NaSbO_(3)后钙钛矿结构及其高压行为的第一性原理理论研究

1

作者 谭毅 陈炜珊 +1 位作者 谭大勇 肖万生 《矿物学报》 北大核心 2025年第2期242-250,共9页

NaSbO_(3)第一性原理密度泛函理论计算,发现NaSbO_(3)在0~60 GPa的压力范围内存在以下相变序列:R-3→(约8GPa)Pnma→(约45GPa)Cmcm。高压下,NaSbO_(3)后钙钛矿结构各向异性压缩,相对压缩率b轴>a轴>c轴;NaO_(8)多面体的4个Na-O2键... NaSbO_(3)第一性原理密度泛函理论计算,发现NaSbO_(3)在0~60 GPa的压力范围内存在以下相变序列:R-3→(约8GPa)Pnma→(约45GPa)Cmcm。高压下,NaSbO_(3)后钙钛矿结构各向异性压缩,相对压缩率b轴>a轴>c轴;NaO_(8)多面体的4个Na-O2键压缩率大于另外的2个Na-O2键和2个Na-O1键的压缩率;SbO_(6)八面体的Sb-O键为近等性压缩率,且小于Na-O键的平均压缩率。NaSbO_(3)后钙钛矿结构键角的压力行为具有明显的反向性,在0~10GPa的压力范围内,∠Sb-O1-Sb键角随着压力增加而减小,导致相邻刚性SbO6八面体内向旋转而相互靠近;10~60GPa区间,∠Sb-O1-Sb键角随着压力增加而增加,导致相邻刚性SbO6八面体外向旋转而相互疏远。键角与压力的这种变化关系和焓与压力的变化关系一致,其内在的关联性可能是NaSbO_(3)后钙钛矿结构相变和亚稳定的真实原因。NaSbO_(3)后钙钛矿结构的发现及其独特的高压行为研究,为实验合成常压NaSbO_(3)后钙钛矿结构,及后续探讨下地幔底部D″层的非均匀体与地震波异常传播之间的关系提供有益指导。 展开更多

关键词 NaSbO_(3) SbO_(6)配位八面体 第一性原理 高压相变 后钙钛矿结构

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氧化铝对下地幔矿物高温高压化学性质的影响 被引量：1

2

作者 张莉 《矿物岩石地球化学通报》 北大核心 2025年第1期1-9,I0002,共10页

氧化铝是地幔重要的组分,玄武岩和地幔岩成分中分别含有大约15%和3%~5%氧化铝。本文聚焦于氧化铝对下地幔矿物高温高压化学性质的影响,总结了前人的数据,发现在下地幔压力条件下,当布里基曼石与金属铁共存时,布里基曼石中的三价铝离子... 氧化铝是地幔重要的组分,玄武岩和地幔岩成分中分别含有大约15%和3%~5%氧化铝。本文聚焦于氧化铝对下地幔矿物高温高压化学性质的影响,总结了前人的数据,发现在下地幔压力条件下,当布里基曼石与金属铁共存时,布里基曼石中的三价铝离子和三价铁离子含量之间符合X_(Fe)^(3+)=0.646(24)X_(Al)^(3+)的线性关系。氧化铝的加入显著增强了下地幔条件下二氧化硅高压相的储水能力,在下地幔条件下含铝CaCl_(2)型后斯石英相的储水容量可达1%以上,而在深下地幔冷俯冲板片中,六方NiAs型富铝二氧化硅更稳定,储水容量比CaCl_(2)型后斯石英相更高。含铝二氧化硅高压相可能是俯冲板片进入下地幔乃至核幔边界的主要储水矿物。在下地幔含水体系中,氧化铝优先进入含水相使得布里基曼石贫铝,水和氧化铝共同体影响下地幔主要矿物中的铁价态和铁配分系数。进一步厘清水和氧化铝如何共同影响含水地幔岩和玄武岩体系中布里基曼石的高温高压物理化学性质可为深下地幔波速的横向不均一结构提供约束。未来的实验和理论工作需系统研究氧化铝含量、铁含量以及Fe^(3+)/ΣFe值对布里基曼石弹性和状态方程的影响。 展开更多

