最近,国际顶尖地球科学矿物学期刊American Mineralogist 2011年第7期发表2篇与北京大学高温高压实验室有关的科学论文。这两篇论文均来自刘曦研究员课题组。
第一篇论文的第一作者是北京大学博士后邓力维博士,合作者为北京大学刘曦研究员、中国地震局刘红博士、中国科学院张毅刚研究员;她利用第一原理对KAlSi3O8成分的碱性长石的高压相Holl-I 和Holl-II进行了精细的理论研究工作。碱性长石及其固溶体是大陆地壳最主要的造岩矿物,约占总质量的50%;由于板块的深俯冲,大量长石进入到地球内部,并以相应的高压相形式存在;这些高压相的微观结构、物理-化学性质、及相互间的转换具有十分重要的地学意义。邓力维博士的工作表明:在~23 GPa时, Holl-I 向Holl-II转变,该相变过程伴随着?角偏离90o以及a-、b-轴的分裂,从而支持最近日本、法国等国科学家的高压实验研究结果。邓力维博士的研究进一步表明: (1)不同的Al/Si占位方式得到的晶体结合能差异不大, Holl-I中的Al/Si占位方式因而极有可能是随机的;(2) 不同的Al/Si占位方式导致不同的XRD谱图,通过与实验测得的XRD谱图对比,发现在局域范围内Al/Si占位方式存在着一定的有序性;(3) 在 Holl-I 向Holl-II相变过程中,可能伴随着Al/Si占位向某种特定形式的变化,从而导致相变。邓力维博士的理论计算结果对于理解Holl-I与Holl-II的高压相变机理、微观结构变形过程具有十分重要的意义,对这一问题的认识也有助于理解俯冲板块部分熔融过程中的微量元素在固相与熔体中的配分行为。
第二篇论文是由刘曦研究员与加拿大西安大略大学Fleet教授及吉林大学刘晓旸教授合作完成的,主要研究了压力及化学成分对磷灰石C轴隧道中碳酸根离子的空间展布方式的影响。
论文的具体情况如下(有兴趣者可访问Am Mineral的网站并下载http://ammin.geoscienceworld.org/content/vol96/issue7/)
Deng, L., Liu, X., Liu, H. and Zhang, Y. (2011). A first-principles study of the phase transition from Holl-I to Holl-II in the composition KAlSi3O8. American Mineralogist 96, 974-982.
Fleet, M.E., Liu, X. and Liu, X. (2011). Orientation of channel carbonate ions in apatite: effect of pressure and composition. American Mineralogist 96, 1148-1157.
刘曦研究员课题组的研究工作受中国国家自然科学基金委的资助(基金号40872033)。