《頁岩中自生綠泥石的超顯微結構特徵研究》是依託北京大學，由陳莉擔任負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：頁岩中自生綠泥石的超顯微結構特徵研究
- 項目負責人：陳莉
- 項目類別：青年科學基金項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
天津薊縣中元古界長城系串嶺溝組上部黑色頁岩中，分布有大量球狀自生綠泥石，它記錄了豐富的地質信息。本項目主要利用高分辨透射電鏡、掃描電鏡、X射線粉晶衍射儀等對綠泥石的亞微米及納米結構的進行精細研究。在掃描電鏡中開展自生綠泥石的形貌學研究和EDS成分測試基礎上，梳理和解析綠泥石不同形態與成分之間的相關關係；進一步通過高分辨透射電鏡獲取綠泥石的二維結構像和電子衍射像，分析晶疇範圍內自生綠泥石的層錯和位錯等結構缺陷、確定其包含的混層結構、多型轉變等超顯微結構特徵；揭示綠泥石層間八面體陽離子的替代導致的結構與形態變化規律，以及成岩過程中的溫壓條件。從微觀角度開拓綠泥石超顯微結構的新觀點和新認識，在地質學上豐富薊縣剖面粘土礦物學研究資料。
結題摘要
天津薊縣中元古界長城系串嶺溝組上部黑色頁岩，主要成分是石英、長石和黏土礦物等，其中黏土主要有伊利石、綠泥石和一些混層礦物等。本項目的主要研究內容是利用環境掃描電鏡觀察綠泥石集合體和單晶的形貌像，結合 EDS 成分測試分析綠泥石不同結晶形態與成分之間的關係。通過HRTEM像從單胞範圍、原子結構層面上，深入研究該區自生綠泥石的各種結構缺陷，確定自生綠泥石的多型類型；並結合溫壓條件、地質應力作用、化學成分等特徵，運用平衡和運動學理論，解釋這些結構缺陷形成的原因。本項目主要研究了兩種不同形態的綠泥石，通過對綠泥石成分的研究，發現一種呈彎曲葉片狀，雜亂堆積，其成份主要有Si，Al，O，Fe，Mn，Mg等，在這種綠泥石的周圍有球形的褐鐵礦。另一種呈絨球狀集合體，絨球的大小約0.8~1um，由薄片狀（長約0.25~0.5um）的綠泥石組成，其成份主要有Si，Al，O，Fe，Mg，Na等。絨球狀的綠泥石生長在鈉長石的表面和孔隙中，鈉長石的表面均有明顯的凹蝕坑。從形態觀察表明，這兩種綠泥石形態完整，均為自生成因的綠泥石。當孔隙水的介質富Fe2+，Mg2+時，頁岩中的蒙脫石會向綠泥石轉化，形成彎曲葉片狀的綠泥石。而風化使得長石溶解，在孔隙中形成鹼性流體，當孔隙流體中的Fe2+或Mg2+達到一定程度就會有針狀的綠泥石析出，這些綠泥石沿（001）面疊在一起而形成小球狀。而透射電鏡的高分辨像可以清晰的看到綠泥石的堆垛方式，以及綠泥石與蒙脫石混層。綠泥石的多型為1a型和1b型，綠泥石的一維晶格條紋像表明其結構單元層有平直堆垛（1.4nm）, 還存在彎曲堆垛現象，是由於應力造成的。綠泥石/蒙脫石（Chl/S）混層為不規則混層。
