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。

Li_2CO_3-YSZ-SrCO_3敏感电极的CO_2电化学传感器研究

借助X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)分析方法,研究以Li_2CO_3-YSZ-SrCO_3作为敏感电极的氧化锆(YSZ)固体电解质CO_2传感器。结果表明,在实验条件(450℃,CO_2浓度(34100~576800)×10-6)下,传感器对CO_2浓度变化具有准确、快速的响应。Li_2CO_3-YSZ-SrCO_3电极烧制温度对其性能有影响。750℃烧制时,ZrO_2与Li_2CO_3和SrCO_3反应较充分;725℃烧制时,反应较浅。比较而言,725℃烧制的传感器响应较好。

流体包裹体及石英LA-ICP-MS分析方法的建立及其在矿床学中的应用

流体包裹体LA-ICP-MS(激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪)分析具有高精度、低检测限、多元素同时微区原位检测的特点,因此在精细刻画成矿过程、深入揭示成矿机理方面具有传统方法无可比拟的优势。通过人工合成石英Na Cl-H2O-Rb-Cs和Na Cl-KCl-Ca Cl2-H2O-Rb-Cs流体包裹体,使用NIST610为外标、显微测温Na Cl等效盐度(电价平衡方法)为内标,建立了流体包裹体L A-ICP-MS分析方法。分析结果的相对误差在±16%以内,绝大部分在±10%以内,相对标准偏差(RSD)小于7%。同时结合国际上推荐的石英标样,使用NIST610为外标、无内标法,建立了石英微量元素LA-ICP-MS分析方法。分析结果表明,石英中主要元素Li、Al和Ti的相对误差在±10%以内,相对标准偏差小于5%。利用建立的方法对鲁西早白垩世王家庄Cu-Mo矿开展了应用研究,结果显示该矿富气相包裹体更富Cu,而含子矿物包裹体富Mo,暗示Cu和Mo可能具有不同的搬运机制,Cu更倾向于气相,Mo则倾向于进入液相,结合流体沸腾现象的存在,这可能是导致该矿上铜下钼分带沉淀的重要因素。此外,从早期岩浆成因石英到成矿期热液石英以及成矿期后石英,微量元素具有明显的Ti降低而Al升高的趋势,暗示成矿元素Cu、Mo的沉淀可能同时还受到温度和流体酸碱度变化的控制。

Li2CO3/YSZ电极制备方法对CO2传感器性能的影响

借助X射线衍射和扫描电镜,研究烧结、熔融和承载三种典型Li_2CO_3/YSZ敏感电极制作方法对CO_2传感器性能的影响。结果表明,三种方法均能制备出致密的Li_2CO_3/YSZ敏感电极薄膜,并在实验条件(500℃,CO_2浓度范围(318~576 800)×10^(-6))下对待测气体中的CO_2具有准确的响应;熔融法制作的电极薄膜颗粒较其他两种方法大,且由于电极体系中涉及Li_2ZrO_3和Li_2CO_3的相互转化反应,使得传感器长时间稳定性受到影响。