X射线粉末法及其在岩石学中的应用PDF电子书下载

前言 1

第一章　晶体和空间点阵 1

第一节 晶体 1

一、晶态和非晶态 1

二、对称性 1

三、对称要素 1

四、晶系 1

目录 1

二、晶胞 2

第二节　空间格子 2

一、空间格子的概念 2

三、布拉维空间格子 3

四、晶体内部结构的对称要素 5

五、晶体内部结构对称要素的表示方法 6

六、晶体内部结构对称要素组合规律 6

七、点群和空间群 7

八、等效点系 9

二、配位数 10

一、离子半径 10

第二章　晶体化学的基础知识 10

第一节　离子半径、配位数和配位多面体 10

三、配位多面体 14

四、配位多面体的相互关系 15

五、鲍林关于离子化合物结构的法则 16

第二节　化学键的类型 16

一、化学键的定义 16

二、离子键 16

三、共价键 17

四、金属键 18

第三节 类质同象和同质多象 19

一、类质同象的概念 19

五、温德华键（余键） 19

六、氢键 19

二、韦加德定律 20

三、同质多象的概念 20

四、有序一无序过程 21

第四节 等大球的最紧密堆积原理 21

一、立方最紧密堆积和六方最紧密堆积 21

二、最紧密堆积构造的空间占有率和孔隙类型 23

二、四面体的聚合 24

一、硅氧四面体 24

三、等大球最紧密堆积的表示方法 24

第五节 硅酸盐的晶体化学特征 24

三、硅酸盐的晶体化学分类 25

第三章 X射线物理学的基本知识 29

第一节 X射线的本质和X射线的产生 29

一、X射线的本质 29

二、产生X射线的装置 29

第二节　连续X射线光谱和特征X射线光谱 30

一、连续X射线光谱 30

二、特征X射线光谱 31

二、二次射线 33

三、物质对X射线的吸收和吸收系数 33

第三节 X射线与物质的相互作用 33

一、X射线射入晶体后产生的现象 33

四、X射线的选择和滤光片的选择 37

五、质量吸收系数和线性吸收系数的计算方法 38

第四章 X射线的衍射原理和倒易格子 40

第一节 晶体对X射线的衍射 40

一、晶体对X射线的衍射 40

二、布拉格方程 40

三、衍射线的强度 42

一、影响衍射线强度的因素 43

第二节 影响衍射线强度的因素 43

二、结构因子 44

三、多重化因子 45

四、角度因子（即洛仑茨极化因子） 46

五、温度因子 47

六、吸收因子 47

第三节 系统消光和空间群的测定 47

一、系统消光的概念 47

二、带心格子引起系统消光的证明 47

一、倒易格子的概念 49

第四节　倒易格子 49

三、空间群的测定 49

二、正格子与倒易格子参数之间的关系 51

第五节　反射球和极限球 51

一、反射球的概念 51

二、极限球的概念 52

第五章 X射线粉末法原理及矿物鉴定 53

第一节　粉末法原理 53

一、粉末法原理 53

二、德拜相机 55

一、d值的计算 57

第二节　德拜图的测量 57

二、面网间距表的使用 59

三、d尺的使用方法 61

四、强度的估计 62

第三节 德拜图中某些现象的解释 63

一、粉末柱没有转动 63

二、样品有择优取向 63

三、粉末柱中样品太少 64

四、粉末样品粒度太小（如＜10-5cm） 64

五、强吸收的影响 64

六、粉末柱对中不好的影响 64

二、矿物X射线粉末图资料和鉴定手册 65

第四节 X射线粉末法鉴定矿物 65

一、粉末法鉴定矿物的基本程序 65

第五节　衍射仪记录法 70

一、衍射仪的基本设备 70

二、衍射仪聚焦的原理 71

三、衍射线的强度分布和衍射角的测量 72

四、衍射线强度的测量 73

五、衍射仪的工作条件参数 74

第六节　其他的照相方法 74

二、基尼叶式相机 75

一、细聚焦照相机 75

三、背射照相机 76

第六章　粉末图的指标化 77

第一节　指标化的目的 77

一、求晶格常数 77

二、用粉末法鉴定类质同象系列的成分 77

三、检查粉末图中是否有杂线存在 77

四、研究“超级构造”——固溶体的有序化 77

五、用粉末法研究晶体结构 77

一、晶格常数和面网间距的关系 78

第二节 晶系已知时粉末图的指标化 78

六、研究金属或岩石的组构变化 78

二、图解法 80

第三节　指标化的解析法 86

一、等轴晶系 86

二、四方晶系 87

三、三方（六方）晶系 90

四、斜方晶系 90

第四节 用倒易格子指标化 94

一、倒易格子的表示方法 94

三、倒易格子轴间角α＊、β＊、γ＊的确定 95

