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矿物学报
矿物学报

胡瑞忠

季刊

1000-4734

kwxb@mails.gyig.ac.cn

0851-5891352

550002

贵州省贵阳观水路46号中科院地化所内

矿物学报/Journal Acta Mineralogica SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为国内外公开发行的学术类期刊，本刊被国内两个最权威的检索系统收录。本刊是国内唯一有关矿物学及与矿物学相关的地学、生物学、环境科学等学科研究成果最具权威的核心期刊。本刊面向国内外矿物学界，地学界科研人员及地学院校师生。
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    矿物研究 成就辉煌——热烈庆祝谢先德院士九十华诞

    陈鸣何宏平朱建喜汤艳杰...
    607-629页
    查看更多>>摘要：谢先德,1934年10月出生于江苏镇江,1952年考入南京大学地质系,后留学前苏联,1959年回国后陆续在中国科学院地质研究所、中国科学院地球化学研究所、中国科学院广州地球化学研究所从事矿物学研究工作,曾参加我国第一个核试验场的选址和与地下核试验有关科学实验研究的绝密任务,对极端高压下形成的新高压矿物的发现和地球深部极端高压高温下地幔矿物组成的探索做出重要贡献.谢先德院士迄今已发表论文240余篇,撰写专著15部,译著1部,获国家自然科学奖2项,省部级成果奖13项.因研究成果突出,谢先德老师于1990年当选IMA国际矿物协会主席,1994年当选俄罗斯科学院外藉院士,2001年当选国际欧亚科学院院士.值此九十华诞,谨以《矿物学报》专辑致敬谢先德院士为我国矿物科学做出的卓越贡献,衷心祝愿谢先德院士身体康健、福寿绵长!
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    於祖相石,Sr3Fe3+(Si2O6)2(OH)·3H2O:一种链状硅酸盐新矿物

    谷湘平杨和雄谢先德刘光华...
    630-642页
    查看更多>>摘要：於祖相石发现于南非北开普省卡拉哈里锰矿田韦瑟尔锰矿,呈浅棕色微晶-纳米纤维状集合体产出,集合体粒度50～200 μm,共生矿物有硅镁锶钠石(meieranite)、羟钾锶鱼眼石[hydroxymcglassonite-(K)]、钠锂大隅石(sugilite)、针钠钙石(pectolite)、霓石等,呈玻璃光泽,具平行(10 0)及(0 0 1)的完全解理,估测莫氏硬度3-31/2,计算密度3.451 g·cm-3.在光学显微镜下,於祖相石为无色-浅黄色的针状、纤维状晶体,单晶体粒径＜3 μm,二轴晶负光性,α=1.66(3),β=1.68(5),γ=1.72(3)(白光),2Vcal=72°.其拉曼光谱出现100～1500 cm-1范围里22个拉曼位移峰,归属Si—O,Fe—O,Sr—O振动模式,1500～4000 cm-1范围里出现5个拉曼位移峰,归属OH,H2O的振动模式.其经验化学式为(Sr2.94Pb0.04Ca0.02)∑3(Fe0.91Al0.09)∑1[(Si3.98 Al0.02)∑4O12](OH)·3H2O,理想式Sr3Fe(Si2O6)2(OH)·3H2O.X射线单晶衍射结构分析确定於祖相石为单斜晶系,空间群P21/m,晶胞参数a=11.1035(10)Å,b=7.8463(7)Å,c=7.8222(7)Å,β=101.406(8)°,V=668.02(11)Å3,Z=2.於祖相石与水硅钛锶石(ohmilite)等结构,由2条平行的SiO4四面体单链(2T4p)夹FeO4(OH)2八面体链形成平行b轴的复合链,链间空隙分布Sr2+和H2O分子.其X射线粉晶衍射最强线条为:d Å(I％,hkl):4.632(92,1 1 1),3.486(100,0 2 1),3.291(67,02 1),3.065(57,-2 2 1),2.841(48,3 1 1),2.118(49,3 3 0),1.956(46,0 4 0).於祖相石的命名以致敬和纪念矿物学家於祖相教授(1930-2019)的学术贡献.

