重要。橄榄石磷酸铁锂,由于其寿命长,资源丰富、低毒性和高的热稳定性，现在已成为下一代的绿色和可持续的电动汽车（EVs）或混合电动汽车(HEVs)中锂离子电池系统中具有巨大潜力和竞争优势的阴极材料。在此综述中,我们关注和讨论磷酸铁锂的结构、合成、电化学行为及机制,以及其在应用中遇到的问题，重点介绍一些最近通过导电涂层包覆,纳米晶化或制备方法开发的具有高倍率性能,高的能量密度,和优良的循环性能的磷酸铁锂电极 材料。最后，对LiFePO4正极材料的研究方向和应用方向提出了展望。 关键字：锂离子电池磷酸铁锂阴极材料展望 0引言 锂离子可充电电池是最有前途的电力系统,相比其他可充电电池系统，如广泛使用的镍金属氢化物(NiMH)电池被用于商业混合动力电动汽车(HEV)，其可以提供更高的操作电压和能量密度[1,2]。近年来,锂离子电池在电动汽车(EV)和插入式混合动力电动汽车(PHEV)大规模能量存储和车载能量储存研究和商业化活动出现了急剧增加,制造低成本、高性能和高安全性锂离子车辆应用电池的挑战仍然存在[3,4]。 在锂离子电池组件之间,锂离子电池阴极材料已经引起了人们的广泛关注,因为它对电 池容量、循环寿命、安全性和成本结构有显著影响[5]。LiCoO2由于的高容量，自索尼公司 在1991年推出市场以来，其已广泛应用于便携式电子产品小型电池,然而,它在大型电池的使用中存在安全问题而被限制。除了安全风险,成本高、毒性、环境问题禁止大规模的应用LiCoO2材料在混合动力汽车,插电式混合动力汽车或电动汽车。其他材料包括锂镍钴锰(NMC)、锂镍钴铝(NCA),锂锰尖晶石和橄榄石磷酸铁锂正也在研究和商业化的进程中。每种材料都有其优点和缺点[6-9]。磷酸铁锂由于其内在结构和化学稳定性而使其具有安全、长循环寿命的电池，因此用于大尺寸的电池就得到了特别关注。此外,橄榄石磷酸铁锂是由低成本和环保良性的铁和磷酸根所组成,这是使其大规模应用的一个重要优势。阻止其大规模实际应用的一个主要障碍就是磷酸铁锂倍率性能差,而这又归因于锂离子扩散系数小(10-14到10-16 cm2 s?1)和电子导电率低((<10?9 s cm?1)[10,12]。 近些年来，人们开始越来越关注更高性能和价格便宜的可充电锂离子电池在电子设备上的应用。与传统的商业化正极材料LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4相比，LiFePO4在多次的充放 电过程中具有很好的结构稳定性，从而提高在高温下的安全性，极有希望成为新一代锂离子二次电池的正极材料，特别是大功率锂离子电池的理想材料。本综述从磷酸铁锂的晶体结构

矿物晶体七大晶系图解

1.三斜晶系 三斜晶系的“三斜”，指的是三根晶轴的交角都不是九十度直角，它们所指向的三对晶面全是钝角和锐角角构成的平行四边形（菱形），相互间没有垂直交角。作个形象比喻：把一个砖头形的长方块朝着一个角的方向斜推压，形成一个全是菱形面的立方体，这就是三斜晶系的模型。 三斜晶系的晶轴长短不一，斜角相交，没有晶轴能作重合对称的旋转，前后、左右、上下的三组晶面只能顺晶轴作平移重合（平面对称），在七大晶系中，三斜晶系的对称性最低。看图： 三斜晶系的晶体给人的感觉多是“拧、扁、歪、斜”的，有些板状晶体被喻为“刀片状”。常见矿物有蔷薇辉石、微斜长石、钠长石、胆矾、斧石等。请观看实际晶体： 斧石晶体，典型的菱形立方体结构

斧石的菱面体使它的晶型象斧头，故名

蔷薇辉石晶体 微斜长石晶体，注意看所有的晶面交角没有相互垂直的，全是菱形面，这就是三斜晶系晶体的特征

微斜长石与烟晶，阿根廷产 钠长石晶簇

胆矾晶体 蓝晶石晶簇 2.单斜晶系 单斜晶系晶体的的三个晶轴长短皆不一样，z轴和y轴相互垂直90度，x轴与y轴垂直，但与z轴不垂直（x轴与z轴的夹角是β，β＞90度）。作一个形象的比喻：把斜方晶系模型顺