二、倒易晶胞棱长的确定 95

四、伊藤法及其实例 97

第七章　晶格常数的精密测定 102

第一节　晶格常数的测定方法 102

一、等轴晶系的晶格常数 102

二、四方晶系的晶格常数 102

三、六方晶系和三方晶系的晶格常数 103

四、斜方晶系的晶格常数 104

五、单斜晶系的晶格常数 104

六、三斜晶系的晶格常数 105

二、物理原因引起的误差 106

第二节 粉末图误差引起的原因 106

一、误差的实质 106

三、几何原因引起的误差 109

四、精度的极限 112

第三节 晶格常数精密测定的方法 112

一、利用背射区域的衍射 112

二、小心谨慎的实验技术 115

三、内标法 115

四、吸收误差的匹配 116

五、外推法 117

六、最小二乘法 119

第四节　测定精密的晶格常数的实例 122

一、利用高角度的衍射 122

二、加内标法 122

三、外推的方法 123

四、最小二乘法求精密的晶格常数 126

五、单斜晶系晶格常数的计算 128

二、理论基础 130

一、X射线粉末法定量相分析的依据 130

第一节 定量相分析的理论基础 130

第八章　定量相分析 130

三、定量分析的要求 132

第二节　直接定量分析 133

一、直接定量分析的含义 133

二、在N组分混合物中，μ？＝？＊的情况 133

三、在两组分混合物中，μ？≠μ？的情况 134

四、直接法使用的条件 134

第三节　内标法 135

一、内标法的含义和优点 135

二、内标法的原理 135

三、吸收-衍射法 136

四、冲稀法 137

五、基体清洗法（matrix-flushing method） 138

六、自清洗法（auto-flu shing method） 139

第四节　解析法 139

一、衍射线重叠时的解析法 139

二、多组分混合物中内标与一组分衍射线重叠的情况 140

第五节　非晶态相测定 141

一、差减法 141

二、直接测定法 141

一、解析法 143

第六节　无纯样时的定量分析 143

二、掺和法 144

第九章 在岛状、环状硅酸盐研究中的应用 145

第一节　橄榄石 145

一、橄榄石成分的测定 145

二、橄榄石晶格常数和温度、压力的关系 149

三、球粒陨石中橄榄石含量的测定 150

四、橄榄石的成因和衍射曲线的关系 152

第二节 石榴子石成分的测定及其在岩石学研究中的应用 154

一、石榴子石成分的测定 155

二、金伯利岩及其类似岩石中的石榴子石 158

三、石榴子石的成分是变质程度的标志 160

第三节　其他岛状、环状矿物 162

一、锆石 162

二、黄玉 163

三、红柱石、夕线石和蓝晶石 164

四、斜黝帘石-绿帘石系列 165

五、堇青石 167

七、黄长石 169

六、电气石 169

第十章　在链状硅酸盐研究中的应用 171

第一节 辉石的晶体结构和分类 171

一、辉石的晶体结构和分类 171

二、辉石的分类 173

第二节 单斜辉石的鉴定及其成因岩石学意义 175

一、用两反射鉴定单斜辉石的综合图表 175

二、Ca-Mg-Fe系列的单斜辉石 178

三、CaMgSi2O6-Mg2Si2O6-CaAlSiAlO6系列的辉石 182

四、碱性辉石系列 185

六、用小半径相机德拜图鉴定辉石成分 187

五、第三个区域（Ⅲ）的辉石 187

第三节　斜方辉石 188

一、斜方辉石的成分鉴定 188

二、斜方辉石成分和温压条件的关系 190

第四节 角闪石 191

一、角闪石的晶体结构和类质同象替代 192

二、某些角闪石系列的鉴定 193

第十一章　在层状硅酸盐研究中的应用 196

第一节 层状硅酸盐的晶体结构及分类 196

一、层状硅酸盐的晶体化学特征 196

二、云母状层状硅酸盐的结构分类 198

第二节 层状硅酸盐X射线粉末图的一般特征 199

一、底面反射和底面间距 199

二、用d（060）区别二八面体和三八面体云母类 201

第三节　在研究云母类矿物时的应用 201

一、云母类矿物的鉴定 201

二、钾质和钠质白云母的底面间距 202

三、云母类矿物的同质多象 203

四、多硅白云母和白云母b0值的意义 205

五、利用底面反射强度的变化测定黑云母中的含铁量 207

一、绿泥石成分的测定 208

第四节 在绿泥石研究中的应用 208

二、七埃绿泥石（Septechlorite） 211

第五节 蛇纹石变体的鉴定 213

一、蛇纹石的变体 213

