文献类型：期刊文章

作　　者：付宛璐[1] 袁学银[2]

FU Wan-lu;YUAN Xue-yin(Department of Gemmology and Materials Technology,Management School,Tianjin University of Commerce,Tianjin 300134,China;Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China)

机构地区：[1]天津商业大学管理学院宝石及材料工艺学系,天津300134 [2]中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037

出　　处：《光谱学与光谱分析》

基　　金：国家自然科学基金项目(41702039)资助

年　　份：2019

卷　　号：39

期　　号：7

起止页码：2053-2058

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2019_2020、EI、IC、INSPEC、JST、PUBMED、RCCSE、RSC、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：为研究镁对方解石在高压条件下的相变行为和拉曼振动光谱的影响,探索碳酸盐在地球深部的存在形式和物理化学性质,结合金刚石压腔和激光拉曼光谱,对具有不同镁含量的方解石开展高压实验研究。实验选取天然无色透明冰洲石、淡黄色半透明方解石脉和白色大理石作为研究对象,利用ICP-AES测定冰洲石和方解石脉的成分为CaCO3;大理石中Mg/(Mg+Ca)摩尔比为0.03,其成分可简化为(Mg0.03Ca0.97)CO3。每种方解石样品挑选两粒大小约为50~100×50×20μm的颗粒放入金刚石压腔,并在不同压力下进行相变过程观察和激光拉曼光谱测量。实验结果显示,常压下冰洲石和方解石脉样品的T1,T2,ν4和ν1拉曼振动频率分别为156.82, 283.55, 713.86和1 088.19 cm^-1,大理石样品的拉曼振动频率为158.15, 284.76, 715.07和1 089.20 cm^-1,表明方解石中含有3 mol%的MgCO3时会造成方解石的拉曼振动频率整体升高1 cm^-1以上。但是该变化幅度在不同压力下没有显著差别,表明镁对方解石的拉曼振动频率随压力的变化速率(■ν/■p)没有明显影响。冰洲石和方解石脉样品在1.5 GPa压力附近转变为方解石-Ⅱ,并在2.0 GPa进一步变为方解石-Ⅲ或Ⅲb;相比之下含有3 mol%的MgCO3的大理石则是在2.4和3.7 GPa时才转变为方解石-Ⅱ和方解石-Ⅲ。假设镁对方解石相变压力的影响是线性的,即方解石向方解石-Ⅱ和方解石-Ⅲ/Ⅲb的相变压力随MgCO3含量的增加以0.30和0.57 GPa·mol%^-1的速率升高,当MgCO3含量达到50 mol%时,方解石向方解石-Ⅱ和方解石-Ⅲ/Ⅲb的相变压力将分别为16.5和30.5 GPa,这与白云石向白云石-Ⅱ和白云石-Ⅲ的相变压力吻合。结合前人关于方解石中MnCO3含量对矿物相变压力和拉曼光谱影响的研究结果,发现当方解石中部分Ca^2+被具有不同半径和质量的离子(如Mg^2+, Mn^2+等)替代以后,阳离子与CO3^2-之间以及CO3^2-内部C—O化学键长度和�

关 键 词：方解石 相变 拉曼光谱 镁含量

分 类 号：P574]