新疆苏吉泉石墨矿床中的纳米石墨锥的结构表征

新疆苏吉泉石墨矿床中的纳米石墨锥的结构表征冯有利1,2,于立竟2(1.中国科学院地球化学研究所国家矿床地球化学重点实验室,贵阳550002;2.河南理工大学资源环境学院,焦作454000)摘要:在新疆苏吉泉花岗岩所含团块状石墨中发现许多纳米级锥状矿物,经高分辨电镜能谱分析其化学成份为碳,电子衍射和高分辨分辨像分析表明其为纳米石墨锥。锥的顶角一般在15.5o~36.0o之间。在高分辨电镜观察基础上,讨论了纳米石墨锥的形成机制。根据三元长石温度计计算,纳米石墨锥的形成温度分别为480~950℃,压力为511~878MPa。关键词:纳米石墨锥;高分辨电子显微镜(HRTEM);形成机制TheStructureCharacteristicsofNanometerGraphiteConeOccurredinSujiquanGraphiteDepositFENGYou2li1,2,YULAbstract:Manynanometerscaleconicalmineralshavebeenfoundintheball2likegraphiteofSujiquangranite,Xinjiang,China.TheresultofX2rayenergydispersivespectroscopyattachedtothehighresolutiontransimissionmicroscopyshowsthatthechemicalcompositionofthemineraliscomposedofcarbon,andthehighresolutionimageanalysisprovedthatitcanbeclassifiedasnanometergraphitecone.Thecone2apexanglerangefrom15.5oto36.0o.Thedistanceofcrystalplanefringeisbetween0.34nmand0.36nm.Atlast,theformingmechnismofnanometergraphiteconewasdiscussed.Accordingtothethermometerofthreeunitsfeldspar,theformingtemperatureandpressureofnanometergraphite寻求新的纳米结构并探讨其物理特性是近年来许多学科的研究热点之一。其中最具代表性的新结构就是碳纳米管[1]。由于碳纳米管具有特殊的原子结构和优越的机械性能,在许多方面有着广泛的应用前景[226]。近年来,张广宇等[7]以铁针尖作为基底合成了一种新的纳米材料———管状石墨锥。许多学者采用了多种方法制备纳米碳管[8210]。人工合成纳米碳管的技术尚未形成大规模生产,难以满足工业需要。研1纳米石墨锥的地质产状关于天然产出的纳米石墨锥还未见报道,实验所用的样品产自新疆苏吉泉岩浆气液型石墨矿床中,该矿床中曾发现过准纳米针状石墨[11]。基金项目:国家自然科学基金(40572025);国家重点基础研究发展规划(2001CB409806)和河南理工大学博士基金资助作者简介:冯有利(19632),男,博士,教授.主要从事材料矿物学研究.E2mail:fengyouli@hpu.edu.cn---本文来源于网络,仅供参考,勿照抄,如有侵权请联系删除---10专题论文硅酸盐通报第26卷苏吉泉石墨矿床出露的主要地层为中石炭统巴塔玛依内山组和双井子组,含有碳质页岩和煤线。矿体赋存在海西期花岗岩及与花岗岩同源的混染花岗岩中,石墨矿石为达到工业要求的石墨混染花岗岩。该石墨矿石以其独特的球状构造引起国内外矿床学家的广泛关注。矿区东北出露的含钠铁闪石的花岗岩为典型的碱性花岗岩。矿区西南出露黑云母花岗岩并侵入钠铁闪石花岗岩。黑云母花岗岩锆石U2Pb同位素年龄为275Ma[15],属海西中晚期。沿黑云母花岗岩和钠铁闪石花岗岩接触带分布着含石墨混染花岗岩,混染花岗岩与黑云母花岗岩呈过渡关系,而与钠铁闪石花岗岩界线清楚。苏吉泉花岗岩为粗粒结构,主要由钾长石、斜长石、石英和团块状鳞片石墨组成。石墨呈鳞片状叶片状交代石英和斜长石。2实验2.1样品制备将含石墨的花岗岩用颚式破碎机破碎后,用纯净水浮选烘干得到外观为鳞片状的石墨。高分辨电镜研究的试样是将浮选出的样品研碎。然后取0.2g该样品加入到100mL特富龙杯中,继之加入10mLHNO3和3mLHCl,加热至100℃,反应10min后再加入5mLHF,待反应停止后为止,以除去其他杂质矿物。将提纯后的样品分散于乙醇中,制成悬浮液,取一滴置于带孔的方华膜微栅上,静置待干后即得。2.2仪器名称及测试条件所用电镜为PhilipsTecnaiF30场发射透射电子显微镜,LaB6灯丝,加速电压为300kV,对称照明,物镜光栏D=50μm。在300kV下,点分辨率0.205nm,分辨率0.102nm,信息分辨率0.15nm。测试在北京大学电子显微镜室完成。电子探针分析测试在北京大学地质学系电子探针室完成。3结果与讨论3.1高分辨电子显微镜研究高分辨电子显微镜研究表明,样品中有纳米级的锥状矿物。锥的底部宽度在7...

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