检索结果-南通市图书馆

作者：赵鑫宇吉林大学

学位级别：硕士

石榴石是地壳和上地幔最丰富的造岩矿物之一,作为上地幔主要的名义无水矿物(Nominally Anhydrous Minerals,NAMs),其晶体中含有一定量的水(OH)。水的储存量对石榴石的物理与化学性质起着重要的作用,进而对地壳和上地幔的物质属性有着重... 详细信息

石榴石是地壳和上地幔最丰富的造岩矿物之一,作为上地幔主要的名义无水矿物(Nominally Anhydrous Minerals,NAMs),其晶体中含有一定量的水(OH)。水的储存量对石榴石的物理与化学性质起着重要的作用,进而对地壳和上地幔的物质属性有着重要的影响。镁铝石榴石(MgAlSiO)是石榴石家族中重要的一员,可以稳定存在于地壳到下地幔顶部的温度和压力条件下,是组成地幔岩和大洋玄武岩的主要矿物之一。因此,了解镁铝石榴石中水的储存情况对于了解地球内部水的储存和循环具有重要意义。然而,镁铝石榴石在高温高压下的含水量研究相对较少,另外由于实验合成与分析方法、温度和压力条件等不一致,导致镁铝石榴石在地幔中的含水量研究存在较大的争议。针对镁铝石榴石在地幔中含水量不确定这一问题,本文通过Walker型大腔体压机,使用氧化镁、二氧化硅和三氧化二铝等作为初始材料,在高温高压下合成了一系列大尺寸、高品质的镁铝石榴石,并对其含水量进行了系统分析。为了在高温高压环境下合成大尺寸、高品质的镁铝石榴石单晶,本论文首先发展了基于大腔体压机的大尺寸单晶矿物高温高压合成实验技术,使用Walker型大腔体压机和国产二级碳化钨压砧对碲化锌(Zn Te)、硫化锌(Zn S)和砷化镓(Ga As)等标压物质展开了系列压力校正实验:在碳化钨压砧和八面体传压介质相同的情况下,测试了三种不同腔体内部组装10/5、10/4和8/3(八面体边长/碳化钨压砧截角边长)的产压效率,发现在280 bar的外部载荷下,8/3组装腔体内部压力可达到18.3 GPa,明显高于使用相同国产HXR压砧的10/4和10/5组装腔体内部的压力;在碳化钨压砧和腔体内部组装相同的条件下,对不同材质的八面体传压介质进行了压力标定,发现高硬度的氧化镁掺杂氧化铝传压介质比低硬度的氧化镁掺杂氧化钴传压介质具有更高的压力产生效率。利用大腔体压机单晶矿物高温高压合成实验技术,在实验压力5-12 GPa和实验温度1000-1200℃下保温24-40小时,合成出了大尺寸、高质量、与熔体共存的含水镁铝石榴石单晶。通过红外光谱分析法对样品的含水量进行测试,发现在1000℃条件下,石榴石晶体中的含水量从5 GPa的205 ppm wt.减少到8 GPa的71 ppm wt.;随后含水量随着压力的增加而增加,在12 GPa、1000℃的条件下,镁铝石榴石含水量达到最大值:646 ppm wt.;在固定的压力下(12GPa),含水量随着温度的上升而降低;研究结果发现水进入镁铝石榴石的替代方式可能是由于镁铝石榴石结构中硅原子被氢原子所取代。尽管镁铝石榴石的含水量普遍低于橄榄石和辉石,但其在地球上地幔的温度和压力条件下仍然具有一定的储水能力。

关键词：大腔体压机高温高压名义无水矿物矿物含水量镁铝石榴石

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加热处理镁铝榴石的晶体化学研究

引用

成都地质学院学报 1989年第3期16卷 44-49页

作者：黄进初

通过应用XRD,IR和MS谱对加热过程中的一个紫红色含铬镁铝榴石样品作了研究,结果表明,在1000℃时,镁铝榴石转化为辉石和非晶态的Al_2O_3,但在加热只达800℃的过程中,其十二面体中的Fe^(2+)逐渐氧化为Fe^(3+),并与四面体中原有的Fe^(3+)... 详细信息

通过应用XRD,IR和MS谱对加热过程中的一个紫红色含铬镁铝榴石样品作了研究,结果表明,在1000℃时,镁铝榴石转化为辉石和非晶态的Al_2O_3,但在加热只达800℃的过程中,其十二面体中的Fe^(2+)逐渐氧化为Fe^(3+),并与四面体中原有的Fe^(3+)和八面体中的Al^(3+)一同析出。从而得出,在镁铝榴石结晶过程中,高温有利于Fe^(3+)和Cr^(3+)取代Al^(3+)进入八面体,但却不利于Fe^(3+)进入四面体。这一结论对重新认识镁铝榴石在金刚石找矿方面的标志特征具有十分重要的意义。

关键词：镁铝石榴石加热晶体化学矿物

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