高温高压改色处理Ⅰa型褐色钻石的光谱鉴定特征

Ⅱa型钻石的高温高压改色及褪色研究已开展了大量工作,然而对Ⅰa型Cape系列褐色钻石在高温高压处理条件下的行为尚不明确。为解析实验室钻石鉴定工作中遇到的黄色钻石颜色成因问题,本文选取了Ⅰa型Cape系列褐色钻石作为研究对象,进行高温高压改色处理实验,并对处理前后的样品的紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱以及光致发光光谱等谱学特征进行对比分析。结果表明:经高温高压改色处理后,钻石颜色由灰褐色变为褐黄色,钻石的紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和光致发光光谱也发生了很大改变。经处理的褐色钻石,其紫外可见吸收光谱中除原有的415nm和477nm吸收外,还产生503.2nm吸收,同时550nm至短波的吸收增强,钻石因此由原来的灰褐色变为褐黄色;红外吸收光谱中,1498、1520、1547cm~(-1)三个峰变为一个以1498cm~(-1)为中心的吸收宽峰;光致发光光谱中,产生了明显的H3(503.2nm)以及H2(986.2nm)缺陷。本研究获得的光谱变化特征为准确鉴定高温高压改色处理的Cape型钻石提供了依据,也为更好地理解晶格中氮、氢等相关的格子缺陷在高温高压条件下的变化机理提供了实验数据和分析。     

个旧锡矿玄武质及花岗质岩浆载锡能力研究:来自高温高压实验岩石学的证据

对个旧锡矿的玄武岩和花岗岩进行了载锡能力的高温高压实验岩石学研究。结果表明:无论是花岗质还是玄武质岩浆,Sn4+都可以大量置换岩浆中的Si4+,形成富锡岩浆;个旧花岗质岩浆载锡最多可达约36%,而个旧玄武质岩浆载锡亦可达14.9%以上;当富锡的花岗质岩浆冷却时,岩浆将会出溶呈液滴状的锡的硫化物,表明花岗岩与锡矿有着直接的成因联系;而富锡玄武质岩浆由于快速淬火,且形成温度较高,不利于形成锡的矿物,但是所形成的玄武岩仍具备形成锡矿源层的条件。因此,锡矿的成矿地质体并不单一,花岗质与玄武质岩浆均可能成矿,关键在于岩浆在其形成或运移过程中,是否从源区或围岩之中获得大量的锡。     

高温高压下玄武质淬火玻璃的折光率研究

在1.00～3.50GPa、1500～1700℃的温压范围,以福建闽清碱性玄武岩FM-91为初始物料,进行了高温高压熔融实验,通过对淬火玻璃的成分和折光率的研究,发现压力的改变对折光率的变化有着较大的影响,而温度的改变基本不影响折光率,并讨论了在成分不变的前提下,温度和压力的改变对熔体结构的可能影响及意义.     

高温高压和不同氧逸度条件下斜方辉石电导率的实验研究

在1．0～4．0GPa和1073～1423K及不同的氧分压条件下，借助YJ-3000t紧装式六面顶高压设备和Sarltron-1260阻抗／增益-相位分析仪，就位测定了斜方辉石的电导率。氧逸度控制由Ni＋NiO、Fe＋Fe3O4、Fe＋FeO和Mo＋MoO2四种固态氧缓冲剂完成的。实验结果表明：①在所选择的频率范围内（10^-1～10^6Hz），复阻抗对频率有很强的依赖性;②随着温度（T）升高，电导率（σ）增大，logσ与1／T之间符合Arrenhius关系；     

950℃、1.0～3.5GPa下斜长角闪岩脱水熔融——压力和时间对结构的影响

利用YJ-3000t和JL-3600t多顶砧压力机,以哀牢山造山带南部红河县大白能—乐育剖面上的天然块状斜长角闪岩为初始样品,在950℃、1.0～3.5GPa、恒温20～300h条件下进行了两个系列的斜长角闪岩块状样品脱水部分熔融实验:(1)保持温度T=950℃,加热时间t=100h不变,改变压力(1.0～3.5GPa)的实验;(2)保持温度T=950℃,压力p=3.0GPa不变,改变加热时间(20～300h)的实验。结果表明,1.0～3.5GPa、950℃、恒温100h的条件下,随压力升高,斜长角闪岩中依次生成了单斜辉石+石榴石+熔体的矿物组合(1.0～1.5GPa)和单斜辉石+石榴石+熔体+硬玉+SiO2矿物+蓝晶石(2.0～3.5GPa)的矿物组合。3.0GPa、950℃条件下,随加热时间增加,实验产物中依次生成了单斜辉石+石榴石+熔体+硬玉+SiO2矿物+蓝晶石的矿物组合(20～100h)和单斜辉石+石榴石+熔体的矿物组合(150～300h)。斜长角闪岩的原岩结构决定了实验产物中新生矿物和熔体的分布。依据实验产物的矿物组合和新生矿物的分布特征,讨论了950℃、1.0～3.5GPa、恒温(20～300h)条件下,斜长角闪岩部分熔融过程的结构变化、变质反应以及石榴石冠状体的成因。     

