石英SEM_CL微结构及其在岩石学中的应用_李艳青
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单轴压缩下云母石英片岩断口微观机制试验研究分析田梦莎;李晓龙【摘要】西南某水电站云母石英片岩在无侧限单轴压缩状态下,随着加载方向与岩石试样片理面夹角的不同,试样断口的破坏形式及断口形态具有明显差异.利用电子显微镜所拍摄的试样破坏断口照片与岩石断口宏观破坏特征作对比,通过试验研究与理论分析,提出了云母石英片岩不同加载方向的断口微观破坏特征及破坏机制,为该水电站不同洞轴向的围岩破坏类型及围岩类别提供判定依据.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2015(036)006【总页数】3页(P44-46)【关键词】云母石英片岩;电镜扫描;断口;微观破坏机制【作者】田梦莎;李晓龙【作者单位】成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059;核工业西南勘察设计研究院有限公司,四川成都610061【正文语种】中文【中图分类】P619.27+3岩石断口微观分析是一门研究岩石破坏断裂表面的科学。
在岩石力学学科领域中,从微观方面研究岩石的破坏规律,将微观破坏形貌待征同岩石微观裂纹扩展到断裂破坏的力学机制联系起来进行研究的工作尚未很好地开展[1]。
岩石的宏观破坏主要是岩石中裂隙萌发、扩展、连通的过程。
片岩的微观断口形态在一定程度上反映出了其在不同受力方向的岩石损伤演化过程及破坏特征。
研究岩石微观断口形貌、显微组织关系及晶体断裂组合形式,进行断口微观机制分析,并与宏观破坏端面形态及破坏机制作对比,能够初步建立两者之间的关系桥梁,初步预测岩石的强度及整体破坏机制,并对进一步判断岩体质量及围岩分级具有深远的理论意义与实用价值。
西南某水电站平洞K9~1 300 m洞段岩性均为云母石英片岩,其矿物成分主要由白云母、黑云母、石英、斜长石、石榴子石等组成。
岩石强度较低,为软质岩,岩体片理面发育,各向异性明显。
目前介绍岩石微观破坏机制的相关研究成果很多[2-12],但是针对云母石英片岩的各向异性微观试验研究则很少,本文针对不同加载方向下云母石英片岩的破坏宏观特征与微观形态对比,建立起宏观与微观破坏特征的桥梁。
南海石英颗粒表面结构特征的初步研究摘要:本文主要通过扫描电镜(SEM)观察,研究了南海石英颗粒表面结构特征,它们是来自南海沉积物中的细小粒度沉积物碎屑。
结果表明,南海石英颗粒的表面结构特征表现为多个小的类似“心形”的纹路,这些类似“心形”的纹路表现为一系列小的不规则的凹坑和突起,其中有些坑突起处具有深浅不一的深度。
此外,还有一些小的毛刺和尖锐的突起。
南海石英颗粒表面基本上为粗糙类型,且基本上没有均匀的结构。
综上所述,这些南海石英颗粒表面结构特征对于提高沉积物质量有着重要的意义。
关键词:石英颗粒;南海;表面结构;扫描电镜1介石英(SiO2)是海洋沉积物中最重要的碳酸盐矿物,占所有沉积物的50%以上。
根据全球海洋沉积物组成,有二氧化硅组成的晶体在10μm到500μm之间,也就是细小粒度沉积物在海洋微生物蚀刻和古地质母质中形成了大量的碳酸钙矿物和石英碎屑。
石英颗粒是细小粒度沉积物的基本组成之一,它的存在可以增强沉积物的粘结特性,从而使沉积物的渗透能力和吸水能力受到改善。
石英颗粒的表面结构对于沉积物的物理性能有着决定性的影响。
2料与方法2.1料样品采自南海沉积物中。
据地质记录,南海沉积物主要为砂、礁、海岩、洋质细粒或黏土等,其中石英颗粒占相当大的比例。
这些样品都采集自南海,用60网号筛余之后,取出沉积物细小粒度之后,再采用SEM观察。
2.2法使用JSM-6490LA扫描电镜,观察石英颗粒表面结构,估测固体渗透因子和粘结度等特性(图1)。
讨论根据本实验的结果,研究发现,南海石英颗粒的表面结构特征表现为多个小的类似“心形”的纹路,这些类似“心形”的纹路表现为一系列小的不规则的凹坑和突起,其中有些坑突起处具有深浅不一的深度,此外,还有一些小的毛刺和尖锐的突起。
这些表面结构特征可以突出毛细管,改善沉积物的渗透能力和粘结能力,使沉积物正常悬浮,从而对沉积物的质量有着显著的改善。
结论本实验研究了南海石英颗粒表面结构特征,研究结果表明,南海石英颗粒表面基本上为粗糙类型,且基本上没有均匀的结构,且有多个小的类似“心形”的纹路,这些类似“心形”的纹路表现为一系列小的不规则的凹坑和突起,其中有些坑突起处具有深浅不一的深度,此外,还有一些小的毛刺和尖锐的突起。
岩石微细结构及其形变机制的试验研究与数值模拟岩石是地球上最重要的固态材料之一,它们构成了地壳的主要组成部分。
