活塞圆筒和多面砧高压装置中常用的氧逸度控制和原位监测方法

作     者：赵乘乘 张宝华 阮小敏 ZHAO Chengcheng;ZHANG Baohua;RUAN Xiaomin

作者机构：浙江大学地球科学学院地质和地球物理研究所浙江省地学大数据与地球深部资源重点实验室浙江杭州310058 中国地质科学院北京100037 

出 版 物：《地质学报》 (Acta Geologica Sinica)

年 卷 期：2022年第96卷第12期

页      面：4340-4348页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 07[理学] 

基　　金：中国博士后科学基金项目(编号2021M702790 2022T150561)资助的成果 

主　　题：活塞圆筒 多面砧高压装置 氧逸度控制和监测 双胶囊技术 氧传感器 固体氧电解质 

摘      要：氧逸度是定量表示一个体系氧化还原能力的指标,反映了体系中氧气的分压或者逃逸能力。在地球科学中,它反映了岩石和矿物中变价元素的氧化还原状态,指示了不同岩石矿物氧化性/还原性的相对强弱。相同岩石矿物不同氧逸度可以导致其物理化学性质发生大的改变,因此在实验地球科学中准确控制并监测高温高压实验条件下的氧逸度具有非常重要的意义。本文从实验技术角度出发,首先介绍了活塞圆筒和多面砧高压装置中利用双胶囊技术在不含水和含水体系中控制氧逸度的方法、原理、装置和注意事项;接着描述了用过渡金属合金固溶体和惰性金属合金作为氧传感器原位测量氧逸度的原理、注意事项和地质应用,然后展示了氧离子固体电解质法控制和监测氧逸度的原理、装置和局限,提出了可能的改进方法。目前由于技术限制,氧逸度在高压实验中的控制和监测方法还不成熟,导致其对矿物和岩石物理化学性质的影响极可能被低估甚至错估。因此积极研究发展并推动高压下氧逸度的控制和监测技术非常重要且必要。