着z轴方向推压一下，使前后的晶面上、下错位，这就是单斜晶系的模型。 如果围绕z轴旋转180度，可以使y轴指向的晶面对称；而围绕x轴旋转。则不能产生任何晶面的重合对称（除非旋转一周，但无意义）。通俗地说：斜方晶系晶体（模型）的两个晶面可以通过y轴旋转180度达到重合，而左右晶面和前后晶面却不能通过旋转达到重合，它们只能顺y轴和x轴平移才能达到重合。 所谓“单斜”，可以联想为：晶体有一个轴所顶的面是斜的。单斜晶系只有一个对称轴和对称面，和斜方晶系相比，它的对称程度又低了一级。请看模型图： 单斜晶系的晶体横截面与斜方晶系相似 常见的单斜晶系矿物有石膏、蓝铜矿、雄黄雌黄、黑钨矿、锂辉石、正长石等。 请观赏真实晶体：

地球化学作业——微量元素的地质应用

地球化学 第一次课后作业 班级： 021131班 姓名：刚果河边草泥马 指导老师：张利

微量元素的地质应用 微量元素是研究自然物质和自然体系中微量元素的分布规律、存在形式、活动特点、控制因素及其地球化学意义的地球化学分支学科，是地球化学学科的一个重要分支，它的研究内容为不同地球化学体系中微量元素的分布、分配、共生组合及演化的规律。 而微量元素具有很多其他主量元素无法表现的特点，如含量更低，含量变化更大，比主量元素更灵敏，数量以及分类更多，来源更复杂等特点，所以微量元素可以提供大量主量元素所表达不出的地质信息。基于以上的特点，微量元素作为一种主要的工具，运用于地质中的方方面面，将实际资料和模型计算相结合，能够近似定量地解决元素在共存相中的分配问题，并反映相关的地质意义。而且随着科技的发展，不止在地质领域，在物证鉴定、古文化传播研究等方面都有了广泛的应用。 以下是为本人阅读的相关文献，总结了微量元素的相关地质应用。 一、微量元素可以推断岩浆演化和成岩过程 这种应用通常要根据大离子亲石元素来判断，依据其含量的变化来判断岩浆的演化过程和成岩的过程，如Sr/Ca的比值可反映其岩浆的演化分异程度。 以《广西三叉冲钨矿有关岩体岩石成因：锆石U-Pb年代学、元素地球化学及Nd同位素制约》这篇文献为例。在文章中，作者要分析中粒黑云母花岗岩和细粒二云母花岗岩的区别。首先取样分析其相关大离子亲石元素的含量变化，中粒黑云母花岗岩具有较高的大离子亲石元素含量(Rb = 120—260 μg/g, Ba =5 44—823 μg/g, Sr = 399—677 μg/g)。对比之下，细粒二云母花岗岩具有相对较高的 Sr 含量(444—661 μg/g, 表 2)和相对较低的 Rb (62—189 μg/ g)、Ba(101—806 μg/g)含量。 在稀土元素分布模式图(图 7)中, 中粒黑云母花岗岩和细粒二云母花岗岩都为轻重稀土分异明显右倾式。没有或具有弱的Eu 异常(δEu = 0.7—1.1)。对比之下，相对于中粒黑云母花岗岩(La N/Yb N = 8.1—28.2), 细粒二云母花岗岩(La N/Yb N = 9.6—29.1)具有更强的轻重稀土分异程度。在 Rb-V 和 Rb-SiO2 图(图 8)中, 中粒黑云母花岗岩和细粒二云母花岗岩表现出不同的演化趋势。 以上便是用微量元素来分析两种岩浆岩的区别，之后再进一步分析其成因。

