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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

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矿物学报 2024年第5期44卷 655-668页

作者：杨宜坪林枭举鲜海洋陈生东袁玉环席佳鑫朱建喜何宏平中国科学院广州地球化学研究所中国科学院矿物与成矿重点实验室广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049

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... 详细信息

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。

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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金在黄铁矿-水界面还原沉淀的原位观测

金在黄铁矿-水界面还原沉淀的原位观测

2023年中国地球科学联合学术年会

作者：唐红梅鲜海洋杨宜坪朱建喜何宏平江西省科学院能源研究所中国科学院广州地球化学研究所

黄铁矿作为地壳中最广泛分布的硫化物,是金的重要载体。金在黄铁矿中的赋存形式包括晶格金和纳米金,其中晶格金主要以类质同像替换黄铁矿的铁/硫位,而纳米金则保存于黄铁矿的内部、裂隙或表面。虽然前人已认识到纳米金形成于黄铁矿-水... 详细信息

黄铁矿作为地壳中最广泛分布的硫化物,是金的重要载体。金在黄铁矿中的赋存形式包括晶格金和纳米金,其中晶格金主要以类质同像替换黄铁矿的铁/硫位,而纳米金则保存于黄铁矿的内部、裂隙或表面。虽然前人已认识到纳米金形成于黄铁矿-水界面的还原作用,但该反应的动态过程却仍不清楚。

关键词：黄铁矿纳米金颗粒晶格金水界面原位观测

石英表面束缚态自由基活性位点及其对表面活性制约

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石英表面束缚态自由基活性位点及其对表面活性制约

中国矿物岩石地球化学学会第17届学术年会

作者：吴逍鲜海洋魏景明朱建喜何宏平中国科学院矿物学与成矿学重点实验室广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室中国科学院大学中国科学院地球科学学院

＜正＞矿物表面活性是矿物表界面反应的重要指标性参数,直接制约着矿物溶解与晶体生长、矿物表面吸附与络合、矿物表面氧化还原和催化反应等化学作用的进行。矿物表面活性受表面功能基团种类和数量的控制,与表面极性、荷电性和Lewis酸... 详细信息

＜正＞矿物表面活性是矿物表界面反应的重要指标性参数,直接制约着矿物溶解与晶体生长、矿物表面吸附与络合、矿物表面氧化还原和催化反应等化学作用的进行。矿物表面活性受表面功能基团种类和数量的控制,与表面极性、荷电性和Lewis酸碱性有关（吴大清,2012）。一般认为,矿物表面悬键由成对电子或空轨道构成,然而,矿物中共价键的破裂除了形成传统理解的含成对电子或空轨道的异裂悬键,还可能存在长期被忽略的均裂悬键,即形成具有

关键词：石英矿物表面束缚态自由基活性位点反应活性

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方解石、文石表面异相成核生长的差异性

方解石、文石表面异相成核生长的差异性

中国矿物岩石地球化学学会第17届学术年会

作者：唐红梅鲜海洋何宏平魏景明朱建喜中国科学院矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广州地球化学研究所中国科学院大学

＜正＞碳酸钙占地壳组成的4%,在全球碳循环、古气候重建、海洋酸化及生物矿化中至关重要（Zou等,2019）。现已发现的三种无水碳酸钙同质多象体为方解石、文石和球霰石。其中方解石是热力学最稳定的矿物相,其含量达到沉积碳酸盐岩中的20%... 详细信息

＜正＞碳酸钙占地壳组成的4%,在全球碳循环、古气候重建、海洋酸化及生物矿化中至关重要（Zou等,2019）。现已发现的三种无水碳酸钙同质多象体为方解石、文石和球霰石。其中方解石是热力学最稳定的矿物相,其含量达到沉积碳酸盐岩中的20%;文石虽然在地表呈亚稳定相,但却广泛分布于海洋和陆地沉积物中（Nemeth等,2018）,其含量占浮游生物所产生碳酸钙的12%（Berner和Honjo,1981）;球霰石因其稳定性差致使很难被保存,故其在

关键词：方解石文石表面异相成核晶体生长构效关系

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石英-水界面的自由基化学反应

石英-水界面的自由基化学反应

2018年全国矿物科学与工程学术会议

作者：吴逍鲜海洋杨宜坪杜润香魏景明朱建喜中国科学院矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室中国科学院大学

＜正＞石英（一般指α-石英）是主要的造岩矿物,在大陆地壳中含量仅次于长石,广泛分布于火成岩、沉积岩和变质岩,几乎参与地壳所有类型的水岩作用。由于组成石英的化学元素在地壳中的丰度值最高,且其晶体结构为硅氧四面体共角顶联接成...

＜正＞石英（一般指α-石英）是主要的造岩矿物,在大陆地壳中含量仅次于长石,广泛分布于火成岩、沉积岩和变质岩,几乎参与地壳所有类型的水岩作用。由于组成石英的化学元素在地壳中的丰度值最高,且其晶体结构为硅氧四面体共角顶联接成的架状结构,这使得石英在地表风化过程中一般表现出稳定的化学性质,能够广泛地参与表生带元素地球化学循环和环境演化。

关键词：

贵州织金磷矿稀土富集机制、赋存状态及可利用性

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矿物岩石地球化学通报 2022年第3期41卷 505-516,I0003页

作者：邢介奇张泽阳鲜海洋姜玉航梁晓亮谭伟牛贺才何宏平朱建喜中国科学院矿物学与成矿学重点实验室广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室中国科学院广州地球化学研究所广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广州510640 中国科学院大学北京100049