理解岩石的微细结构以及其形变机制对地质学、工程学和矿产资源开发具有重要意义。
本文将探讨岩石微细结构的实验研究方法以及数值模拟的应用。
一、岩石微细结构的实验研究方法岩石微细结构的实验研究可以通过多种技术手段来实现。
以下是一些常用的实验方法:1. 光学显微镜观察光学显微镜是一种常见的实验仪器,可以使用白光、偏光等不同的照明方式观察岩石的微细结构。
通过显微镜观察,可以获得岩石中的颗粒组成、结构特征等信息。
2. 扫描电子显微镜(SEM)观察SEM是一种高分辨率的显微镜,可以观察到更高放大倍数下的岩石微观结构。
SEM可以提供更详细的图像,以及获得岩石颗粒的表面形貌、结构、尺寸等信息。
3. 透射电子显微镜(TEM)观察TEM是一种将电子束透射至样品并记录图像的显微镜。
它可以提供更高分辨率的图像,用于研究岩石中的微观晶体结构、晶界分布、错位等细节。
4. 红外光谱分析红外光谱分析可用于研究岩石中的物质组成。
通过测量岩石样品在红外光谱区域的吸收特性,可以识别岩石中存在的矿物种类以及其组成比例。
5. X射线衍射分析X射线衍射是一种可以用于表征岩石中晶体结构的方法。
通过测量岩石样品对入射X射线的散射模式,可以确定其晶体结构及晶面排列方式等。
二、数值模拟在岩石微细结构研究中的应用数值模拟是一种通过计算机模拟和仿真手段来研究物理现象的方法。
在岩石微细结构研究中,数值模拟可以提供一些实验无法获得的信息。
1. 分子动力学模拟分子动力学模拟是一种基于牛顿力学定律的方法,可以研究原子或分子水平上的动力学行为。
通过分子动力学模拟,可以模拟岩石中的微粒运动、应力应变关系等。
2. 有限元分析有限元分析是一种基于连续介质力学理论的数值计算方法。
它将岩石样品划分为有限个小单元,并通过数值方法模拟其力学行为。
有限元分析可以用于研究岩石的变形机制、应力分布等。
工艺与设备化 工 设 计 通 讯Technology and EquipmentChemical Engineering Design Communications·79·第45卷第12期2019年12月目前,我国的高纯、超高纯、电子工业用和一些特种气体已经能够将水分含量控制在极低的范围,为了进一步提高相关产品的质量,保障下游产品质量的稳定性和可靠性,迫切希望能提高此类气体的纯度,尤其是降低其中残留的水分。
在我国,工业气体、电子工业气体、食品添加剂气体标准中,大多数的气体产品要求都将水分含量列为重要指标,并要求能够准确测定水分含量[1-3]。
随着国民经济的发展和科学技术的进步,人们已提出了不少水分分析方法,部分技术已成熟并大量运用于实际工作中。
石英晶体微天平(QCM )技术最初由1959年德国物理学家Sauerbrey 教授提出[4],是利用石英晶体的压电特性制成的谐振式质量传感器,当传感器加有电压时,会产生一个频率非常稳定的振动,具有非常高的灵敏度,被广泛应用于化学、生物、物理、医学和表面科学等领域[5]。
本文介绍了基于QCM 技术的石英晶体振荡法的基本原理和气体中微量水分检测公式的成立条件,并叙述石英晶体振荡法在气体中微量水分检测方面的特点和应用范围。
1 石英晶体振荡法分析微量水分的原理1959年德国物理学家Sauerbrey 推导出石英晶体微天平(QCM )的谐振频率和质量负载之间的关系,即Sauerbrey 公式[4],见式(1)。
02s f f ∆=−(1)式中,Δf s 为频率变化值,0的固有频率,ρf 为薄膜的密度,h f 为薄膜的厚度,ρq 为石英晶体的密度,c q 为AT 切向石英晶体剪切模量。
Sauerbrey 证明当石英晶体表面涂层薄膜不因外力而变形,外部附着物均匀分布在石英晶体表面,且吸附物质的质量远小于石英晶体的质量,质量与频率之间的变化比关系成正比,其定量关系转化为式(2)。
2024/040(03):0889 0906ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:10.18654/1000 0569/2024.03.12曹冲,申萍,冯浩轩等.2024.新疆阿尔泰可可托海矿区伟晶岩成因与矿化潜力研究:来自石英SEM CL和微量元素的指示.