论文部分内容阅读
极端条件下，含水矿物的稳定性研究是目前高压地球科学研究的重要领域。由于蛇纹石矿物作为大洋俯冲带中最主要和最重要的含水硅酸盐矿物之一，所以研究蛇纹石矿物在高温高压条件下的稳定性对于了解板块俯冲演化过程以及地球内部结构有重要意义。
本文通过金刚石压腔实验技术和激光拉曼光谱实验技术，对在高压条件下蛇纹石矿物的结构进行了原位拉曼光谱研究。在298.1K条件下，测得了蛇纹石矿物从常压到5090MPa的拉曼光谱，并将羟基拉曼包络峰拟合为两个峰，即层内羟基拉曼谱峰3664cm-1和层间羟基拉曼谱峰3696cm-1。实验结果表明：蛇纹石矿物低频拉曼谱峰388cm-1、471cm-1、692cm-1和705cm-1峰随着压力增加有规律地向高频方向偏移，并获得拉曼位移随压力变化的斜率分别为1.1cm-1/GPa、9.0cm-1/GPa、1.0cm-1/GPa和5.2cm-1/GPa;层内羟基拉曼谱峰3664cm-1与压力呈明显的正相关性，随压力变化的斜率为3.3cm-1/GPa;层问羟基拉曼谱峰3696cm-1办与压力呈明显的正相关性，随压力变化的斜率在2.0GPa时由8.3cm-1/GPa转变为1.1cm-1/GPa;蛇纹石羟基拉曼谱峰随压力的变化，与氢键作用有着密切的关系。
此外，探寻其它适合在金刚石压腔实验中使用的压力标定物，仍然是高温高压实验的基础性工作之一。结合红宝石荧光谱线漂移压力标定技术，探讨了利用传压介质硅油在激光拉曼光谱下作为压力标定物的可行性。在298.1K条件下，测得了硅油从常压到5140MPa的原位拉曼光谱。实验结果显示，常温下硅油的两个拉曼强峰2906cm-1和2967cm-1谱峰的拉曼位移与压力呈线性相关关系。研究表明，硅油拉曼谱峰2906cm-1和2967cm-1拉曼位移的相对偏移值△∞2906和△ω2967亦与压力呈线性相关关系，并推荐将△∞2906与压力的线性关系式作为压力标定公式，即P=87.67(±1.05)△ω2906+61.59(±22.91)，R2=0.9939式中：P为压力，单位MPa;△∞2906为硅油2906cm-1拉曼位移相对于0.1MPa时的偏移值，单位cm-1；压力标定的误差为±131MPa。