黄玉的原位高压X射线衍射研究.pdfVIP

第31卷 第7期 核 技 术 Vo1．31，No．7 2008年7月 NUCLEAR TECHNIQUES July 2008 黄玉的原位高压X射线衍射研究 刘迎新 秦 善 李海建 李晓东 刘 景 1(北京大学地质学系，造山带与地壳演化教育部重点实验室 北京 100871) 2(中国建筑材料科学研究总院 北京 100024) 3(中国科学院高能物理研究所同步辐射室 北京 100049) 摘要 使用金刚石对顶砧(DAC，Diamond Anvil Cel1)高压装置和同步辐射光源，对黄玉进行原位高压x射线衍 射研究，实验最高压力达到29．7 GPa。在研究的压力范围内，随着压力的升高，晶胞体积逐渐被压缩，晶胞 参数a的压缩率大于c和b。未观察到黄玉的结构相变。利用Mumaghan状态方程( =4)对黄玉的体积一压力 数据拟合，获得等热体积模量 98为199．7(4．6)GPa。 关键词 黄玉，同步辐射，高压，结构，相变 中图分类号 O521 黄玉是一种架状硅酸盐矿物，化学式为 含量，一般认为高压成因的黄玉中F含量均17％， A12[sio4](F OH)2，属斜方晶系，空间群为Pbnm。 远低于热液成因黄玉中的F含量¨ J。 黄玉的结构中，由O 、F、OH’共同作ABCB式的 黄玉是最重要的含F／OH的硅酸盐矿物之一， 四层密堆积(也称“双六方”堆积)，堆积层平行于 对地球深部‘冰”的循环起着不可忽视的作用，且黄 (010)。A1占据八面体空隙，组成[A104F2]}＼面体， 玉结构的高温高压变化对寻找黄玉矿床、研究矿物 成对的[A1OgF2]／＼面体连接成的弯曲链，沿 C轴延 成因及高压变质理论都有重要的意义，因此黄玉的 伸；Si4+占据四面体空隙，组成呈孤立状的[SiO4】四 高温高压研究是近年来的热点。Gatta等 对天然黄 面体，借助[A10~F2]／k面体相联系，如图1所示。 玉的高压x射线研究表明，在加压至10．55 GPa的 过程中，黄玉的体积模量为 164(2)GPa，未发生结 构相变，但 C轴的压缩率最大；Komatsu 和 Bradbury[61等分别将天然黄玉加压至30．4 GPa和24 GPa，进行红外光谱分析，结果表明，黄玉的 OH 伸缩振动峰随压力增加并逐渐向高波数方向移动， ’ OH键强度有少许减弱，二者均未发生相变；而 Komatsu 此前进行的高压实验仅为6．8 GPa，其x 射线研究发现，天然黄玉的A1．O键长随压力升高 明显缩短而si．O键长仅有微小变化。 ● 目前，黄玉的高压研究主要利用x射线和红外 。 — 光谱，获得的压力也有所不同。本文则利用同步辐 射能量色散x射线，研究黄玉在更高压力下的结构