高温高压下二辉橄榄岩的阻抗谱实验研究

在1.0～4.0 GPa压力、1073～1573 K温度和10-1～107 Hz频率条件下,利用SARLTON-1260阻抗-增益/相位分析仪,就位测定了二辉橄榄岩的阻抗谱.实验结果表明:二辉橄榄岩的阻抗谱对频率具有很强的依赖性,并从阻抗谱的测试原理(颗粒内部、颗粒边缘、样品与电极间的导电机制)上做出了解释;温度是决定二辉橄榄岩电导率的一个重要物理参数,电导率随着温度的升高而增大,lgσ与1/T之间符合Arrenhius关系式;在高压实验中第一次将压力作为测量二辉橄榄岩电导率重要的约束因素,随着压力的增大,电阻率升高、电导率降低.

高温高压和控制氧逸度条件下透辉石电导率的各向异性实验研究

在1.0～4.0GPa 和1073～1373K 及控制氧分压条件下,借助于 YJ-3000t 紧装式六面顶固体高压设备和1260阻抗/增益-相位分析仪,就位测定了沿着不同晶轴方向的透辉石的电导率。氧逸度控制是由 Ni+NiO 固体缓冲剂完成的。实验结果表明:(1)在选择的频率范围,无论从复阻抗的模与频率还是从相角与频率关系上,部可以看出复阻抗对频率具有很强的依赖性;(2)随着温度升高,阻抗降低,电导率增大,Logo 与1/T 之间符合 Arrenhius 线性关系式;(3)随着压力升高,[001]方向的透辉石电导率降低,活化焓和指前因子亦随之减小,并首次获得了透辉石中主要载流子的活化能和活化体积分别为1.80±0.04eV 和0.035±0.015cm^3/mol;(4)在2.0GPa 下按照[001]、[100]、[010]的顺序,样品的电导率和指前因子降低,活化焓依次升高,高压下的透辉石电学性质存在各向异性;(5)小极化子导电机制可为透辉石在高温高压下的导电行为提供合理的解释。

高温高压下Z轴水晶的电导率实验研究

电导率测量的过程历经了从直流交流阻抗谱的过程,已经为地球物理学家借助于高温高压手段研究固体深部物质电学性质所广泛认同的。本文首先介绍了阻抗谱法测定水晶电导率的实验原理,进而采用该方法在10-1～106Hz的频率范围以及1.0～4.0GPa和823～1073K条件下,借助于YJ 3000t紧装式六面顶高压设备对沿Z轴方向生长的水晶进行了的电导率实验就位测量。实验结果表明:在选择的频率范围,样品的复阻抗的模和相角都对频率具有很强的依赖性;随着温度的升高,电阻迅速降低,电阻率降低,电导率增大;在压力1.0～4.0GPa,其活化焓分别为:0.8548eV、0.8320eV、0.8172eV、0.7834eV,独立于温度的指前因子分别为:1.003S/m、1.778S/m、3.082S/ m、6.987S/m,活化焓随着压力的升高而降低,指前因子随着压力的升高而增大。

高温高压下辉石岩的电导率实验研究

使用YJ-3000t紧装式六面顶高压设备和1260阻抗/增益-相位分析仪,在1.0～4.0 GPa和773～1134 K下用阻抗谱法就位测定了辉石岩的电导率.实验结果表明,电导率对频率具有很强的依赖性;温度是决定辉石岩电导率的一个重要物理参数,电导率随着温度升高而增大,lgσ与1/T之间符合Arrenhius关系式;随着压力升高,电导率降低,活化焓和独立于温度的指前因子亦降低.

高温高压下叶蜡石脱水电学性质的阻抗谱分析

在1.0、2 .0GPa和873～12 2 3K的温压条件下,借助于12 6 0阻抗增益相位分析仪测定了叶蜡石的电导率,并用阻抗谱原理分析了其微观导电机制。实验结果表明:样品的电导率对频率具有很强的依赖性;电阻率随着温度的升高而减小,电导率随着温度升高而增大,logσ与1/T之间符合Arrenhius线性关系;叶蜡石在1.0GPa和2 .0GPa的压力下脱水温度分别为10 74K和110 1K。根据本次获得的电导率实验结果并结合前人对滑石族所做的工作,得出了与前人不同的结论:滑石族矿物脱水电导率曲线出现了转折点。

黑龙江老柞山金多金属矿床地质地球化学初探

通过对老柞山金多金属矿床地质背景、硫同位素、铅同位素、碳氧同位素以及包裹体和岩石化学的研究 ,得出产金矿带成矿热液为高温岩浆热液 ,并有地壳物质混入 ,该矿床形成于活动大陆边缘钙碱系列环境。

上地幔橄榄石电导率影响因素及高压相变初探

人们对上地幔标志性矿物橄榄石的认识 ,基本上是经历一个从直流到交流 ,又从交流到阻抗谱的认识过程 .本文主要通过对橄榄石电导率的影响因素出发 ,包括温度、压力、铁镁比值、氧逸度等因素的影响和制约 .用目前国际高温高压学术界公认的阻抗谱技术探讨了橄榄石在高压下的相变 ,并在此基础上 ,进一步研究地球物理学家非常关心的热点问题—冷地幔的实验室的模拟 ,并作了充分的论证 .

