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Hydration Effect on Equations of State for Minerals in the Peridotite System:Implication for Geotherms in the Mantle

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Journal of Earth Science 2022年第5期33卷 1124-1144页

作者： Yu Ye joseph r.smyth Guangchen Chen State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral resources China University of GeosciencesWuhan 430074China Department of Geological Sciences University of ColoradoBoulderCO80309USA

Water in the deep Earth’s interior has important and profound impacts on the geodynamical properties at high-temperature(T)and high-pressure(P)conditions.A series of dense hydrous Mg-silicate(DHMS)phases are generated from dehydration of serpentines in subduction slabs below the lithosphere,including phase A,chondrodite,clinohumite,phase E,superhydrous phase B and phase *** the other hand,olivine and its high-P polymorphs of wadsleyite and ringwoodite are dominant nominally anhydrous minerals(NAMs)in the upper mantle and transition zone,which could contain significant amount of water in the forms of hydroxyl group(OH-)*** water solubilities in wadsleyite and ringwoodite are up to about 3 weight percent(wt.%),making the transition zone a most important layer for water storage in the *** can significantly affect the pressure-volumetemperature equations of state(P-V-T EOSs)for the DHMS and NAM phases,including the thermal expansivities and isothermal bulk *** this work,we collected the reported datasets for the DHMS and NAM phases,and reconstruct internally consistent ***,we further evaluated the thermodynamic Grüneisen parameters,which are fundamental for constraining the temperature distribution in an isentropic process,such as mantle *** adiabatic temperature profiles are computed for these minerals in the geological settings of normal mantle and subduction zone,and our calculation indicates that temperature is the dominant factor in determining the gradient of a geotherm,rather than the mineralogical composition.

关键词： equation of state DHMS phases nominally anhydrous minerals thermodynamic Grüneisen parameters adiabatic geotherm subduction slab mantle transition zone mineralogy

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Crystal Structure,Thermal Expansivity and High-Temperature Vibrational Spectra on Natural Hydrous rutile

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Journal of Earth Science 2020年第6期31卷 1190-1199页

作者： Sha Wang Jinhua Zhang joseph r.smyth Junfeng Zhang Dan Liu Xi Zhu Xiang Wang Yu Ye State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral resources China University of GeosciencesWuhan 430078China State Key Laboratory of refractories and Metallurgy Wuhan University of Science and TechnologyWuhan 430081China Department of Geological Sciences University of Colorado BoulderBoulder CO 80309USA School of Earth Sciences China University of GeosciencesWuhan 430074China

A natural rutle sample was measured by in situ high-temperature X-ray diffraction(XrD)patterns,as well as raman and Fourier transform infrared(FTIr).Crystal structure is refined on the sample with 1.4 mol.%Fe and 510±120 ppmw.H2 *** unit-cell and Ti O6 octahedral volumes are expanded by 0.7%–0.8%for Fe3+incorporation,as compared with the reported Ti-pure *** volumetric thermal expansion coefficient(α,K-1)could be approximated as a linear function of T(K):4.95(3)×10-9×T+21.54(5)×10-6,with the averaged valueα0=30.48(5)×10-6 K-1,in the temperature range of 300–1500 *** internal Ti-O stretching(A1 g and B2 g)and O-Ti-O bending(Eg)modes show‘red shift',whereas the multi-phonon process exhibits‘blue shift'at elevated *** rotational mode(B1 g)for Ti O6 octahedra is nearly insensitive to temperature *** OH-stretching bands at 3279 and 3297 cm-1 are measured by high-temperature spectroscopy *** the Ir-active and raman-active OH-stretching modes shift to lower frequencies at higher temperature,with the signal intensities *** after quenching,we expect about 43%dehydration around 873 K,and 85%dehydration at 1273 K for this hydrous sample.