关键词 下地幔 高温高压 氧化铝含量 布里基曼石 深部水循环

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磷及磷化物高压结构与性能研究进展

3

作者 黄叶铧 郭振源 +2 位作者 李俊凯 杨欣 缑慧阳 《物理学进展》 北大核心 2024年第3期123-135,共13页

磷作为第五主族非金属元素,具有独特的电子结构和优异的光、电、力学等特性,展现出广泛的应用前景。近年来,研究表明磷及磷化物具有极易受到外场影响和调控的特点,且在高压条件下具有丰富的物理化学性质。此外,磷及磷化物的独特结构和... 磷作为第五主族非金属元素,具有独特的电子结构和优异的光、电、力学等特性,展现出广泛的应用前景。近年来,研究表明磷及磷化物具有极易受到外场影响和调控的特点,且在高压条件下具有丰富的物理化学性质。此外,磷及磷化物的独特结构和电子性质使其具有许多不同于传统材料的物理特性。因此,利用高压在磷和磷化物中实现结构转变、超导转变,已然成为高压领域的研究热点。本文以黑磷、锗磷和砷磷等多种典型的磷和磷化物为例,概述了磷和磷化物在高压调控下的结构、电学、光学等方面的响应,讨论其结构与物理性质之间的构效关系,并对未来在高压下磷化物的研究进行展望。 展开更多

关键词 高压 磷化物 晶体结构

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高温高压铁同位素分馏实验研究进展

4

作者 陈昊天 王天阳 刘锦 《矿物岩石地球化学通报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1133-1141,I0003,共10页

铁是太阳系中丰度最高的金属元素,参与了行星形成与演化的每一个阶段,尤其是主导了行星早期的核幔分异过程。因此,铁同位素可以作为我们认识太阳系起源和行星演化的可靠示踪剂。21世纪初,电感耦合等离子体质谱仪的引入打开了研究高精度... 铁是太阳系中丰度最高的金属元素,参与了行星形成与演化的每一个阶段,尤其是主导了行星早期的核幔分异过程。因此,铁同位素可以作为我们认识太阳系起源和行星演化的可靠示踪剂。21世纪初,电感耦合等离子体质谱仪的引入打开了研究高精度铁同位素领域的大门。本文综述了地球、月球及火星等太阳系各储库的铁同位素组成、高温高压下金属与硅酸盐分离过程中铁同位素分馏的实验进展、超高压下NRIXS实验、静高压实验的发展和多种同位素的耦合示踪研究,以期为探索行星起源与演化过程提供新线索。 展开更多

关键词 铁同位素 核幔分异 高温高压 平衡分馏

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水在金红石和斯石英中赋存的研究现状及展望

5

作者 刘瑾璞 张里 《矿物岩石地球化学通报》 北大核心 2025年第1期178-183,共6页

地球内部存在全球尺度的大规模水(氢)循环过程。存在于俯冲板片中的斯石英和金红石可赋存含量可观的水并作为水的重要载体。此外,斯石英还被认为是下地幔上部正常地温梯度条件下水的潜在储库。由于金红石和斯石英同属金红石型结构矿物,... 地球内部存在全球尺度的大规模水(氢)循环过程。存在于俯冲板片中的斯石英和金红石可赋存含量可观的水并作为水的重要载体。此外,斯石英还被认为是下地幔上部正常地温梯度条件下水的潜在储库。由于金红石和斯石英同属金红石型结构矿物,它们也具有相似的赋水机制。目前已有的红外光谱分析结果显示,金红石的水含量主要受控于金红石晶体结构中的三价金属元素离子含量。虽然含Al^(3+)和不含Al^(3+)斯石英均可赋存质量占比超过0.01%的水,含Al^(3+)斯石英的含水量整体仍高于不含Al^(3+)斯石英。后续的实验研究应致力于厘清其它分析方法与红外光谱分析方法在估算斯石英含水量方面存在的差异,以及不同化学成分体系中水在斯石英/金红石和其它深部地幔共生矿物相间的分配规律。 展开更多