中国地质大学(北京)地球化学复习题第二章

类质同象：某种物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置被介质中的其它质点（原子、离子、络离子、分子）所占据，结果只引起晶格常数的微小变化，而使晶体构造类型、化学键类型等保持不变（保持稳定）的现象。 类质同像混入物：由类质同象形式混入晶体中的物质称为类质同象混入物。 固溶体：含有类质同象混入物的混合晶体称为固溶体。 完全类质同像：晶体化学性质相近的元素之间可以充分置换，形成任意比例的固溶体，称为完全类质同象 有限类质同像：晶体化学性质相差较大的离子间的置换受晶格构造的限制，只能形成有限类质同象 完全类质同象：两种物质形成连续的混合晶体系列。在一定范围内使矿物发生化学成分，光学性质以及其它物理性质(折光率、比重、硬度等)的连续变化。如橄榄石和斜长石的的完全类质同象系列。 不完全类质同象：两种物质仅形成混溶程度有限的混合晶体。一般高温下无限混溶，低温下发生固溶体分离。如钾长石和钠长石高温时形成混合晶体，温度降低时钾长石和钠长石发生分离形成条纹长石 内潜同晶:类质同象置换时如果两种元素数量相当，且每种元素能形成自己的晶格时为“正常类质同象”。当两种元素数量差异很大时，一种元素以分散量进入另一元素晶格，后者为主导(寄主)元素，前者为伴生(附属)元素，主导和伴生元素地球化学参数相近，伴生元素隐藏在主导元素晶格中，称为内潜同晶 晶体场理论:是一种静电理论，它把配合物中心离子和配位体看成是点电荷(偶极子)，形成配合物时带正电荷的中心离子与带负电荷的配位体以静电相吸引，配位体间则相互排斥。该理论考虑带负电荷的配位体对中心离子最外层电子包括d轨道和/或f轨道的影响，用以解释过渡元素物理化学性质。 晶体场:带负电荷配位体对中心离子产生的静电场。 五重简并:在一个孤立的过渡金属离子中，五个d轨道能级相同，电子云呈球形对称，电子在五个d轨道上分布概率相同，称为五重简并。当中心离子处于晶体场中时，5个d轨道有明显方向性，在晶体场作用下发生分裂，使d轨道简并度降低。 晶体场分裂:当过渡金属离子处在晶体结构中时，由于晶体场非球形对称特征，使d轨道能级产生差异，称为晶体场分裂。 晶体场分裂能:5个能量相等的d轨道，在八面体场作用下，分裂为两组： 一组是能量较高的dx2-dy2，dz2轨道，称为e g轨道(或dγ轨道)； 一组是能量较低的dxy,dxz和dyz轨道, 称为t2g轨道(或dε轨道)； 这些轨道符号表示对称类型，e为二重简并，t为三重简并，g代表中心对称。t2g轨道和e g 轨道的能量差称为晶体场分裂能，用△表示(图2.25)。 成对能:迫使原来平行的分占两个轨道的电子挤到同一轨道所需的能量叫成对能。用P表示。 自旋状态 高自旋状态:弱电场中，晶体场分裂能△值较小(<电子成对能)，在每一低能级轨道充填一个电子后，新增加电子优先占据高能级轨道，使电子自旋方向尽可能保持一致。 低自旋状态:强电场中，晶体场分裂能△值较大(>电子成对能)，在每一低能级轨道充填一个电子后，新增电子优先选择占据低能级轨道，使成对电子数增加。成对电子自旋方向相反晶体场稳定能: 八面体择位能:任意给定的过渡元素离子，在八面体场中的晶体场稳定能一般总是大于在四面体场中的晶体场稳定能。二者的差值称为该离子的八面体择位能(OSPE)。这是离子对

硅酸盐晶体结构

硅酸盐的结构特点及其应用简介内容摘要：硅酸盐晶体结构 硅酸盐是构成地壳的主要矿物，也是水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料等硅酸盐的主要原料。 硅酸盐晶体结构共同特点：结构中具有硅氧四面体。 硅氧间的平均距离：键型：硅氧四面体的连接方式： 关键词:组成表征、结构特点、分类 一、硅酸盐晶体的组成表征、结构特点及分类 (一)组成表征： 硅酸盐晶体的化学组成甚为复杂。因此，在表征硅酸盐晶体的化学式时，通常有两种方法：一种是氧化物方法，另一种是无机络盐表示法(结构式)。氧化物方法：即把构成硅酸盐晶体的所有氧化物按一定的比例和顺序全部写出来，先是1价的碱金属氧化物，其次是2价、3价的金属氧化物，最后是SiO2。例如，钾长石的化学式写为K2O·Al2O3·6SiO2；无机络盐表示法：先写联结硅氧骨干的阳离子，按低价到高价的顺序，然后写硅氧骨干，并用[]括起来，最后写水，水可以是OH-形式的，也可以是H2O分子形式的。钾长石：K[AlSi3O8]高岭石：Al4[Si4O10]（OH）8 (二)硅酸盐晶体结构的共同特点： （1）构成硅酸盐晶体的基本结构单元[SiO4]四面体。Si-O-Si键是一条夹角不等的折线，一般在145o左右。 （2）[SiO4]四面体的每个顶点，即O2-离子最多只能为两个[SiO4]四面体所共用。 （3）两个相邻的[SiO4]四面体之间只能共顶而不能共棱或共面连接。（4）[SiO4]四面体中心的Si4+离子可部分地被Al3+所取代。