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.

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；

高温高压和不同氧逸度控制下单晶橄榄石电导率的实验研究

在1．0-4．0GPa,1123-1473 K和控制氧逸度(Ni+NiO,Fe+Fe3O4,Fe+FeO和Mo+ MoO2等4种氧缓冲剂)的条件下,借助YJ-3000t紧装式六面顶高温高压设备和Sarltron-1260阻抗／增益-相位分析仪,就位测定了橄榄石的电导率．实验结果表明:(1)在测定的频率范围(103- 106Hz),样品的电导率对频率具有很强的依赖性;(2)随着温度(T)升高,电导率(σ)增大,lgσ与 1／T之间符合Arrhenius关系;(3)在Fe+Fe3O4氧缓冲条件下,随着压力升高,电导率降低,而活化焓和指前因子增大,并给出样品的活化能和活化体积分别为(1．25±0．08)eV和(0．105±0．025) cm3·mol-1;(4)在给定的压力和温度下,随着氧逸度增加,电导率增大,活化焓降低;(5)小极化子导电机制可为橄榄石在高温高压下的导电行为提供合理的解释．

高温高压和不同氧逸度下二辉橄榄岩电导率实验研究

在一定热力学条件下矿物和岩石电导率的实验室就位测量能够帮助对已有的大地电磁测深结果进行合理解释,从而一方面为人们探索地球内部物质的化学组成、矿物组成和相态组成,地球内部物质的结构构造,以及地球内部的热结构等地球内部物质的组成和性状提供大量信息,另一方面,亦是人们认识地球内部物质的相变、熔融、脱水、扩散、流变、能量传输以及物质间相互作用等过程极为重要的研究手段.……

近十年我国在地球内部物质高压物性实验研究方面的主要进展

近十年中国主要地学科研院所都将高温高压实验研究领域作为重点发展学科方向,加大人才引进力度,促进了地学领域高压物理实验研究的快速发展。本文借《高压物理学报》创刊30周年之际,对最近十年由中国科学家主导的、与地球科学联系紧密的相关高压物理研究成果进行了总结和梳理,所涉及的研究方向主要有:下地幔的有关相变、下地幔矿物中铁的自旋态转变、地核物性、岩石电性测量、矿物电性测量、矿物状态方程、高压谱学、高压扩散、高压超声、硅酸盐熔体物理性质、地质流体等。总体来说,过去十年是中国地学高压物理研究飞速发展的十年,研究成果的数量、重要性和显示度都有较大突破,在国际上占有重要地位。这种快速发展势头仅仅是开始,未来十年将是中国地学高压物理研究发展过程中的关键十年,需要各位同仁共同砥砺前行。

高温高压下水流体pH值测量

高温高压下水流体的pH值是影响矿物-水流体相互作用平衡和动力学过程的一个重要参数。确定高温高压流体pH的方法主要包括电位势测量、化学分析与热力学计算及电导率方法。电位势测量在化学领域应用广泛,也被用来测量了洋中脊的热液流体的pH值。人们尝试了各种形式的电极,如氢电极、钯氢化物电极、金属-金属氧化物电极和钇稳定的氧化锆(YSZ)电极。玻璃电极只取得了有限的成果,通常用来测量常温及低温下的流体的pH值。对金属-金属氧化物电极在较宽的温度范围内进行了研究,但它需要利用合适的参比溶液来校正,与玻璃电极一样都表现出较大的偏移和误差以及不可回测性。陶瓷薄膜电极,如钇稳定的氧化锆(YSZ)电极,为测量相对较高温度下的pH值提供了一个可靠的方法。利用高温淬火水的化学分析和常温下的pH的测量,通过求解络合反应质量平衡与所有组分质量平衡的联立方程,来计算指定温度压力下pH值和水溶液种类的分布,是获得高温pH值的另一个重要而常用的方法,但热力学数据中的数值误差和不确定性以及分析误差能够影响计算出的高温溶液的pH值的精度。对高温高压超临界水流体的电导测量已经取得很大的成就,它被用来作为确定溶液内部离子反应平衡常数的一种最常用的方法,通过获得的这些反应的平衡常数,就可以得到在高温高压下流体的就位物质组成,这个方法可以测量更高温度压力下流体的pH值。