关键词： rutile crystal structure thermal expansivity high-temperature raman high-temperature FTIr OH-stretching mode

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上地幔以及转换带中含水硅酸盐的晶体结构与热力学状态方程

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吉林大学学报(地球科学版) 2015年第S1期 56-57页

作者：叶宇章军锋金振民 joseph r.smyth 中国地质大学GPMr国家重点实验室中国地质大学地球科学院 Department of Geological Sciences University of Colorado at Boulder Colorado80307USA

水对地幔硅酸盐矿物的物理化学性质、运移迁徙以及热稳定性都有着显著的影响。研究水在地幔矿物中的赋存机制及地球深部的水循环过程,是当今世界矿物学与地球科学领域内的热点和重点之一,这对于我们了解地球深部的岩石矿物学与诸多地球... 详细信息

水对地幔硅酸盐矿物的物理化学性质、运移迁徙以及热稳定性都有着显著的影响。研究水在地幔矿物中的赋存机制及地球深部的水循环过程,是当今世界矿物学与地球科学领域内的热点和重点之一,这对于我们了解地球深部的岩石矿物学与诸多地球动力学过程都有着深远的意义。首先俯冲板块中的蛇纹石(serpentine,含水量10%~13%)随着板块的向下运动,在高温高压下分解将产生Phase A(含水11.8%)、粒硅镁石(chondrodite,含水5.4%)和斜硅镁石(clinohumite,含水2.9%)[1-3]。这3种矿物为橄榄岩体系中重要的致密高含水硅酸镁(DHMS)成员,通过这些含水矿物作载体,俯冲板块中的水将有可能进入上地幔深部乃至转换带中。而地幔转换带作为地幔物理化学性质剧烈变化的区域(从410~660 km),对地球的岩石圈层结构以及地球动力学都有着特殊的意义[4-6],其贡献主要来自于橄榄石的高压相瓦兹利石(Wadsleyite)和林伍德石(ringwoodite)。这两种矿物占据了地幔转换带体积的60%~70%,为名义上无水矿物(NAMS),但是通过羟基取代(Mg2+=2H+)的方式,可使得其结晶水含量高达3%左右[7-9]。如果瓦兹利石和林伍德石的结晶水含量达到了饱和,将使得地幔转换带的储水能力为地球表面水总量的7~8倍,因此转换带是地球深部最重要的储水层。最近,加拿大Pearson研究小组通过研究来自巴西Juina的金刚石包裹体,发现来自地幔转换带的天然林伍德石的含水量约为1%[10],这与我们通过高温高压实验数据[11],模拟出的地幔转换带中的含水量是一致的。对含水矿物晶体结构的分析将有助于我们从微观机制上认识水(羟基)在硅酸盐矿物中的赋存机制。关于晶体结构方面的工作,我们将介绍以下两个方面:1)通过不同含水量的瓦兹利石和林伍德石晶体结构分析,深入探讨氢离子在名义无水矿物中的取代机理[11-13];2)通过比较合成的和天然的粒硅镁石和斜硅镁石样品,系统分析氟、钛、铁元素对其晶体结构的影响[14-15]。除了探讨晶体结构之外,我们还将通过高温高压实验数据,系统阐述水对上述硅酸盐矿物的热力学状态方程的影响[11-16]。结晶水的进入将会使得矿物的热膨胀系数与压变系数明显增加,这将对上地幔及转换带的动力学产生深远影响。

关键词：转换带上地幔晶体结构热力学状态俯冲板块硅酸盐矿物斜硅镁石粒硅镁石地球深部地球动力学

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Thermo-elasticity and Equations of State for OH-chondrodite and OH-clinohumite: Trends among Dense Hydrous Mg-Silicates(DHMS)

Thermo-elasticity and Equations of State for OH-chondrodite ...

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2014年中国地球科学联合学术年会——专题33：地球内...