岩石学报,40(03):889-906,doi:10.18654/1000-0569/2024.03.12新疆阿尔泰可可托海矿区伟晶岩成因与矿化潜力研究:来自石英SEM CL和微量元素的指示曹冲1,2 申萍1,3 冯浩轩1,3 罗耀清1,3 楚翔凯1,3 任文斌4CAOChong1,2,SHENPing1,3 ,FENGHaoXuan1,3,LUOYaoQing1,3,CHUXiangKai1,3andRENWenBin41 中国科学院地质与地球物理研究所,中国科学院矿产资源研究院重点实验室,北京 1000292 华北理工大学,河北省矿业开发与安全技术重点实验室,唐山 0632103 中国科学院大学,北京 1000494 新疆稀有金属有限责任公司,富蕴 8363001 KeyLaboratoryofMineralResourcesofChineseAcademyofSciences,InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China2 KeyLaboratoryofMiningDevelopmentandSafetyTechnologyofHebeiProvince,NorthChinaUniversityofScienceandTechnology,Tangshan063210,China3 UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China4 XinjiangRareMetalsCo ,Ltd ,Fuyun836300,China2023 08 01收稿,2023 10 17改回CaoC,ShenP,FengHX,LuoYQ,ChuXKandRenWB 2024 AstudyofthegenesisandmineralizationpotentialofpegmatitesintheKoktokayoredistrict,Altay,Xinjiang:IndicationsfromSEM CLandtraceelementsinquartz.ActaPetrologicaSinica,40(3):889-906,doi:10.18654/1000 0569/2024.03.12Abstract TheKoktokayNo 3pegmatiticdepositinAltay,Xinjiang,Chinaisaworld famousraremetalLi Be Nb Ta Rb Cs Hfdeposit Inthepast,alotofresearchworkhasbeencarriedoutontheNo 3pegmatiticdeposit However,therearestillsomeargumentsaboutthemineralizationpotentialandgeneticrelationshipsofdifferentpegmatitesintheKoktokayfield Inthispaper,quartzSEM CLandin situtraceelementanalysesareconductedtoprovideimportantconstraintsontheaboveissues TheresultsshowthattheLiandAlcontentsofquartzcanbeusedtoevaluatethemineralizationpotentialofthepegmatites ComparedwithNo 1andNo 2pegmatites,quartzfromNo 3pegmatitehasawiderrangeofGe/Tiratios(1 83×10-6~159×10-6),aswellashigherLicontents(averagedat39×10-6)intheouterzone Thus,No 3pegmatiteisconsideredtohavehighermineralizationpotential Inaddition,itisconfirmedthatthemuscovitealbitegraniteismineralizedgranitewithatraceelementcompositionanddegreeofdifferentiationsimilartothatoftheouterzoneoftheNo 3pegmatite,whilethemuscovitealkaligraniteisabarrengranite Moreimportantly,theGe/Tivs GeandGe/Tivs Al/TidiagramsofquartzfromeachtexturalzonationwithinpegmatitesshowasimilarevolutionarytrendatKoktokay,indicatingthattheymayoriginatefromthesameparentgranite