(三)硅酸盐晶体结构的分类： 按结构中硅氧四面体的连接方式，分为：岛状、组群状、链状、层状和架状五种方式。硅酸盐晶体也分为相应的五种类型，其对应的Si/O由1/4变化到1/2，结构变得越来越复杂，见表2-5。 表2-5硅酸盐晶体结构类型与Si/O比的关系结构类型[SiO4]4-共用O2-数形状络阴离子Si/O实例岛状0四面体[SiO4]4-1：4镁橄榄石Mg2[SiO4]1双四面体[Si2O7]6-2：7硅钙石Ca3[Si2O7]三节环[Si3O9]6-1：3蓝锥矿BaTi[Si3O9]四节环[Si4O12]8-1：3Ca2Al2(Fe,Mn)BO3[Si4O12](OH)组群状2六节环 [Si6O18]12-1：3绿宝石Be3Al2[Si6O18]2单链[Si2O6]4-1：3透辉石CaMg[Si2O6]链状2，3双链[Si4O11]6-4：11透闪石Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2层状3平面层[Si4O10]4-4：10滑石Mg3[Si4O10](OH)2[SiO2]0石英SiO2架状4骨架 [AlSi3O8]1-1：2钾长石K[AlSi3O8] (1)岛状结构 结构特点：结构中的[SiO4]四面体以孤立状态存在，硅氧四面体之间没有共用的氧。硅氧四面体中的氧离子，除了与硅离子相连外，剩下的一价将与其它金属阳离子相连。结构中Si/O比为1：4。 岛状硅酸盐晶体主要有锆石英Zr[SiO4]、镁橄榄石Mg2[SiO4]、蓝晶石 Al2O3·SiO2、莫来石3Al2O3·2SiO2以及水泥熟料中的 γ-C2S、 β-C2S和C3S等。

地质英语词汇

专业英语f test f 检验 fabric 构造 fabric analysis of rock 岩石组构解析 fabric domain 组构域 fabric element 组构要素 face 面;工祖 face centered lattice 面心点阵 facet eye 复眼 faceted pebble 棱石 faceted spur 截切山嘴 facetted peneplation 交切准平原 facial sutures 面线 facies 相 facies analysis 相分析 facies angle 相角 facies change 相的变化 facies fossil 指相化石 facies index 指相化石 facies map 相图 facies series 相系 factor analysis 因子分析 fahlband 矿带 fahlore 铜矿 fahlunite 褐堇青石 failure 破坏 fairfieldite 磷钙锰石 falcate 镰状的 falciform 镰状的 fall line 瀑布线 falling ball viscosimeter 落球粘度计 falling off of drill string 跑钻 false bedding 假层理 false cleavage 假劈理 false roof 伪顶 faluns 砂质泥灰岩 famatinite 脆硫锑铜矿 famennian stage 法门阶 family 科 family of curves 曲线族 fan 扇状地 fan cleavage 扇状劈理 fan delta 扇形三角洲

矿物地质温度压力计

矿物地质温度压力计(Geothermobarometry of minerals) 一、造岩矿物缩写符号(Symbols for rock-forming minerals)

二、矿物地质温压计的种类 矿物地质温压计是以矿物特征为基础，根据矿物的不同性质，可将矿物地质温压计分为不同种类，常见者有： 矿物稳定同位素地质温压计：从理论上讲，平衡矿物之间的稳定同位素分馏值是温度的函数；每一对平衡矿物的稳定同位素都能计算出来。例如，石英–钠长石矿物对的同位素分馏温度计为：1000lnαQtz-Ab=0.5?106T-2。 矿物包裹体温压计：利用矿物中的流体、气体包裹体的均一温度、冰点等确定寄主矿物形成的温度以及校正压力。 矿物离子交换温压计：利用矿物中或矿物之间离子交换性质建立起来的温压计。目前地质研究中普遍使用该类温压计。 三、矿物离子交换温压计的理论基础 简单地讲，离子交换地质温压计就是元素分配地质温压计，是利用元素分配远离建立起