作者： Yu Ye joseph r.smyth Steven D.Jacobsen State Key Laboratory of Geological Processes & Mineral resources China University of Geosciences Department of Geological Sciences University of Colorado Boulder CO 80309 USA Department of Earth and Planetary Sciences Northwestern University Evanston IL 60208 USA

The dense hydrous magnesium silicate(DHMS) minerals along the brucite-forsterite include phase A, norbergite, chondrodite, humite and clinohumite. Among these phases, phase A, chondrodite and clinohumite were observed... 详细信息

关键词： DHMS chondrodite clinohumite thermoelasticity thermal expansivity.

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过渡族金属元素在410-km不连续面主要组成矿物中的赋存规律

过渡族金属元素在410-km不连续面主要组成矿物中的赋存规律

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第八届“从原子到地球”——高压科学与地球科学研讨会

作者：张里 joseph r.smyth 中国地质大学(北京) University of Colorado

＜正＞Fe、 Ni、 Co、 Ti、 Cr等过渡族金属元素是上地幔及地幔转换带中主要组成元素或重要的微量金属元素。其中Ni、 Co、 Ti、 Cr在地幔转换带上部主要组成矿物瓦兹利石（β-橄榄石）中的赋存能力显著高于上地幔中主要的组成矿物橄榄...

＜正＞Fe、 Ni、 Co、 Ti、 Cr等过渡族金属元素是上地幔及地幔转换带中主要组成元素或重要的微量金属元素。其中Ni、 Co、 Ti、 Cr在地幔转换带上部主要组成矿物瓦兹利石（β-橄榄石）中的赋存能力显著高于上地幔中主要的组成矿物橄榄石,指示410-km不连续面可能是这些元素出现分异的重要界面[1-2]。此外,Fe、 Ni、 Co、 Ti、 Cr在4 1 0-k m不连续面区域主要组成矿物晶内各配位多面体中的占位及分布也存在明显的不均一性[1-3]。对上地幔上部、上地幔底部、及地幔转换带区域的高温高压合成或天然橄榄石、辉石、石榴石、瓦兹利石样品的晶体化学研究结果表明,过渡族金属元素在这些矿物之间的分配及矿物晶内的占位规律受压力（深度）、配位多面体体积、配位多面体对称性、金属离子半径、过渡族金属离子的d轨道电子数及相应的晶体场分裂能等因素的共同制约,造成这些金属元素在410-km不连续面共生矿物之间显著的分配倾向性及晶体化学特征差异。

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高温高压下橄榄石中氢缺陷的重构和重组

高温高压下橄榄石中氢缺陷的重构和重组

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中国矿物岩石地球化学学会第17届学术年会

作者：杨燕刘文娣 joseph r.smyth 夏群科浙江大学地球科学学院

＜正＞以氢缺陷形式存在于橄榄石晶格中的水显著影响矿物的电导率、弹性、传热、流变等性质（例如,杨晓志和李岩,2016;Karato,1990;Mei and Kohlstedt,2000;Chen et al.,2017）,从而影响着上地幔的物理和化学过程。橄榄石中至少有四组... 详细信息

＜正＞以氢缺陷形式存在于橄榄石晶格中的水显著影响矿物的电导率、弹性、传热、流变等性质（例如,杨晓志和李岩,2016;Karato,1990;Mei and Kohlstedt,2000;Chen et al.,2017）,从而影响着上地幔的物理和化学过程。橄榄石中至少有四组氢缺陷（Berry et al.,2005）,在晶体结构中不同的氢缺陷有着不同性质和作用。近些年来,NAMs中不同的氢缺陷（site-specific）的性质和作用的研究成为国际上NAMs研究群体关注的新焦点(Kovàcs et al.,

关键词：橄榄石氢缺陷构型重建无序化现象

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上地幔以及转换带中含水硅酸盐的晶体结构与热力学状态方程

上地幔以及转换带中含水硅酸盐的晶体结构与热力学状态方程

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中国矿物岩石地球化学学会第15届学术年会

作者：叶宇章军锋金振民 joseph r.smyth 中国地质大学GPMr国家重点实验室中国地质大学地球科学院 Department of Geological Sciences University of Colorado at Boulder

水对地幔硅酸盐矿物的物理化学性质、运移迁徙以及热稳定性都有着显著的影响。研究水在地幔矿物中的赋存机制及地球深部的水循环过程,是当今世界矿物学与地球科学领域内的热点和重点之一,这对于我们了解地球深部的岩石矿物学与诸多地球...