    於祖相石水硅钛锶石新矿物链状硅酸盐卡拉哈里锰矿田南非

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    王奎仁石:一种铅的氯化物-亚硒酸盐新矿物

    杨和雄谷湘平谢先德彭捷...
    643-654页
    查看更多>>摘要：王奎仁石(wangkuirenite),理想式Pb3C12(Se4+O3)2,发现于意大利撒丁岛巴库鲁奇(Baccy Rucci)铅-砷老矿山.该新矿物以板状或叶片状晶体产出,与其共生的矿物有兰硒铜矿、沃兰迪石、硒铅矾、铅矾和石英.王奎仁石在透射光下为很淡的黄色,晶体透明、具玻璃光泽,条痕为白色,性脆,其摩氏硬度约为3.沿(001)面的解理完全,未观察到有双晶或裂理.计算密度为6.48 g/cm3.根据电子探针分析结果和基于每个单元中有8个(O+Cl)原子获得王奎仁石的经验化学式为Pb3.01Cl1.96(Se1.00O3.02)2.王奎仁石是与人工合成Pb3Cl2(SeO3)2相对应的天然矿物,与人工合成的Pb3Br2(SeO3)2和Pb312(SeO3)2具有相同的晶体结构.王奎仁石属单斜晶系,空间群为C2/c,晶胞参数为a=13.4266(4),b=5.5826(2),c=13.0024(4)Å,β=94.287(2)°,V=971.87(5)Å3,Z=4.王奎仁石晶体结构的特点具有平行于(001)面的Pb2+-(Se4+O3)2-结构层,层间靠阴离子Cl-相互连结起来.结构中一个非对称的单元内,存在有两种不同位置的Pb2+阳离子(Pb1和Pb2)、一个(Se4+O3)2-阴离子团和一个Cl-阴离子.该Se4+阳离子与3个O原子相结合,形成(Se4+O3)2-三次配位.两个Pb1和Pb2均为8次配位,分别为[PbCl2O6]和[PbCl3O5],阴离子O和Cl围绕Pb1和Pb2的分布表明,它们的6s2孤对电子是惰性的.王奎仁石是迄今记录到的6个铅的氯化物-亚硒酸盐矿物中的一个成员,在结构和成分上它与萨拉巴斯石[sarrabusite,Pb5CuCl4(SeO3)4]紧密相关.

    王奎仁石铅-氯化物-亚硒酸盐新矿物巴库鲁奇意大利

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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

    杨宜坪林枭举鲜海洋陈生东...
    655-668页
    查看更多>>摘要：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.

    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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    陨石坑中的高压矿物

    尹锋甘俊峰陈鸣
    669-678页
    查看更多>>摘要：高压矿物的形成与星球撞击作用或地球深部的高温高压环境有关,在地球与行星科学研究中具有特殊的地质环境指示意义.冲击变质岩石(陨石)是发现高压矿物的重要样品来源.目前在地球陨石坑中发现的高压矿物包括柯石英、斯石英、莱氏石、金刚石、蓝丝黛尔石、阿考寨石、里斯石、TiO2-Ⅱ、毛河光矿和镁铁榴石等,这些高压矿物的成因与固态相转变,从熔体中结晶,或矿物分解反应等机制有关.由于地球表面岩石类型和矿物组成的复杂性,地球陨石坑的高压矿物研究具有重要的发展前景,是高压矿物的宝库.

    高压矿物陨石坑冲击变质成因机制

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    华北地幔橄榄岩捕虏体的矿物组成特征与成因意义

    汤艳杰英基丰张奥凯
    679-688页
    查看更多>>摘要：地幔橄榄岩捕虏体是起源于地幔的岩浆在上升过程中携带的岩石圈地幔的碎块,因此是岩石圈地幔的直接样品,具有地球深部的探针之称,为岩石圈地幔特征与演化研究提供了关键信息.本文综述了华北克拉通地幔橄榄岩捕虏体的岩石类型、矿物组成特征与成因意义,并指出熔体改造(熔-岩反应)在华北东部岩石圈地幔从克拉通型转变为大洋型的过程中所起的重要作用;华北中部和西北部边缘地区既有大量古老、难熔的残留地幔,也有相对年轻的、具有大洋型特征的饱满地幔,反映了熔体对古老岩石圈地幔长期改造的结果.参与地幔改造作用的熔体有多个来源,包括再循环的古老地壳、蚀变洋壳和大洋沉积物等.地幔改造作用发生的时间、期次及其对岩石圈地幔的影响机制有待进一步研究.