关键词 金红石 斯石英 氢 晶体结构

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实验变形冰的晶体优选定向研究进展

6

作者 王钦宇 綦超 《矿物岩石地球化学通报》 北大核心 2025年第1期37-50,I0003,共15页

对于全球气候系统而言,冰川和冰盖流动速率对气候变化的反馈至关重要。冰流蠕变是多晶冰中形成晶体优选定向(CPO)的主要原因。然而,将CPO的发展与冰流历史和冰流的演变联系起来需要正确理解多晶冰的微观结构对变形的响应。过去的研究对... 对于全球气候系统而言,冰川和冰盖流动速率对气候变化的反馈至关重要。冰流蠕变是多晶冰中形成晶体优选定向(CPO)的主要原因。然而,将CPO的发展与冰流历史和冰流的演变联系起来需要正确理解多晶冰的微观结构对变形的响应。过去的研究对冰的实验室变形样品和冰芯样品的微观结构的分析,探索了冰中CPO的演化机制和影响因素。本文结合近些年来的进展,对冰中的CPO的演化机制进行了总结和凝练,并提出了未来的研究展望。 展开更多

关键词 多晶冰 晶体优选定向 流变

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华北克拉通古元古代石墨矿成因研究进展与问题 被引量：1

7

作者 朱建江 张璐 +1 位作者 杨焰海 刘振宇 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3257-3280,共24页

华北克拉通周缘发育有三条古元古代石墨成矿带,包括东部石墨成矿带(胶-辽-吉造山带)、西部石墨成矿带和南部石墨成矿带。这些石墨矿床占全国储量的74%,是我国晶质石墨矿床的重要产地。本文在广泛收集和分析该地区以往石墨矿床研究成果... 华北克拉通周缘发育有三条古元古代石墨成矿带,包括东部石墨成矿带(胶-辽-吉造山带)、西部石墨成矿带和南部石墨成矿带。这些石墨矿床占全国储量的74%,是我国晶质石墨矿床的重要产地。本文在广泛收集和分析该地区以往石墨矿床研究成果的基础上,对华北克拉通周缘古元古代石墨矿床的分布规律、成因机制、形成时代,及其对地球早期环境演化的启示进行了系统归纳总结,并对存在的关键问题进行了探讨和展望。华北克拉通东部石墨成矿带从北到南石墨矿体主要产出在吉南地区的集安群、辽东地区的辽河群以及胶北地区的荆山群中;西部石墨成矿带中的石墨矿床主要赋存于乌拉山岩群和集宁群中;南部石墨成矿带中的石墨矿则主要出露于华北克拉通南缘太华岩群中。华北克拉通三条石墨成矿带中的石墨矿床具有一定的相似性,都属于区域变质型石墨矿床,含矿岩石都是变质表壳岩,包括含石墨斜长片麻岩、含石墨长英质片麻岩、含石墨透辉麻粒岩、含石墨大理岩等。石墨形态多以鳞片状为主,石墨碳质主要来源于有机物,局部混合有少量的无机碳。这三条石墨成矿带中的含矿岩石具有相似的沉积时代(2.0~2.2Ga)和变质成矿时代(1.8~1.95Ga)。华北克拉通周缘这些古元古代巨量石墨矿床的形成是古元古代生命繁盛的最有力证据,对地球早期环境演化具有重要影响:一方面,有机物的大量埋藏可以导致大气氧含量的升高以及碳酸盐碳同位素正向偏移;另一方面,这些埋藏的有机物在后期俯冲碰撞造山过程中将发生变质脱碳作用,消耗氧气并释放富集轻碳同位素^(12)C的CO_(2),这一过程可能会导致大气氧含量降低以及碳酸盐碳同位素值负向偏移。然而,古元古代巨量有机物的埋藏以及在后期碰撞造山剥蚀风化过程中对地球早期大气的影响具体有多大,还需要我们更多的地质数据来对其进行定量估算。华北克拉通周缘这些形成于古元古代的石墨矿床记录了有机物从埋藏到变质形成石墨的完整过程,是研究这些问题的理想对象,对于我们理解地球早期环境演化过程具有重要的意义。 展开更多

关键词 华北克拉通 古元古代 石墨矿 地球早期环境 大氧化事件

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陨石坑中的高压矿物

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作者 尹锋 甘俊峰 陈鸣 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期669-678,共10页

高压矿物的形成与星球撞击作用或地球深部的高温高压环境有关,在地球与行星科学研究中具有特殊的地质环境指示意义。冲击变质岩石(陨石)是发现高压矿物的重要样品来源。目前在地球陨石坑中发现的高压矿物包括柯石英、斯石英、莱氏石、... 高压矿物的形成与星球撞击作用或地球深部的高温高压环境有关,在地球与行星科学研究中具有特殊的地质环境指示意义。冲击变质岩石(陨石)是发现高压矿物的重要样品来源。目前在地球陨石坑中发现的高压矿物包括柯石英、斯石英、莱氏石、金刚石、蓝丝黛尔石、阿考寨石、里斯石、TiO_(2)-Ⅱ、毛河光矿和镁铁榴石等,这些高压矿物的成因与固态相转变,从熔体中结晶,或矿物分解反应等机制有关。由于地球表面岩石类型和矿物组成的复杂性,地球陨石坑的高压矿物研究具有重要的发展前景,是高压矿物的宝库。 展开更多