高温高压下麻粒岩电导率研究

麻粒岩是下地壳的重要组成物质,模拟其在下地壳温压条件下的电导率对于认识下地壳的电导率分布具有十分重要的意义.本文用交流法在1 GPa下,373~1002 K范围内研究了麻粒岩样品的复阻抗,并且对测量结果进行了阻抗谱分析.研究结果表明,复阻抗对频率具有依赖性,且随温度的升高,复阻抗的实部、虚部均变小.在实验给出的温度范围内,电导率结果符合Arrhenius关系式.当温度在373~663 K范围内时,实验所获得的激化焓为0.31 eV,表明样品的电导率由低能带杂质离子所控制;当温度在673~1002 K范围内时,激化焓为0.67 eV,此时可能为小极化子导电.将所得电导率结果与西南峨边-马边地区以及华北应县―商河地区的大地电磁结果进行了对比,发现在所模拟的下地壳温压范围内,实验室测得的电导率位于野外MT数据范围内.     

高温高压下玄琥质淬火玻璃的折光率研究

在１．００－３．５０ＧＰａ、１５００－１７００℃的温压范围,以福建闽清碱性玄武财ＦＭ－９１为初始物料,进行了高温高压熔融实验,通过对淬火玻璃的成分和折光的研究,发现压力的发迹对折光率的变化有着较大的影响,而温度的改变基本不影响折光主,并讨论了在成分不变的前提下,温度和压力的改变对熔体结构的可能影响及意义。     

高温高压下叶蜡石脱水电导率实验

在压力为1.0～4.0 GPa、温度为873～1 223 K下采用Sarltron-1260阻抗/增益-相位阻抗谱分析仪测定了叶蜡石的电导率.实验结果表明,电导率与温度间的关系符合Arrenhius关系式;叶蜡石的脱水引起电导率的突然变化,使电导率急剧上升;脱水前,电导率随着压力增大而减小,其导电机制为电子导电;脱水后,电导率随着压力增大而增大,其导电机制为离子导电.     

TTG片麻岩与地壳早期动力学

英云闪长质－奥长花岗质－花岗闪长质片麻岩（ＴＴＧ）在太古宙高级区和绿岩－花岗岩区广泛分布。大量研究表明它们主要是由与玄武岩成分相当的各类源岩在不同条件下部分熔融形成的，也有一些由玄式质岩浆分离结晶或未成熟杂砂岩部分熔融形成。高温高压实验证明，玄武质岩石在中低压水饱和条件下熔融产生钙碱性岩浆，在中、高压、ｐｆ＜Ｐｔ条件下熔融程度在１０％～３０％时产生英云闪长质－奥长花岗质岩浆。不同压力下熔融残留相成分和比例有明显差异，导致ＲＥＥ配分模式的不同。只有在１．６ＧＰａ左右或更高压力、ｐｆ＜ｐｔ条件下才产生与太古宙ＴＴＧ杂岩地球化学性质相同或相似的熔体。因此，对ＴＴＧ片麻岩的地球化学性质、成因和生成环境的研究对探讨地壳早期的动力学过程具有重要意义。     

机器学习在矿物结构搜索及性质预测方面的应用

研究矿物在高温高压下的结构及其物理、化学性质是了解地球内部物质组成及动力学演化的基础。实验观测和理论计算是目前最主要的两种方法，前者受技术的局限，高温高压下的数据点比较匮乏；后者容易实现高温高压，但计算精度和效率往往难以两全。基于上述问题，机器学习作为一种很有前景的工具，与第一性原理计算相结合，能够精确、高效地预测矿物结构及各种性质。本文首先介绍了构建机器学习势的一般流程，对目前应用广泛的深度势能方法进行详细阐述。然后探讨了机器学习方法在计算矿物物理领域中的应用，如矿物新相结构搜索、热力学性质和输运性质预测、元素配分及同位素分馏等，并分析了机器学习方法相比于传统方法的优势。最后对机器学习方法目前存在的不足进行了简单总结并对其应用前景提出展望。