ComparedwiththepegmatitesofRMG(pegmatitesderivedfromresidualmeltsofgranitemagmatism)andDPA(pegmatitesasdirectproductsofanatexis)originsintheworld,quartztraceelementsoftheraremetal bearingpegmatitesandgraniticatKoktokayhavegeochemicalaffinitieswiththeRMG derivedpegmatites,indicatingthattheyarederivedfromresidualmeltsofgranitemagmatismKeywords Koktokayraremetalpegmatiticdeposit;Quartztraceelement;Mineralizationpotential;Petrogenesis摘 要 新疆阿尔泰可可托海3号脉矿床是世界瞩目的伟晶岩型稀有金属Li Be Nb Ta Rb Cs Hf矿床。
184中国化学会第六届应用化学学术会议论文集1999.10.常州无机多孔材料仿生合成吴志坚黄理耀林岩心华侨大学化I学院泉州362011摘要综述了无机多孔材料仿生合成的机理、方法以及材料结构,介绍了陡性无机多孔材料的最新研究进展。
关键词无机多孔材料。
仿生合成,改性、1前言无机材料的仿生合成是指模仿生物矿化过程中在有机物调制下形成无机材料的合成方法,这种合成方法的基本思想是先形成有机物的自组装体.无机先驱物在自组装体与溶液的界面处发生化学反应,在自组装体的模板作用下,形成无机/有机复合体,将有机物模板去除后即得到有组织的具有一定形状的无机材料。
由于表面活性剂在溶液中可以形成胶束、微乳、液晶、囊泡等自组装体,因此常被用作模板有机物。
目前已经通过仿生合成制备出了纳米微粒、薄膜、涂层、多孔材料和具有与天然生物矿物相似的复杂形貌的无机材料…1l。
无机多孔材料可用做催化剂载体、吸附剂、分子筛等,自从1992年M0bil石油公司的Km棼等【21首次以阳离子表面活性剂为模板合成了中孔铝硅酸盐分子筛后,无机多孔材料的仿生合成一直很受重视,已仿生合成出Si02(3—5l、铝硅酸盐[2·6I、铝磷酸盐[”、钇铝氧化物…81和Ti02【9】等组成的多孔材料,起初合成的这些多孔材料组成和性能比较单一,大部分只适合做催化剂载体,目前已有一些用于催化等的改性无机多孔材料直接仿生合成的研究报道no“I。
无机多孔材料仿生合成中的有机模板一般为三维曲面,无机物形成后将模板脱除,模板存在的地方就“复制”成特殊的形貌(如孔、空腔和凹坑等),而且由于模板的特殊组装方式,可使材料具有特殊形貌、高孔隙率、高比表面积和多级结构。
利用仿生合成制备无机多孔材料具有孔尺寸可调、可低温一步合成以及可制备特殊形状多孔材料等优点。
2合成机理无机多孔材料仿生合成的机理是首先使表面活性剂在溶液中形成胶束、微乳、液晶、囊泡等自组装体来作为仿生合成中的有机模板,然后使无机先驱物在自组装体与溶液相的界面处发生化学反应,在自组装体的模板作用下,形成无机/有机复合体,用溶解、萃取、离子交换和煅烧等方法将有机模板去除后,即得到有组织的具有一定形状的无机多孔材料。
石英微观结构
石英是一种常见的矿物,其微观结构具有独特的特点和美丽之处。
下面我将以人类的视角,描述石英的微观结构。
石英是一种由硅氧化物构成的矿物,其化学式为SiO2。
在显微镜下观察石英的微观结构,我们可以看到它呈现出一种规则的六角形晶体形状。
这些晶体具有均匀的透明度,给人一种高贵而纯净的感觉。
当我们放大观察石英的表面,可以看到它的表面光滑而平坦,没有明显的凹凸纹理。
这是因为石英的晶体结构由无数个排列有序的硅氧化物分子组成。
这些分子以四面体的形式连接在一起,形成了一个稳定而有序的晶格结构。
在这个晶格结构中,硅氧化物分子通过共享氧原子形成稳定的键合。
这种键合使得石英具有出色的硬度和耐磨性,使其成为一种重要的工业材料。
同时,这种结构也使得石英具有优异的光学性质,能够在光的作用下产生独特的折射和反射效果。
除了表面的结构,石英的内部结构同样引人注目。
当我们将石英切割成薄片并在显微镜下观察时,可以看到一系列平行排列的带状结构。
这些带状结构由不同方向的硅氧化物分子层交替组成,形成了一种层状结构。
这种层状结构使得石英具有特殊的物理性质。
例如,石英在电场的作用下会产生压电效应,即在电场的作用下会发生形变。
这种性质
使得石英在科学研究和电子技术领域具有广泛的应用。
总的来说,石英的微观结构展现出了它的独特之处。
从表面到内部,石英的结构都呈现出一种高度有序和规则性。
这种结构赋予了石英独特的物理和化学性质,使其成为一种重要的矿物和工业材料。
同时,石英的微观结构也给人一种纯净和高贵的感觉,令人为之倾倒。