关键词 高压矿物 陨石坑 冲击变质 成因机制

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金属硫化物在可充电电池中的研究进展 被引量：5

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作者 惠康龙 傅继澎 +1 位作者 高湉 唐明学 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1384-1402,共19页

低成本、长寿命、高安全性、高性能且易于大规模生产的锂/钠离子电池已被证实为重要的二次储能设备。电极材料对锂/钠电池性能与循环寿命影响极大,金属硫化物由于具有高比容量和低电势而极具潜力成为锂/钠离子电池负极材料。在电化学循... 低成本、长寿命、高安全性、高性能且易于大规模生产的锂/钠离子电池已被证实为重要的二次储能设备。电极材料对锂/钠电池性能与循环寿命影响极大,金属硫化物由于具有高比容量和低电势而极具潜力成为锂/钠离子电池负极材料。在电化学循环过程中,由于金属硫化物容易产生穿梭效应和体积变化,从而电极材料结构被破坏,进一步导致电池容量衰退、稳定性降低。本文总结了多种金属硫化物的微观结构调控策略,从三维空间构建到与其它材料的复合,增强了电极的导电性和减缓体积变化带来的负面影响,进而获得性能优异的金属硫化物负极材料。通过对金属硫化物的结构与性能的讨论,对其研究前景进行了积极的展望。 展开更多

关键词 金属硫化物 锂离子电池 钠离子电池 电化学性能 构效关系

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矿物高压稳定性与深部挥发分循环过程 被引量：3

10

作者 刘锦 吕超甲 赵超帅 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期245-259,共15页

深地过程是驱动整个地球系统运行的重要引擎。其中,深部挥发分的循环过程及其效应是当前国际固体地球科学研究的热点、前沿和难题。深部矿物的高压稳定性与深部过程密切相关。一方面,俯冲带碳酸盐和含水矿物是联动地表与深部挥发分循环... 深地过程是驱动整个地球系统运行的重要引擎。其中,深部挥发分的循环过程及其效应是当前国际固体地球科学研究的热点、前沿和难题。深部矿物的高压稳定性与深部过程密切相关。一方面,俯冲带碳酸盐和含水矿物是联动地表与深部挥发分循环的重要载体,其稳定性深刻影响着地震与火山活动、大气圈演化及地球内部结构的演化。通过对碳酸盐和含水矿物高压稳定性的实验模拟与理论预测研究,发现深部关键挥发分循环过程可涵盖整个地幔直至核幔边界。另一方面,地核可能是地球上最大的挥发分储库。然而,对地核铁合金的轻元素种类和含量及其在深部挥发分循环过程中所扮演的角色的认识仍存在分歧,将来的研究中核幔相互作用及其对深部挥发分循环的影响应受到关注。 展开更多

关键词 地球深部过程 高温-高压 深部水 深部碳 地核轻元素

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基于DEW模型的地球深部流体组成与水岩相互作用计算方法综述

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作者 兰春元 张立飞 +3 位作者 陶仁彪 胡晗 张丽娟 王超 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期64-76,共13页

水岩相互作用会导致流体中元素的价态、赋存形式等发生改变,进而对元素的富集成矿、循环通量等产生影响。由于地球深部样品与实验数据有限,建立和使用地球深部流体模型可以有效地增加人们对深部流体及水岩相互作用的认知。Deep Earth Wa... 水岩相互作用会导致流体中元素的价态、赋存形式等发生改变,进而对元素的富集成矿、循环通量等产生影响。由于地球深部样品与实验数据有限,建立和使用地球深部流体模型可以有效地增加人们对深部流体及水岩相互作用的认知。Deep Earth Water(DEW)模型是一种描述地球深部流体热力学性质的数据库,其可以与矿物热力学数据库联用,实现对地球深部水岩相互作用过程的模拟研究。本文阐释了使用DEW模型描述深部流体的必要性,叙述了应用DEW模型进行深部流体物种和水岩相互作用计算的基本原理,介绍了一种基于DEW模型计算流体物种的软件——FluidsLab,列举了地球深部流体以及水岩相互作用的应用案例与研究现状,最后对DEW模型后续的应用与发展方向进行展望。 展开更多

