NAMs柯石英中结构水的红外光谱和第一性原理计算
刘卫平
吴秀玲
张晓玲
陈龙
孟大维
1.中国地质大学材料与化学学院,湖北武汉430074;武昌首义学院基础科学部,湖北武汉4300642.中国地质大学材料与化学学院,湖北武汉,430074
摘要：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)3 561～3 580 cm-1、(Ⅱ)3 433～3 462 cm-1和(Ⅲ)3 412～3 425 cm-1;柯石英颗粒结构水含量为15×10-6～52×10-6,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)&复合缺陷超晶胞模型(2×1×1)的形成能分别是-4.92 eV和-3.10 eV;含氢缺陷模型计算结果得到3 526 cm-1和3 198 cm-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)s复合缺陷模型比(A1H)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.
关键词：柯石英结构水红外光谱第一性原理计算矿物学
分类号：P575(矿物学)
论文发表日期：2018-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 1474-1480 )
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