来的温压计。自然界中的许多矿物，不论是地壳或地幔的矿物，还是陨石、月球或宇宙尘的矿物，其中绝大部分都是由两种或两种以上组分所构成的固溶体矿物。共生的固溶体矿物，如果是处于平衡状态的话，又常常具有某一种或几种相同的元素(离子或原子)；另一方面，同一的元素也可以存在于同一矿物的不同结构位置中。因此，共生矿物间或同一矿物的非等效结构之间、不同结构位置之间都可能存在离子或原子的交换问题，即元素的分配问题。元素的分配问题受热力学定律(Nernst定律) 所支配。假如把天然矿物看成理想溶体或近于理想溶体的话，那么某种元素在共生矿物之间或不同等效结构位置之间的分配数量之比，是受温度和压力的支配。因此，根据矿物的成分特点或矿物中元素的占位特点，反过来就可以推测矿物平衡时的温度和压力。这就是矿物温压计的基本原理。 根据不同矿物共生组合，可写出矿物之间的多种化学计量关系，其中特别重要的有GASP(石榴子石–Al2SiO5–石英–斜长石)、GARB(石榴子石–黑云母)、GMPB(石榴子石–白云母–斜长石–黑云母)反应等。 当岩石在外界条件变化的驱使下，自我调节作用达到平衡时，在热力学上就建立了平衡态方程： ?u=∑νj·u j 由于反应达到平衡时?u=0，因此： 0=∑νj·u j 将u j=u?j+RTlna j及u?j=?H?-T?S?代入上式，得： 0=?H?-T?S?+RTlnK eq 或者： 0=?G?+RTlnK eq 其中平衡常数K eq=∏(a j) νj，对于生成物νj<0，对于反应物νj>0。 这个式子是在标准状态下的Gibbs自由能平衡表达式。?G是状态函数，其积分与路径无关。因此，对于任意状态（P，T）时，?G可以分解为两步，即等压变化过程和等温变化过程，?G等于这部分能变之和。 对于等压过程，有： ?H(T,P0)= ?H(T0,P0)+??C p dT ?S(T,P0)= ?S(T0,P0)+ ?(?C p/T)dT 对于等温过程，能量变化为： ?u(T,P)= ?u(T,P0)+ ??VdP 因此，平衡态方程为： 0=?H(T0,P0)+ ??C p dT-T[?S(T0,P0)+ ?(?C p/T)dT]+ ??VdP+ RTlnK eq 这个式子是一个在变质反应达到平衡状态时关于温度(T)和压力(P)的方程式，是热力学温压计的通用表达式。其中（T0,P0）是某个参考点的状态。该式子比较复杂，难以求解T和P。通常是进行某些近似或假设后求解，如对于固态其体积可近似为与P、T无关，即：??VdP≈?V(P-P0)。 如上所述，记录于岩石中的只是峰期或准峰期的状态信息，用这种热力学方法计算的温度和压力也只是峰期或准峰期的温度和压力。Newton & Perkins(1982)和Bohlen(1987)等认为，区域麻粒岩地体的峰期条件一般都集中于一个狭小的范围之内，即700~850?C和6.5~9.0kbar。Frost & Chacko(1989)提出了麻粒岩的“不确定性原理”，他们认为，麻粒岩相变质作用的温压条件明显高于绝大多数温压计的封闭温度，因此热力学不能无法求得麻粒岩相得最高变质条件。尽管类似得观点也被其他人（如Ellis, Green, Hensen等）提出，但是实践表明，利用热力学温压计所求得的温压条件一般都接近矿物组合所允许的范围。因此这种方法还是可行的。 在一设定溶体模型中，已知?H、?S和?V，又可测得矿物成分，则用矿物成分又可得到平衡常数，那么上述方程定义P–T空间中唯一的曲线。不同平衡反应对于温度、压力的相对敏感程度不同，利用这一性质可使它们分别用作温度计和压力计。