关键词 水岩相互作用 俯冲带 地球深部流体 热力学 DEW模型

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大豆生物质基多位点Co_(2)P催化甲酸脱氢

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作者 王碧溪 刘泽宇 +9 位作者 吴亚北 杨言言 杨颂 王荀 叶子 董洪亮 朱峰 余焕焕 吕英英 余钟亮 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期883-892,共10页

本研究报道了一种通过大豆和钴盐热解制备的甲酸脱氢用Co_(2)P催化剂,制备过程简单且环境友好。催化过程中,催化剂上的含K固体碱可作为路易斯酸性位点促进HCOO^(-)中间体的吸附,而自掺杂的N可作为碱性位点促进H+的吸附。大豆生物质中的... 本研究报道了一种通过大豆和钴盐热解制备的甲酸脱氢用Co_(2)P催化剂,制备过程简单且环境友好。催化过程中,催化剂上的含K固体碱可作为路易斯酸性位点促进HCOO^(-)中间体的吸附,而自掺杂的N可作为碱性位点促进H+的吸附。大豆生物质中的P可与钴盐结合并热解成Co_(2)P,该位点可裂解HCOO^(-)的H-C键。催化剂制备过程中当Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O/大豆的质量比为1:15时,所得Co_(2)P催化剂对甲酸脱氢反应的产气率可达237.47 mL/(g·h),并展现出良好的稳定性。本研究结果可为甲酸选择性产氢用非贵金属非均相催化剂的开发提供一定的借鉴基础。 展开更多

关键词 甲酸 多相催化剂 生物质 脱氢反应

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黄铁矿型(Fe,Mg)O_(2)H晶体到超离子态相变

13

作者 胡清扬 白承禾 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期319-325,I0003,共8页

地球深部的致密含水矿物可能以超离子态形式存在,其物理化学性质须重点考量。前人研究的黄铁矿型FeO_(2)H从有序晶体向超离子态转变时,H离子突破羟基束缚,在固态晶格中自由移动。然而,FeO_(2)H仅在地球深部少量存在,不能代表下地幔的组... 地球深部的致密含水矿物可能以超离子态形式存在,其物理化学性质须重点考量。前人研究的黄铁矿型FeO_(2)H从有序晶体向超离子态转变时,H离子突破羟基束缚,在固态晶格中自由移动。然而,FeO_(2)H仅在地球深部少量存在,不能代表下地幔的组成。本文的研究体系为包含Mg在内的黄铁矿型(Fe,Mg)O_(2)H,它在下地幔深部的温压条件下通过铁方镁石和水的反应生成。通过第一性原理计算发现,它在高于80 GPa和1750 K时发生超离子态相变。超离子态(Mg,Fe)O_(2)H的转变条件与FeO_(2)H类似,但在低温区具有更高的质子扩散系数,因此更可能导致深部电导率异常。(Fe,Mg)O_(2)H比FeO_(2)H在下地幔的分布更为广泛,其物理、化学特征有助于示踪地球深部的水循环。 展开更多

关键词 深下地幔 含水矿物 超离子态 电导率异常

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硅酸盐熔体和液态铁的两相模拟与核幔间的氧交换 被引量：2

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作者 张志刚 刘锦 +1 位作者 张毅刚 李娟 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期4249-4258,共10页

地球早期经历了很多撞击事件,其中与地月系统形成相关的大撞击甚至造成深达核幔边界的全球规模的岩浆洋,在此过程中的核幔分异基本确定了地幔与地核的物质组成,也决定了地球随后的演化路径.我们采用基于量子力学理论的第一性原理方法和... 地球早期经历了很多撞击事件,其中与地月系统形成相关的大撞击甚至造成深达核幔边界的全球规模的岩浆洋,在此过程中的核幔分异基本确定了地幔与地核的物质组成,也决定了地球随后的演化路径.我们采用基于量子力学理论的第一性原理方法和机器学习技术,实现了硅酸盐熔体和液态铁的超大体系两相分子动力学模拟,获得了核幔边界条件下的两相平衡数据,为超深岩浆洋中的核幔分异过程提供了重要约束.基于本研究模拟结果和现有的高温高压实验数据,我们还建立了能够准确预测核幔间元素交换的平衡模型,利用该模型深入探讨了核幔间的氧交换问题,并分析了其与地球生长、大撞击和岩浆洋事件、地球早期磁场等争议问题之间的关系. 展开更多

