地壳物质可经深俯冲作用而进入地球深部，重新经历高温高压环境，参与地球深部的物质和能量循环。作为地壳的主要组成矿物，长石在高温高压条件下的物理化学行为一直是地学领域的研究热点。 最近，北京大学高温高压实验室刘曦研究员课题组在国际知名地学杂志《Physics and Chemistry of Minerals》及《Journal of Geophysical Research-Solid Earth》上就地壳物质深俯冲发表系列论文。
K2Si4O9-Wd矿物作为钾长石(KAlSi3O8)高压相变的产物之一，其热膨胀系数和体积模量仍未精确测量，这些基本的热力学参数对于计算钾长石的高压相边界是必不可少的。 北京大学高温高压实验室刘曦研究员课题组的博士生常琳琳利用大压机合成K2Si4O9-Wd矿物，结合X射线粉末衍射技术和高压同步辐射与金刚石压砧联用技术，获得了该矿物的体积模量和热膨胀系数，并采用了热力学计算的方法给出了Sa - Wd+Ky+Co/St - Holl体系的相边界。 该研究工作已在国际知名地学矿物学杂志《Physics and Chemistry of Minerals》上发表 (Linlin Chang, Zhiqiang Chen, Xi Liu, Hejing Wang. Physics and Chemistry of Minerals 40 (2013) 29-40)。
作为长石的重要端元组分，钙长石(CaAl2Si2O8)在高温高压下的相行为的实验数据很少，且温压条件也十分有限。刘曦研究员采用多面顶大压机实验方法系统地研究了钙长石在14-25 GPa, 1400-2400℃条件下的相变情况。 研究表明，钙长石在大约14 GPa分解为Gr+Ky+St三相组合，随后在18 GPa附近转化为Gr+CAS+St，在大于20 GPa的情况下生成CAS+CaPv+St相组合。 该工作不仅填补了相关研究领域的空白，而且对于理解钙长石参与的深俯冲和地幔对流也具有十分重要的意义。此研究工作已发表在国际知名地学杂志《Journal of Geophysical Research-Solid Earth》上 (Liu X, Ohfuji H, Nishiyama N, He Q, Sanehira T, Irifune T. Journal of Geophysical Research-Solid Earth 117 (2012) B09205)。
近年来，刘曦研究员课题组一直致力于地壳物质深俯冲领域的研究，采用高压实验和理论计算两种研究手段获得了一系列的科研成果，在国内外知名地学期刊上发表了学术论文7篇。具体情况如下：
1. Chang L, Chen Z, Liu X and Wang H (2013). Expansivity and compressibility of wadeite-type K2Si4O9 determined by in situ high T/P experiments, and their implication. Physics and Chemistry of Minerals 40, 29-40.
2. Liu X, Ohfuji H, Nishiyama N, He Q, Sanehira T and Irifune T (2012). High-P behavior of anorthite composition and some phase relations of the CaO-Al2O3-SiO2 system to the lower mantle of the Earth, and their geophysical implications. Journal of Geophysical Research-Solid Earth 117, B09205.
3. Liu X, He Q, Deng L, Zhai S, Hu X, Li B, Zhang L, Chen Z and Liu Q (2011). Equation of state of CAS phase to pressure of the uppermost lower mantle at ambient temperature. Science China D: Earth Sciences 54, 1394-1399.
4. 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.
5. 刘曦,胡张翼,邓力维(2010).长石在高温高压条件下的物理化学行为.岩石学报 26, 3641-3650.
6. Deng L, Liu X, Liu H and Dong J (2010). High-pressure phase relations in the composition of albite NaAlSi3O8 constrained by an ab initio and quasi-harmonic Debye model, and their implications. Earth and Planetary Science Letters 298, 427-433.
7. Liu X (2006). Phase relations in the system KAlSi3O8-NaAlSi3O8 at high pressure-high temperature conditions and their implication for the petrogenesis of lingunite. Earth and Planetary Science Letters 246, 317-325.