巨量的海相沉积磷矿不仅是磷的主要来源,而且还因其中大部分富含稀土元素而成为潜在的稀土资源。为更好地理解这类稀土的成矿规律、赋存状态和开发利用前景,本文利用XRD、SEM、LA-ICP-MS和TEM等分析手段,对贵州织金富稀土磷块岩进行研... 详细信息

巨量的海相沉积磷矿不仅是磷的主要来源,而且还因其中大部分富含稀土元素而成为潜在的稀土资源。为更好地理解这类稀土的成矿规律、赋存状态和开发利用前景,本文利用XRD、SEM、LA-ICP-MS和TEM等分析手段,对贵州织金富稀土磷块岩进行研究。结果表明,稀土元素主要通过扩散作用从海水及孔隙水富集于纳米级磷灰石中。低沉积速率和纳米级磷灰石较大的比表面积均有利于稀土成矿;磷矿后期经历了低温还原性富F热液流体改造,改变了稀土元素的分布特征和配分模式,但这并非稀土富集主要原因;TEM分析显示,稀土元素主要以类质同象形式赋存于磷灰石晶格之中;稀土元素在磷灰石中晶格尺度赋存特点决定了只能对磷灰石进行分解破坏的提取方式。使用酸浸法将稀土元素作为伴生资源提取,是一种有效途径。

关键词：贵州织金磷块岩稀土赋存状态元素富集机制稀土提取

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方解石(10.4)解理面在含铜(Ⅱ)溶液中的溶解特征与机理探讨

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方解石(10.4)解理面在含铜(Ⅱ)溶液中的溶解特征与机理探讨

2018年全国矿物科学与工程学术会议

作者：唐红梅鲜海洋吴逍魏景明朱建喜何宏平中国科学院矿物学与成矿学重点实验室/广州地球化学研究所广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室中国科学院大学

方解石的成因类型具有多样化,常见沉积型、热液型、岩浆型及风化壳型等,多产出于土壤,岩石和海洋沉积物中,在地壳总量中大于40%。方解石的溶解对地质环境具有良好的指示意义,也与全球碳循环和气候演化息息相关。前人研究表明,方解石的...

方解石的成因类型具有多样化,常见沉积型、热液型、岩浆型及风化壳型等,多产出于土壤,岩石和海洋沉积物中,在地壳总量中大于40%。方解石的溶解对地质环境具有良好的指示意义,也与全球碳循环和气候演化息息相关。前人研究表明,方解石的溶解受到外来离子影响,而Cu作为典型的亲铜元素,在

关键词：

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暴露晶面控制莓状黄铁矿的快速氧化

暴露晶面控制莓状黄铁矿的快速氧化

2020年中国地球科学联合学术年会

作者：杜润香鲜海洋吴逍朱建喜魏景明谭伟何宏平中国科学院广州地球化学研究所

莓状黄铁矿是沉积黄铁矿的主要组成部分。莓状黄铁矿丰度惊人,而且贯穿于不同地质时期的沉积物和沉积岩中。黄铁矿氧化是一个备受关注的问题,几十年来,人们对黄铁矿氧化过程进行了广泛的研究,主要集中在反应动力学和氧化机理方面。以往... 详细信息

莓状黄铁矿是沉积黄铁矿的主要组成部分。莓状黄铁矿丰度惊人,而且贯穿于不同地质时期的沉积物和沉积岩中。黄铁矿氧化是一个备受关注的问题,几十年来,人们对黄铁矿氧化过程进行了广泛的研究,主要集中在反应动力学和氧化机理方面。以往大多集中于对粉末样品,即断裂面的研究,忽略了晶面效应(Zhu等,2018),这可能阻碍了人们对黄铁矿氧化机理的准确认识。另外,尽管莓状黄铁矿在沉积物中很重要,但其氧化行为却很少被关注。莓状黄铁矿的快速氧化通常归因于其微小的粒径,然而,在氧化过程中,微晶颗粒的晶面效应一直被忽视。前人(Ohfuji和Rickard,2005)研究表明,构成莓状黄铁矿的微晶颗粒主要是具有特定形状的自形晶(主要是{100}和{111}面)。那么,莓状黄铁矿的快速氧化过程究竟是受控于其独特的晶体形态(晶面)还是其较大的比表面积还不得而知。

关键词：黄铁矿快速氧化暴露晶面

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四川里伍铜矿床磁黄铁矿成因矿物学研究

沉积与特提斯地质 2015年第3期35卷 75-80页

作者：陈道前孙传敏吴逍侯兰杰鲜海洋成都理工大学地球科学学院四川成都610059 西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010

里伍铜矿床是产于江浪穹窿的中型富铜矿床,其磁黄铁矿的成分和结构对矿床成因有重要的指示意义。基于对矿床地质特征的认识,采用偏光显微镜、扫描电镜能谱分析、X射线衍射等方法,对主矿体内不同构造类型矿石中的磁黄铁矿的化学成分和结... 详细信息

里伍铜矿床是产于江浪穹窿的中型富铜矿床,其磁黄铁矿的成分和结构对矿床成因有重要的指示意义。基于对矿床地质特征的认识,采用偏光显微镜、扫描电镜能谱分析、X射线衍射等方法,对主矿体内不同构造类型矿石中的磁黄铁矿的化学成分和结构进行了分析。结果表明,矿体内部只产出六方磁黄铁矿,Fe原子含量百分比为48.63%~47.99%,其成矿温度高于304℃;矿体边部同时存在六方和单斜磁黄铁矿,Fe原子百分比为45.97%~47.54%,成矿温度迅速降低至254℃以下。结合磁黄铁矿标型特征和矿床地质特征,推断里伍铜矿床是在原始矿胚发生变形变质活化的基础上,经历了燕山期中高温热液叠加改造而富集成矿。

关键词：成因矿物学磁黄铁矿里伍铜矿床四川

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