水对地幔硅酸盐矿物的物理化学性质、运移迁徙以及热稳定性都有着显著的影响。研究水在地幔矿物中的赋存机制及地球深部的水循环过程,是当今世界矿物学与地球科学领域内的热点和重点之一,这对于我们了解地球深部的岩石矿物学与诸多地球动力学过程都有着深远的意义。首先俯冲板块中的蛇纹石(serpentine,含水量10%3%)随着板块的向下运动,在高温高压下分解将产生Phase A(含水11.8%)、粒硅镁石(chondrodite,含水5.4%)和斜硅镁石(clinohumite,含水2.9%)[1-3]。这3种矿物为橄榄岩体系中重要的致密高含水硅酸镁(DHMS)成员,通过这些含水矿物作载体,俯冲板块中的水将有可能进入上地幔深部乃至转换带中。而地幔转换带作为地幔物理化学性质剧烈变化的区域(从41060 km),对地球的岩石圈层结构以及地球动力学都有着特殊的意义[4-6],其贡献主要来自于橄榄石的高压相瓦兹利石(Wadsleyite)和林伍德石(ringwoodite)。这两种矿物占据了地幔转换带体积的60%0%,为名义上无水矿物(NAMS),但是通过羟基取代(Mg2+=2H+)的方式,可使得其结晶水含量高达3%左右[7-9]。如果瓦兹利石和林伍德石的结晶水含量达到了饱和,将使得地幔转换带的储水能力为地球表面水总量的7倍,因此转换带是地球深部最重要的储水层。最近,加拿大Pearson研究小组通过研究来自巴西Juina的金刚石包裹体,发现来自地幔转换带的天然林伍德石的含水量约为1%[10],这与我们通过高温高压实验数据[11],模拟出的地幔转换带中的含水量是一致的。对含水矿物晶体结构的分析将有助于我们从微观机制上认识水(羟基)在硅酸盐矿物中的赋存机制。关于晶体结构方面的工作,我们将介绍以下两个方面:1)通过不同含水量的瓦兹利石和林伍德石晶体结构分析,深入探讨氢离子在名义无水矿物中的取代机理[11-13];2)通过比较合成的和天然的粒硅镁石和斜硅镁石样品,系统分析氟、钛、铁元素对其晶体结构的影响[14-15]。除了探讨晶体结构之外,我们还将通过高温高压实验数据,系统阐述水对上述硅酸盐矿物的热力学状态方程的影响[11-16]。结晶水的进入将会使得矿物的热膨胀系数与压变系数明显增加,这将对上地幔及转换带的动力学产生深远影响。

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520-km地震波不连续面深度地幔转换带矿物相的晶体化学研究及意义

520-km地震波不连续面深度地幔转换带矿物相的晶体化学研究及意义

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2018年中国地球科学联合学术年会

作者：张里 joseph smyth 北京大学 University of Colorado Boulder

为研究瓦兹利石-林伍德石相变边界的性质,并对520 km地震波不连续面的特征提供晶体化学方面的实验约束。本研究通过电子探针,拉曼光谱,X射线衍射分析了多组在18-19 GPa, 1400°C水饱和条件下(加热时间为4-27小时,起始物质参考pyrolite... 详细信息

