白云石Ⅰ相到Ⅱ相高压相变行为的拉曼光谱研究

作者：张璐; 牛菁菁; 翟天雷; 秦善^*

来源：当代化工, 2019, 48(11): 2453-2458.

DOI：10.13840/j.cnki.cn21-1457/tq.2019.11.003

• 白云石
• 拉曼
• 高压
• 金刚石压腔
• 单晶
• 粉晶

利用金刚石压腔装置,结合拉曼光谱分析技术,对天然单晶和粉晶白云石Ⅰ相-Ⅱ相的具体相变过程进行了研究。研究发现在Ⅱ相新相形成之前,存在过渡相Ib。单晶实验结果表明:[CO3]2-基团对称伸缩振动引起的(ν5)和面内弯曲振动引起的(ν3)对应的拉曼峰分别出现在1 110.4 cm-1 (Ag)和732.0 cm-1 (Eg),基团外振动引起的晶格平动(ν2)和晶格振动(ν1)分别出现在323.7和189.2cm-1(Eg)。在11.4～14.3GPa时Ca O6八面体先于Mg O6八面体转变为正八体,I相转变为Ib相;在15.7～17.2 GPa,Ib相转变为Ⅱ相。用线性函数νi=ν0+dvidp P刻画白云石的拉曼峰随压力变化规律,得到dν2/d P=4.99的数值最大,远远大于dν3/d P=1.88和dν5/d P=3.65。说明在白云石的结构中,[CO3]2-为一个刚性基团。粉晶实验结果信效度较低,但基本可以佐证单晶实验结果。通过计算得出代表内振动的Grüneisen参数γν3和γν5分别为～0.24和～0.31,远远小于外振动的γν1=～1.27和γν2=～1.45,说明外振动对压力的响应比内振动敏感,在相变之前,白云石的压缩主要通过Ca(Mg)-O键缩短实现。

• 单位
  造山带与地壳演化教育部重点实验室; 北京大学