关键词 核幔分异 硅酸盐熔体 铁合金 第一性原理模拟 深部氧 机器学习

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普通球粒陨石NWA 7458的冲击变质特征及其高压矿物形成机制

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作者 郭思语 资锋 +1 位作者 尹锋 陈新跃 《矿物学报》 2025年第4期734-744,共11页

本文利用偏光显微镜、拉曼光谱、扫描电子显微镜、电子探针等分析测试手段,研究了NWA 7458陨石的岩相学、矿物学以及冲击变质特征。NWA 7458是一块L5型普通球粒陨石,主要由橄榄石、低钙辉石、斜长石、陨硫铁、铁镍合金组成,副矿物包括... 本文利用偏光显微镜、拉曼光谱、扫描电子显微镜、电子探针等分析测试手段,研究了NWA 7458陨石的岩相学、矿物学以及冲击变质特征。NWA 7458是一块L5型普通球粒陨石,主要由橄榄石、低钙辉石、斜长石、陨硫铁、铁镍合金组成,副矿物包括铬铁矿和磷灰石等。该陨石冲击等级达S6,冲击熔脉很发育,在脉体内产出有瓦士利石、林伍德石、镁铁榴石、涂氏磷钙石、熔长石、硬玉,在脉体外侧区域产出有林伍德石、熔长石、硬玉。冲击熔脉基质的林伍德石和镁铁榴石组合指示结晶压力和温度分别为18~23 GPa和1800~1950℃。熔脉内外的林伍德石都是通过晶内成核与扩散控制生长形成;熔脉内的林伍德石经历的峰值温度更高,部分颗粒的边缘在卸压阶段发生退变质形成瓦士利石;而熔脉外的林伍德石经历的峰值温度较低,没有发生退变质,而且橄榄石-林伍德石的转变量与温度成正比。熔脉内的镁铁榴石和涂氏磷钙石分别由低钙辉石和磷灰石经过固态相变形成,熔脉内外的硬玉则是从斜长石成分的熔体中结晶形成。NWA 7458陨石冲击熔脉内外的高压矿物产状和形成机制的差别,反映了熔脉内的温度不均一性和复杂的冷却历史。 展开更多

关键词 普通球粒陨石 冲击变质作用 冲击熔脉 高压矿物

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俯冲板片的脱碳机制及通量估算:问题与进展 被引量：7

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作者 兰春元 陶仁彪 +1 位作者 张立飞 郭顺 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1523-1540,共18页

地球98%以上的碳赋存在地球深部地幔和地核中。地球深部储库(地幔和地核)中的碳以各类岩浆作用释放到地表,而地球表层系统(大气圈、水圈、生物圈)中的碳又可以伴随板块俯冲作用进入地球深部地幔。然而俯冲过程中不同的脱碳机制会将俯冲... 地球98%以上的碳赋存在地球深部地幔和地核中。地球深部储库(地幔和地核)中的碳以各类岩浆作用释放到地表,而地球表层系统(大气圈、水圈、生物圈)中的碳又可以伴随板块俯冲作用进入地球深部地幔。然而俯冲过程中不同的脱碳机制会将俯冲板片中部分乃至全部碳带出板片,而后经由岛弧岩浆作用、流体扩散作用等途径返回地表。因此,板片俯冲过程中的脱碳机制及其通量深刻地影响了地质时间尺度中地表系统的二氧化碳浓度,进而改变地球的宜居性。本文总结了目前主流观点认可的五种俯冲板片脱碳机制:变质反应脱碳、流体溶解脱碳、熔融脱碳、底辟脱碳和氧化还原脱碳。另一方面,目前对于俯冲板片各种脱碳机制对应的脱碳效率还有很大的争议,因此本文进一步梳理了板片俯冲过程中不同脱碳机制相关的通量估算的研究进展与存在的问题,建议将来综合多种方法对比研究俯冲带碳循环问题,以期在俯冲带深部碳循环过程和通量方面取得突破性进展。 展开更多