为研究瓦兹利石-林伍德石相变边界的性质,并对520 km地震波不连续面的特征提供晶体化学方面的实验约束。本研究通过电子探针,拉曼光谱,X射线衍射分析了多组在18-19 GPa, 1400°C水饱和条件下(加热时间为4-27小时,起始物质参考pyrolite化学成分)合成的高温高压实验产物(部分实验产物及数据来源于Zhang et al. 2018b)。证明含水相Phase E可以在地幔转换带中部约520km深度水饱和条件下稳定存在,且该相在实验产物中的出现不受加热时间和微量金属元素(Ca, Al)

关键词：地幔转换带地震波矿物相晶体化学

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Cancer res:HDAC抑制剂可促进单抗药物对HEr2阳性肿瘤的治疗效果

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现代生物医学进展 2017年第18期17卷 I0001-I0002页

作者： Mikolaj Medon Eva Vidacs Stephin J Vervoort Jason Li Misty r. Jenkins Kelly M. ramsbottom joseph A. Trapani Mark J. smyth Phillip K. Darcy Peter W. Atadja Michael A. Henderson ricky W. Johnstone Nicole M. Haynes Cancer Therapeutics Program Peter MacCallum Cancer Centre Victorian Comprehensive Cancer Centre (VCCC) Melbourne Victoria Australia.Division of Surgical Oncology Peter MacCallum Cancer Centre VCCC Melbourne Victoria Australia. Cancer Therapeutics Program Peter MacCallum Cancer Centre Victorian Comprehensive Cancer Centre (VCCC) Melbourne Victoria Australia. Cancer Therapeutics Program Peter MacCallum Cancer Centre Victorian Comprehensive Cancer Centre (VCCC) Melbourne Victoria Australia. Bioinformatics Consulting Core Facility Cancer Research Division Peter MacCallum Cancer Centre VCCC Melbourne Victoria Australia. Cancer Immunology research Program Peter MacCallum Cancer Centre VCCC Melbourne Victoria Australia.Sir Peter MacCallum Department of Oncology The University of Melbourne Parkville Victoria Australia. Cancer Immunology research Program Peter MacCallum Cancer Centre VCCC Melbourne Victoria Australia. Cancer Immunology research Program Peter MacCallum Cancer Centre VCCC Melbourne Victoria Australia.Sir Peter MacCallum Department of Oncology The University of Melbourne Parkville Victoria Australia. Immunology in Cancer and Infection Laboratory QIMR Berghofer Medical Research Institute Herston Queensland Australia. Cancer Immunology research Program Peter MacCallum Cancer Centre VCCC Melbourne Victoria Australia.Sir Peter MacCallum Department of Oncology The University of Melbourne Parkville Victoria Australia. China Novartis Institute for Biomedical Research Shanghai China. Division of Surgical Oncology Peter MacCallum Cancer Centre VCCC Melbourne Victoria Australia. Cancer Therapeutics Program Peter MacCallum Cancer Centre Victorian Comprehensive Cancer Centre (VCCC) Melbourne Victoria Australia.Sir Peter MacCallum Department of Oncology The University of Melbourne Parkville Victoria Australia. Cancer Therapeutics Program Peter MacCallum Cancer Centre Victorian Comprehensive Cancer Centre (VCCC) Melbourne Victoria Australi

最近来自澳大利亚墨尔本的研究人员发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂可以发动宿主免疫作为其抗肿瘤效应的一个基础。该研究为增强一些肿瘤免疫治疗药物的杀伤作用提供了新的方向。在这项发表在国际学术期刊Cancer research上的研究中，研究... 详细信息

最近来自澳大利亚墨尔本的研究人员发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂可以发动宿主免疫作为其抗肿瘤效应的一个基础。该研究为增强一些肿瘤免疫治疗药物的杀伤作用提供了新的方向。在这项发表在国际学术期刊Cancer research上的研究中，研究人员发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂panobinostat可以通过宿主免疫增强trastuzumab这种单抗治疗药物的抗肿瘤效果。

关键词：组蛋白去乙酰化酶抑制剂抗肿瘤效应治疗药物治疗效果 HDAC 单抗 res 阳性

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