矿物岩石材料开放应用国家专业实验室实验室-团队

中国科学院叶大年院士任实验室学术委员会主任，实验室现任主任为马鸿文教授。目前本实验室下设5个二级实验室,即V-1矿物材料实验室、V-2晶体结构实验室 、V-3材料工程实验室、V-4材料物理实验室和V-5材料化学实验室。本实验室现有固定人员38人，其中教授5人（博士导师3人），副教授7人，高级工程师4人，讲师11人，工程师6人，助教助工5人。有一批经验丰富、年富力强的中青年骨干及一批年轻有为的博士和硕士研究生，形成了一支技术力量雄厚、人才梯队配备适当、学术水平较高的科研队伍。

矿物岩石材料开放应用国家专业实验室是经原国家计委、国家教委及原地质矿产部批准，由世界银行贷款于1992年开始筹建的，经过5年多努力于1997年正式建成。它是我国目前唯一从事矿物岩石材料研究的国家专业实验室，也是国土资源部对外开放研究的重点实验室之一。

1.材料制备及热处理设备∶DM-450C真空镀膜机、ZPGF-400磁控溅设仪、高温箱式电炉及控温系统、矿物岩石样品破碎和细磨成套设备、超音速气流粉碎机、粘土矿物成套分离和提纯系统；

2.材料结构分析设备∶D/max RC X光衍射仪、RASA—ⅡS 四圆单晶衍射仪、SMARTAPENX CCD单晶衍射仪、CSTM—9000隧道扫描显微镜、H—8100透射电子显微镜配DX—4能谱仪及扫描系统及696-A小型图象增强器、透射电镜成套制样设备；

3.材料成分性能测试设备∶热分析系统、全自动测色色差计、全自动白度计、热导率仪、碳硫自动滴定仪、碳氢元素分析仪、超声波数字测厚仪、水份快速测定仪、旋转式粘度计、酸度计、MPV-3显微光度计、POL-PK显微硬度计、显微镜热台与光学显微镜、UV—160A紫外分光光度计、AUTOSORB1比表面及空隙度分析仪。

上述设备与学校电子探针、扫描电镜、图象分析仪、质谱仪等设备配合，形成较完备的材料测试系统。

本实验室以天然矿物岩石材料基础理论和开发应用为主要研究对象，运用多学科近代理论与方法，对矿物岩石材料的组成、结构、性能、应用之间的关系以及天然形成条件和实验合成机制进行系统综合研究，重在开发天然矿物岩石材料的应用性能，提高其应用水平，扩大其应用领域。主要研究方向是矿物材料基础研究，包括矿物基本性能表征，矿物及矿物材料成分、结构、性能关系研究等；矿物材料制备工艺技术研究，包括矿物原料深加工技术、矿物改性技术、矿物材料制备新工艺等；矿物材料与环境的关系研究，发展与环境有很好相容性或能直接治理环境的矿物材料；拓宽矿物材料应用领域，研制矿物新材料；发挥计算机在矿物材料研究和应用中的作用，开展矿物材料设计研究。本实验室还为国内外企业、学校和科研单位提供性能测试、检验及分析等技术服务与咨询。

近几年，矿物岩石材料开放应用国家专业实验室在矿物及矿物材料表面结构研究、纳米矿物研究、孔道结构矿物成分结构和性能关系研究、碳素材料成分结构与性能研究等方面均取得重要成果（比如矿物及矿物材料表面结构研究成果填补了我国该领域的空白）。“矿物材料设计与制备技术研究”方向的基础是我校原有的工业岩石和实验岩石学，有雄厚的高温高压实验和陶瓷、耐火材料合成研究基础。为满足矿物材料未来发展的需要，近年开展了矿物材料设计研究，形成了现在的“矿物材料设计与制备技术研究”方向。近期取得的主要成果和部分正在进行的研究包括：铝－钙－钾－钠系陶瓷的设计与制备方法；矿物热膨胀的理论计算方法与相应软件；红柱石族矿物微粉高温自增强耐火材料；天然矿物在巴基碳化合物合成中的催化机理研究；石墨插层化合物的制备技术；燃焰法制备金刚石簿膜技术；Cu-In-Se太阳电池材料制备新方法等等，已申请有关专利6项。“环境矿物材料及应用研究”方向是引入“环境材料”新概念而发展的特色研究方向。这一研究方向虽仍处于形成发展中，但已取得重要研究成果，已开发的材料和技术有：含重金属污水处理材料和相应工艺技术；牲畜类便除臭材料和相应工艺技术；高氟污水处理材料等，已申请国家专利2项。“新型矿物材料研制”是近年形成的新方向，已研制的新材料除以上已提到的外，还有新型电熔锆刚玉砖、新型瓷牙粉、新型首饰和瓷牙精铸材料、新型石墨插层材料、新型红柱石蓝晶石耐火材料、新型粉石英加气混凝土、多种类型的结晶釉等等。此外，在国土资源部重点实验室开放基金支持下，自94年以来实验室围绕以上4个研究方向已支持了4批共28项开放课题，开放课题的成果也是实验室成果的重要组成部分。95年以来，实验室共获得科研经费597.3万元，出版专著1本，发表论文73篇，申请专利6项。

