[发明专利]一种石英α-β相变P-T关系的确定方法

说明书

本发明公开了一种石英α‑β相变P‑T关系的确定方法，该确定方法包括以下步骤：获取的石英α‑β相变温度Ttr及对应的石英α‑β相变压力Ptr；根据所述石英α‑β相变温度Ttr及对应的所述石英α‑β相变压力Ptr确定石英α‑β相变P‑T关系，表示如下：Ptr(±5.6MPa)＝0.0008·Ttr²+2.8056·Ttr‑1877.5；其中，所述石英α‑β相变温度Ttr为石英在128cm^‑1拉曼峰位的特征峰达到稳定时的温度，且574℃≤Ttr≤889℃。本发明的确定方法简单易行、可以显著提高压力标定的准确度，而且得到的石英α‑β相变P‑T关系不仅可以应用到H₂O体系在高温高压下PVT参数的实验测定中，并且还可以进一步推广到测定含H₂O的二元及多元体系地质流体在高温高压下的PVT数据，为建立含H₂O的二元及多元体系地质流体的状态方程奠定基础。

技术领域

本发明涉及高温高压实验领域，具体涉及一种石英α-β相变P-T关系的确定方法。

背景技术

石英的α-β相变现象，在19世纪80年代被Le Chatelier首次观察到，因其在相关地学研究中具有重要的示踪指示意义，故科学家们对其展开了大量研究。最初的研究工作主要集中于石英在0.1MPa压力条件下发生α-β相变时所发生的光学性质变化的观察和测量上。后来，随着高温高压设备(如活塞圆筒Piston-Cylinder Apparatus、对顶砧装置Opposed Anvil Device和金刚石压腔Diamond Anvil Cell等)的出现，研究的重点又转移到对石英α-β相变P-T关系的实验测定上。目前，在压力≥0.1MPa条件下，测定石英的α-β相变界线所用到的实验方法主要有热差分析法、压差分析法、干涉色分析法以及激光拉曼光谱分析法。其中，热差分析法和压差分析法的优点是可以对石英α-β相变时的温度和压力进行直接测定，缺点是测试数据的误差较大；干涉色分析法的优点是简便易行，无需借助其他的光谱分析设备仅通过肉眼在显微镜下观察石英表面干涉色的变化即可进行分析，但是，该方法对分析样品的厚度和入射光的方向都有较高的要求，因此测量精度不高；激光拉曼光谱分析法是将金刚石压腔和显微共聚焦拉曼光谱仪联用的分析方法，其优点是测试精度高，样品制备简单，因此，该方法非常适合用于原位测定石英α-β相变P-T参数。

不同的研究者利用不同的，甚至是相同的实验测试方法得到的石英α-β相变P-T参数结果均有较大差异，其原因主要是因为设备本身的测量精度不高而引起的，如Mirwald和Massonne(1980)用热差法和压差法得到的石英α-β相变温度的测温误差为±3℃。除此之外，也有在对实验数据的处理过程中因客观的人为因素而造成的误差。为此，本发明利用热液金刚石压腔结合显微共聚焦拉曼光谱仪对石英在不同的压力条件下发生α-β相变温度进行了系统的实验研究，并提出一种新的一种石英α-β相变P-T关系的确定方法，以期为更精确的界定石英α-β相变P-T参数奠定基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石英α-β相变P-T关系的确定方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供一种石英α-β相变P-T关系的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取的石英α-β相变温度Ttr及对应的石英α-β相变压力Ptr；

根据所述石英α-β相变温度Ttr及对应的所述石英α-β相变压力Ptr确定石英α-β相变P-T关系，表示如下：

Ptr(±5.6MPa)＝0.0008·Ttr²+2.8056·Ttr-1877.5；

其中，所述石英α-β相变温度Ttr为石英在128cm^-1拉曼峰位的特征峰达到稳定时的温度，且574℃≤Ttr≤889℃。