高温高压下杂质离子对水晶电导率影响的实验研究

杂质离子往往是影响水晶电导率的主要因素。在2.0GPa和823～1123K的条件下,借助交流阻抗谱法在10-1～106Hz频率范围内,就位测量了水晶Z轴方向的电导率,并用LA-ICP-MS测试了水晶中杂质Na、Al的含量。通过Arrhenius关系拟合,得出2.0GPa和823～1123K条件下水晶的活化焓和指前因子。发现水晶中杂质Na、Al的含量彼此正相关,水晶电导率与晶体中Na含量正相关,且指前因子亦与水晶中杂质Na、Al含量正相关。

大麻坪地区二辉橄榄岩部分熔融实验研究

本文以采自大麻坪地区汉诺坝玄武岩中的二辉橄榄岩包体为初始实验物料,在压力1.0～3.0 GPa、温度1350～1550℃条件下进行了部分熔融实验,对实验产物进行了岩相学研究和电子探针成分分析。二辉橄榄岩在1350℃开始熔融,在实验的温度压力范围内,熔融程度为10%～30%。随熔融程度的升高,部分熔融后残余岩石倾向于向富镁、低铁、低钙、低硅的趋势演化,而部分熔融产生的熔体则倾向于富镁、富铁、低铝、低硅的趋势演化。在岩石化学图解上本次实验中二辉橄榄岩部分熔融产生的熔体化学组成与汉诺坝地区拉斑玄武岩的组成相近。随熔融程度升高,熔体具有从苦橄质→玄武质演化的趋势。

高温高压下微斜长石的阻抗谱实验研究

在1.0-3.0 GPa,673-973 K和10^-1-106Hz条件下,利用交流阻抗谱实验技术,首次对微斜长石[（K0.73Na0.16Ca0.09）0.98AlTi0.01Si2.99O8]电导率进行原位测量。实验结果表明：样品的复阻抗的模和相角对频率有很强的依赖性;样品电导率随着温度升高而增大,电导率的对数和温度的倒数之间关系符合Arrhenius线性关系;微斜长石电导率随着压力升高而降低,而活化焓随之增加;离子导电机制对高温高压下微斜长石的导电行为给予了合理的解释。

俯冲带中水流体的化学性质研究进展

俯冲带中的水在壳幔演化和物质交换中起重要作用。本文就俯冲带中水的物理化学性质、溶液中的离子缔合、混溶、主量元素与微量元素组成等方面进行了阐述。重点剖析:1)超临界态下温度压力条件的改变导致水微观结构与性质的变化,扩散系数、粘度等性质随之改变,进而对水岩反应产生影响;2)富水流体中离子缔合影响着金属配合物数量,很大程度制约流体中矿物的溶解行为;3)低Cl流体中微量元素配分模式与岛弧玄武岩类似,意味着富水贫氯碱性硅酸盐成分的流体在地幔楔元素运移中起关键作用。并展望了俯冲带中流体化学性质研究的新手段。

高温高压下天然峨眉山玄武岩的阻抗谱实验研究

利用交流阻抗谱技术,对矿物岩石电导率进行原位测量,是探究地球内部电学性质的重要手段。本文在0.5～2.0 GPa、823～1173 K和10-1～106Hz下,对天然峨眉山玄武岩样品进行了阻抗谱研究。结果表明:在实验温压范围内,样品的阻抗对频率有很强的依赖性;电导率值(10-2.5到10-0.5S/m)随温度的升高而增大,两者符合Arrhenius关系;随压力升高,样品的电导率降低。通过拟合计算,获得了表征样品电学性质的指前因子、活化焓、活化体积等物性参数。结合前人研究结果,对样品的导电机制进行了合理的解释。

流动体系下黄铁矿-方铅矿原电池反应实验研究

采用三电极体系,在流动溶液下,改变溶液组分浓度和流速,对黄铁矿和方铅矿组成的原电池腐蚀电流密度和混合电位进行研究,结果表明:Na+离子对原电池反应无明显影响,Fe3+离子能明显加快原电池的腐蚀速度,并且Fe3+浓度越大腐蚀速度越快;溶液流速越大原电池腐蚀速度越快。实验结果对矿山环境污染治理有指导意义。结合混合电位理论和Butler-Volmer方程从理论上对实验结果进行了解释。