摘要
红外光谱测量是地球物理研究矿物中含水的主要实验方法之一,目前已经有大量实验对其进行过相应报道,但是在理论计算方面,还没有关于温度效应的直接计算.本文尝试使用晶格动力学理论计算方法计算了0.1～20GPa和300～2000 K温压条件下的含水林伍德石的红外吸收谱,并分别计算模拟了含水量为0.2％、1.6％和3.3％的3种不同含水量体系.通过设计Mg空位含水机制[V"Mg+2H(·)]、Mg-Si反位含水机制[Mg"si+2H(·)]和Si空位含水机制[V""si+4H(·)]3种含水机制,我们发现,[V"Mg+2H(·)]含水机制在实验考虑的温压条件下的红外吸收谱均形成主峰,相比另外2种机制,反位机制[Mg"si+2H(·)]最不稳定,并且在0.2％下红外光谱十分微弱.随着压力增加,[V"Mg+2H(·)]和[V""si+4H(·)]含水机制的红外吸收谱频率的温度效应逐渐减弱,这一点与高温高压实验中发现的18.4 GPa下温度变化对含水林伍德石红外光谱的影响不明显的结论基本一致.
基金项目
江苏省“十三五”重点学科建设项目( 20168765)
国家自然科学基金( 41773057)
中组部“千人计划"青年项目()
中国科学院“百人计划"启动项目()
中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室开放课题( DQXX201702)
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