关键词 俯冲带 脱碳机制 脱碳通量 地质观察 热力学计算 高温高压实验

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MnS、CdS的压致导电性能变化 被引量：1

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作者 田华 刘俊秀 +2 位作者 丁治英 尹周澜 张衡中 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2020年第8期33-38,共6页

将金刚石对顶砧(DAC)技术与传统电学测试手段中的线性扫描相结合,研究了温度和压力对过渡金属硫族化合物MnS和CdS导电性能的影响。结果表明:在室温附近,当压力为28.3 GPa时,立方岩盐相的MnS发生了从半导体到金属体的转变,且该转变并非... 将金刚石对顶砧(DAC)技术与传统电学测试手段中的线性扫描相结合,研究了温度和压力对过渡金属硫族化合物MnS和CdS导电性能的影响。结果表明:在室温附近,当压力为28.3 GPa时,立方岩盐相的MnS发生了从半导体到金属体的转变,且该转变并非由结构相变引起;然而,对于六方纤锌矿相的CdS,在压力高达42.2 GPa时,并未发生半导体向金属体的变化。研究结果将对过渡金属硫族化合物在光、电催化和电池等方面的开发应用提供必要的基础。 展开更多

关键词 金属化 相变 过渡金属硫化物 半导体

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Li、Mn掺杂对MgCoNiCuZnO5导电性能的影响 被引量：3

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作者 陈见 尹周澜 张衡中 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2019年第8期1-6,共6页

分别以Li2CO3和MnO为Li源和Mn源,采用高温固相烧结的方法,合成了Li、Mn掺杂的MgCoNiCuZnO5高熵金属氧化物(High-entropy oxides,HEOx)材料(Mg,Co,Ni,Cu,Zn)0.95Li0.05O0.975和(Mg,Co,Ni,Cu,Zn)0.95Mn0.05O。并与未掺杂的HEOx进行对比,... 分别以Li2CO3和MnO为Li源和Mn源,采用高温固相烧结的方法,合成了Li、Mn掺杂的MgCoNiCuZnO5高熵金属氧化物(High-entropy oxides,HEOx)材料(Mg,Co,Ni,Cu,Zn)0.95Li0.05O0.975和(Mg,Co,Ni,Cu,Zn)0.95Mn0.05O。并与未掺杂的HEOx进行对比,研究了Li和Mn两种不同金属元素对HEOx材料的相结构和导电性能的影响。交流阻抗的研究结果表明,Li、Mn掺杂后HEOx导电性明显提高,同时,紫外-可见-近红外吸收光谱表明三种材料都表现出半导体特性,其带隙宽度为1.2~1.7eV,并且Li、Mn掺杂后HEOx的直接带隙变小,Li-HEOx为1.23eV,Mn-HEOx为1.38eV。 展开更多

关键词 高熵金属氧化物 掺杂 导电性 带隙

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俯冲带脱碳和固碳作用过程 被引量：2

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作者 朱建江 张立飞 张璐 《岩石矿物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期952-964,共13页

俯冲带作为联系地表和地球深部系统的纽带,不仅是将地表碳带入地球深部的主要通道,也是地表物质和地球深部物质发生交换的重要场所。俯冲作用可以将地表碳以有机碳或无机碳酸盐矿物等形式带入地球深部,再通过火山作用或去气作用返回到... 俯冲带作为联系地表和地球深部系统的纽带,不仅是将地表碳带入地球深部的主要通道,也是地表物质和地球深部物质发生交换的重要场所。俯冲作用可以将地表碳以有机碳或无机碳酸盐矿物等形式带入地球深部,再通过火山作用或去气作用返回到地表系统。俯冲带深部碳循环控制着地表碳通量变化,对于研究全球气候变化和地球宜居环境具有重要意义。本文结合前人的相关研究成果,综合探讨了俯冲带的脱碳机制及固碳作用过程。俯冲带脱碳机制主要有变质反应脱碳、流体溶解脱碳和熔融作用脱碳。从俯冲板块释放的含碳流体不一定都会迁移返回地表,有一部分含碳流体在迁移演化过程中会和围岩发生反应,形成不易迁移的其他含碳相(碳酸盐、石墨或金刚石)而重新固存在俯冲板块以及上覆地幔楔中(固碳作用),进而影响碳在不同储库中的含量变化,在计算俯冲带释放碳通量时需要考虑这一过程的影响。 展开更多

关键词 碳循环 俯冲带 脱碳机制 固碳作用 碳酸盐

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