    地幔橄榄岩捕虏体矿物组成熔-岩反应岩石圈地幔华北克拉通

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    若干典型闪烁晶体中的结构缺陷与掺杂效应

    任国浩吴云涛
    689-701页
    查看更多>>摘要：无机闪烁晶体是一种能够吸收高能粒子并将其能量转化成紫外或可见光的功能晶体材料,在辐射探测技术领域发挥着日益重要的作用.但晶体中存在的生长缺陷严重削弱了晶体的闪烁性能,并限制了晶体的实际应用.为了克服这些缺陷,某些元素被有意识地掺入到晶体中,从而使晶体的闪烁性能得到显著改善和提高,起到了"四两拨千斤"的效果.因此,掺杂改性成为优化晶体性能的重要手段,但掺杂效应所涉及的内在过程和机理往往比较复杂,以至于长期处于争论状态.本文介绍了若干典型闪烁晶体——钨酸铅(PbWO4)、锗酸铋(Bi4Ge3O12)、氟化钡(BaF2)和硅酸镥(Lu2SiO5)晶体中存在的主要缺陷和为克服这些缺陷所采用的掺杂离子以及所获得的掺杂效应,试图从微观层面揭示和探究掺杂效应的内在机理,以期对未来相关材料的开发提供借鉴和参考.

    闪烁晶体结构缺陷掺杂效应辐射探测

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    若干黏土矿物的基础和应用研究

    吕国诚刘昊周熠刘鑫...
    702-714页
    查看更多>>摘要：黏土矿物储量丰富且具有独特的微观结构和物理化学性质,其资源开发和高值化利用具有重要意义.然而,黏土矿物基础理论,特别是成分、结构及性能之间关系缺乏深入探究,在新型功能材料方面的应用受到一定的限制.本文将作者团队近几年来针对若干黏土矿物基础和应用两方面的研究成果进行了归纳总结.基础研究方面主要介绍了高岭石层堆垛有序-无序与结晶度、蒙脱石层间阳离子的能量及占位、坡缕石原矿的物相定量分析以及坡缕石八面体阳离子占位等.基于上述理论研究,进一步探讨了黏土矿物在固态电解质、发光材料、相变储能材料、膜材料以及环境材料的制备和应用,提出了现行研究存在的问题并展望了未来发展方向,以期对黏土矿物及矿物材料的研究提供一定的参考.

    黏土矿物晶体结构矿物材料环境治理新能源

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    锰(氢)氧化物在矿物表面的异相成核生长及其地球化学意义

    曹杰龙杨奕煊刘晶陈情泽...
    715-727页
    查看更多>>摘要：锰(氢)氧化物(MnOx)广泛存在于自然环境中,具有比表面积大、反应活性强等特点.MnOx的形成与转化显著影响地表氧化还原循环、环境物质迁移转化等地球化学过程.矿物表面可催化Mn(Ⅱ)氧化结晶、为MnOx的异相成核生长提供基底,是MnOx形成的重要场所.近年来,矿物表面诱导MnOx异相成核生长过程受到广泛关注.本文综述了MnOx在环境典型矿物表面[铁(氢)氧化物、锰(氢)氧化物、黏土矿物、碳酸盐矿物和石英]的异相成核生长过程,探讨了矿物结构和环境条件对反应途径、产物结构的影响,并展望了未来的研究方向.

    锰(氢)氧化物异相成核生长氧化还原循环矿物结构环境条件

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    黄铁矿氧化产活性氧及其地球化学效应

    黄娥蒋燕虹李亚欢鲜海洋...
    728-739页
    查看更多>>摘要：黄铁矿是地壳中分布最广泛的硫化物矿物,其氧化过程产生多种活性氧物种,对环境物质转化和污染物衰减具有重要作用.本文系统总结了黄铁矿氧化产活性氧的反应机制、影响因素以及地球化学效应.在酸性、缺氧条件下,表面硫缺陷位Fe3+氧化吸附态H2O是产·OH的主要机制;而在有氧条件下,黄铁矿表面Fe(Ⅱ)与02反应生成吸附态H2O2,后者通过非均相/均相Fenton反应产生·OH.在光照条件下,作为半导体矿物的黄铁矿产生光生空穴和电子,促进活性氧物种的产生.黄铁矿氧化产活性氧活性具有晶面选择性,受其结构中的类质同象置换、环境中的共存物质所影响.黄铁矿氧化产活性氧很可能是早期地球氧化驱动力来源之一,对全球陆-海硫通量增加以及条带状铁矿的形成具有重要影响,还对环境中的重金属和有机污染物的迁移和归趋具有重要的控制作用.未来相关研究需重点关注以下方面:均相/非均相反应以及各活性氧物种在氧化反应中的贡献;置换离子种类及微观局域环境对黄铁矿氧化活性氧反应性的影响;反应过程中黄铁矿表面微结构的变化.

    黄铁矿氧化反应活性氧物种晶面效应类质同象置换

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