二、蛇纹石变体的粉末法鉴定 213

第六节 在研究粘土矿物时的应用 214

一、粘土矿物样品的制备 214

二、粘土矿物的粉末法鉴定 215

三、混合层粘土矿物 216

五、粘土矿物的定量分析 219

四、高岭石的结晶程度 219

第十二章　在架状硅酸盐研究中的应用 222

第一节 架状硅酸盐的晶体化学特征 222

一、概述 222

二、架状硅酸盐的结构分类 223

第二节 长石的某些近代矿物学概念 223

一、斜长石系列和碱性长石系列 223

二、长石的结构特征 224

三、斜长石的结构 227

四、斜长石的定向连生（intergrowth） 229

第三节 碱性长石的研究＊ 230

一、碱性长石成分的测定 230

五、结构状态（Structural state） 230

二、条纹长石的鉴定 232

三、碱性长石有序—无序过程 239

附表二 外推函数？ 241

一、斜长石成分鉴定的离子交换法 250

第四节 斜长石的研究＊ 250

二、用B函数和Γ函数测定斜长石成分 251

三、用△2θ（131-1？1）和△2θ（？41-？1）测定斜长石成分 253

四、用△2θ（？04-113）或△2θ（？04-400）测定斜长石成分 253

五、晕长石和环带斜长石成分的鉴定 254

六、斜长石结构状态的测定 254

第五节　长石结构状态研究的地质意义 261

一、概述 261

二、长石的形成温度 261

六、造山运动与长石的结构状态 264

三、岩石形成深度与长石结构状态的关系 264

五、挥发分对结构状态的影响 264

四、长石结构状态与形成的地质年代关系 264

七、冰长石问题 265

第六节　在其他架状硅酸盐研究中的应用 265

一、沸石岩的鉴定 265

二、霞石固溶体的鉴定 266

三、方柱石系列的鉴定 268

五、方英石d（101）值是地质压力的标志 268

四、日光榴石系列的鉴定 268

一、概述 270

第十三章　在非硅酸盐矿物研究中的应用 270

第一节　碳酸盐类 270

二、某些碳酸盐系列中类质同象成分的X射线粉末法鉴定 272

三、某些岩石中碳酸盐矿物含量的测定 279

第二节　硫化物 284

一、闪锌矿 284

二、磁黄铁矿 289

三、黄铁矿 294

四、毒砂 294

五、黄铜矿 296

六、镍磁黄铁矿等 297

第三节　尖晶石类 299

一、尖晶石类矿物的结构特点 300

二、尖晶石类的化学成分和晶格常数的关系 300

三、铬尖晶石的晶格常数和成分关系及其意义 302

第四节　磷酸盐 306

一、磷灰石 306

二、锂磷铝石 308

第十四章　在工艺岩石学中的应用 310

一、工艺岩石学的研究对象 310

二、以复相鉴定为主 310

三、借助相图是主要的方法 310

第一节 工艺岩石学中矿物鉴定工作的特点 310

四、类质同象和同质多象的鉴定和研究 311

五、“现场”快速分析 312

第二节　在铸石学及炉渣研究中的应用 312

一、辉绿岩-玄武岩铸石中辉石的鉴定 312

二、铸石制品中橄榄石的鉴定 314

三、铸石中斜长石的鉴定 315

四、确定铬铁矿结晶中心是外加的、还是自生的 316

五、研究炉渣矿物的类质同象 316

六、钙锰辉石—钙蔷薇辉石的相转化 317

第三节 在耐火材料和陶瓷研究中的应用 318

一、工业粉尘中石英的定量分析 318

二、硅砖中SiO2变体含量的测定 318

三、高铝制品（高铝砖、高铝陶瓷）中α-Al2O3的定量分析 318

四、高铝砖和粘土砖质量评定的相分析 319

五、研究陶瓷在烧成过程中物相的变化 320

二、沸石在水泥中的作用 321

一、沸石水泥和火山灰水泥 321

第四节 在沸石水泥研究中的应用 321

三、沸石水泥的机理研究 322

第十五章 X射线粉末法在其他方面的应用 323

第一节 晶体结构分析 323

一、晶体结构分析的原理 323

二、简单结构的分析 324

三、从粉末衍射图中获得有用的结构信息 325

四、结构分析 328

三、晶体粒度在1μ以及1μ以下时的测定 331

二、测量10—100μ（微米）的晶粒大小 331

一、晶体粒度大小测定的意义 331

第二节 晶体粒度大小的测定 331

第三节 X射线岩石组构学 333

一、岩石组构学和X射线岩石组构学 333

二、X射线岩石组构学的一般原理 334

三、由德拜环上的黑斑求晶面择优取向位置 334

附表一　平方形式 336

附表三　造岩矿物的X射线粉末衍射资料 342

参考文献 373