高温高压下方解石相转变的拉曼光谱原位实验研究

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• 责任者：刘川江^c北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室^d1986^e博士研究生 ; 郑海飞
• 刊名：光谱学与光谱分析
• 出版年：2012
• 卷期：32^b2
• 关键词：方解石 ; 拉曼光谱20^a高温高压实验 ; 相变 ; 碳酸盐矿物30^a金刚石压腔
• 页码：378～382
• 索书号：P342.06/220
• 图表：^c参14插图
• 分类号：0200
• 文摘期号：2012/09

摘要

用热液金刚石压腔装置结合拉曼光谱技术研究了高温高压下方解石的相变过程及拉曼光谱特征。结果表明：常温条件下，体系压力增至1 666和2 127 MPa时，方解石的拉曼特征峰155 cm^-1消失，1 087 cm^-1峰分裂为1 083和1 090 cm^-1两个谱峰、282 cm^-1峰突然降至231 cm^-1，证明其转变为方解石‐Ⅱ和方解石‐Ⅲ。在起始压力为2 761 MPa和低于171 ℃的升温过程中，方解石‐Ⅲ的拉曼散射的各个特征振动峰没有变化。当温度达到171 ℃，方解石晶体完全变成不透明状，其对称伸缩振动峰1 087 cm^-1、面内弯曲振动峰713 cm^-1和晶格振动峰155和282 cm^-1均发生突变，说明方解石‐Ⅲ相变生成一种碳酸钙新相。体系降至常温，该新相一直保持稳定不变，表明高温高压下方解石向碳酸钙新相的转变过程是不可逆的。方解石-Ⅲ与碳酸钙新相之间的相变线方程为P_(MPa)=9.09·T_(℃)+1 880。碳酸钙新相的对称伸缩振动峰(_{ν1 087})随压力、温度的变化率分别为dν/dP=5.1 cm^-1·GPa^-1，dν/dT=-0.055 3 cm^-1·℃^-1。