矿物岩石材料开放应用国家专业实验室坚持“开放、联合、流动”的方针，自1995年对外开放以来已接受国内外访问学者30余名(国外学者4名)。实验室采取多种形式与国内外进行学术交流，包括邀请国外专家来访和派专家、学者出国讲学、派往国外联合培养博士生、参加国际性学术会议等，此外还与国内外知名的研究机构和大学建立了合作关系。为促进学科发展，本着“开放、流动、联合”的精神，中国地质大学(北京)矿物岩石材料开放应用国家专业实验室热诚欢迎国内外矿物岩石材料学者来我室进行研究工作，本室将为客座研究人员提供科研工作条件及住宿条件，并按规定提供生活津贴。2100433B

岩石是天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体，按照一定的方式结合而成。是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。其中岩浆岩是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石，也称火成岩或喷出岩；沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石；变质岩是由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩，由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。

地壳深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。从地表向下16公里范围内火成岩和变质岩的体积占95%。地壳表面以沉积岩为主，它们约占大陆面积的75%，洋底几乎全部为沉积物所覆盖。 岩石学主要研究岩石的物质成分、结构、构造、分类命名、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演化过程等。它属地质科学中的重要的基础学科。

一、做建材的岩石

1、大理岩：大理岩的岩面质感细致，常用来作为壁面或地板。由于大理岩是由石灰岩变质而成，主要成分为碳酸钙，因此也是制造水泥的原料。大理岩材质软而细致，是很好的雕塑石材，许多有名的雕像都是由大理岩作成的，如著名的维纳斯像。其他如墙面或摆饰，也常是由大理石加工琢磨而成，如花瓶、烟灰缸、桌子等家用品。

2、花岗岩：本土的花岗岩只有在金门才看得到，因此金门的老房子几乎都是用花岗岩做成的。台湾的寺庙所用的花岗岩，是来自福建，多用于寺庙里的龙柱、地砖、石狮。

3、板岩：因其容易裂成薄板状，且在山区极易取得，故原住民至今仍使用板岩作为建材，筑成石板屋或围墙。

4、砾岩：有些砾岩含有鹅卵石及砂，而且胶结不良，容易将它们分散开来，例如：台湾西部第四纪的头嵙山层中就是这种砾岩，其中卵石和砂都是建材。

5、石灰岩：台湾最常见的石灰岩是由珊瑚形成的，通称为珊瑚礁石灰岩。在澎湖，珊瑚礁石俗称“石”，居民用以作为围墙建材，以遮蔽强烈的东北季风，保护农作物。

6、泥岩：由于其主要成分是黏土，自古就被作为砖瓦、陶器的原料。

7、安山岩：由于材质坚硬，亦常用来作庙宇的龙柱、墙壁的石雕、墓碑、地砖等。

二、可提炼金属的矿物

1、金矿：含金的岩石经过风化和侵蚀作用，金会被分离出来而成自然金，因为金比泥沙重得多，容易沉积下来，经过淘洗，就成为黄金。

2、黄铜矿：黄铜矿是提炼铜最主要的矿物。

3、方铅矿：方铅矿呈现铅灰色，有立方体的解理，是最重要的含铅矿物。

4、赤铁矿：赤铁矿外观颜色呈现铁灰色或红褐色，是最重要的含铁矿物。

5、磁铁矿：磁铁矿属含铁矿物，具有磁性，吸附含铁物质。

三、珍贵的宝石

矿物若具有坚硬、稀有、耐久、透明且颜色美丽的特点，即常被用来作为装饰品，一般称为宝石，以下是常见的宝石简介：

1、钻石：即俗称的金刚石，有许多种颜色，如淡黄、褐、白、蓝、绿、红等，其中以无色透明的价值最高。

2、 刚玉：刚玉也有许多不同的颜色，如：红色的刚玉俗名红宝石，蓝色的刚玉叫做蓝宝石。其化学成分为三氧化二铝。

3、蛋白石：一般为无色或白色，有些具有特殊的晕彩。

4、水晶：纯石英单晶称为水晶，水晶内因含不同杂质而呈现不同颜色，如：黄水晶、紫水晶等。石英的纤维状显微晶聚合体称为玉髓；石英的粒状显微晶聚合体称为燧石，这两种矿物是台东县重要的玉石。

四、做为颜料

有些矿物具有特别的颜色，可用来作成颜料，如蓝色的蓝铜矿，绿色的孔雀石，红色的辰砂。

五、其他用途

1、石英：石英是制造玻璃及半导体的主要原料，如：苗栗县汶水溪的上福基砂岩中的石英砂即为制造玻璃的主要材料。

2、方解石：方解石存在于大理岩及石灰岩中，是制造水泥的主要原料。

3、白云母：白云母因不导电、不导热且具有高熔点的特性，因此经常被用来作为电热器中绝缘体的材料。

4、石墨：硬度低，且具有油脂光泽，条痕为黑色，常用于制造铅笔芯，此外石墨还可以做成润滑剂、电极、坩埚等。

5、硫磺：火山地区的温泉中即含有黄色的硫磺。

6、石膏：石膏一般用于固定骨折受伤处，或做成塑像，也用于建筑工业。

7、磷灰石：用于制造农业用磷肥。

8、蛇纹石：含有镁的成分，可用于炼钢工业上。

9、滑石：硬度低，有滑腻感；通常被研磨成粉末，以制造颜料、爽身粉、去污粉、化妆品等。