Title NAMs柯石英中结构水的红外光谱和第一性原理计算
Authors 刘卫平
吴秀玲
张晓玲
陈龙
孟大维
Issue Date 2018-05
Publisher 地球科学
Keywords 柯石英
结构水
红外光谱
第一性原理计算
矿物学
metadata.dc.description.sponsorship 国家自然科学基金项目(Nos.41472042,41172051)
Citation 地球科学,2018,43(05):1474-1480.
Abstract 从微观尺度研究结构水的分布状态可以为超高压变质岩的形成环境、构造演化动力学过程提供重要的依据.为探讨大别山地区超高压变质岩中"名义上无水矿物"(nominal anhydrous minerals,NAMs)结构水的分布特征、赋存状态与超微结构缺陷的关系,对大别山石马地区榴辉岩中的柯石英进行了傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析和第一性原理计算.FTIR研究表明柯石英主要吸收峰为(Ⅰ)3 5613 580cm-1、(Ⅱ)3 4333 462cm-1和(Ⅲ)3 4123 425cm-1;柯石英颗粒结构水含量为15×10-652×10-6,平均值是32×10-6.第一性原理理论计算得到了柯石英(4H)Si和(AlH)Si复合缺陷超晶胞模型(2×1×1)的形成能分别是-4.92eV和-3.10eV;含氢缺陷模型计算结果得到3 526cm-1和3 198cm-1的拉曼峰与柯石英的合成实验结果基本符合.FTIR分析表明石马地区柯石英结构水含量具有不均一性;模拟计算得到(4H)Si复合缺陷模型比(AlH)Si有更低的复合缺陷形成能,有更加稳定的结构,柯石英结构水中(OH)4Si氢结合机制是优先模式,为实验研究提供理论依据.
ISSN 1000-2383
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