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2020-11-12
前人關(guān)于高溫高壓條件下微量元素?fù)诫s的礦物巖石的電學(xué)性質(zhì)報道，主要集中在氫元素（或結(jié)構(gòu)水），而其它的微量元素較少。近來，關(guān)于高溫高壓下含水的橄欖石彈性波速研究結(jié)果表明，鈦含量對彈性波傳播速度有重要影響，引起研究者廣泛關(guān)注。
鑒于此，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所地球內(nèi)部物質(zhì)高溫高壓重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員代立東，借助于Kawai-1000t多面頂大腔體高溫高壓設(shè)備和Solartron-1260阻抗/增益相位分析儀，在4.0GPa、873–1273K和不同氧逸度（Re–ReO2，Ni–NiO和Mo–MoO2）控制條件下，原位測量了不同含鈦量的人工合成多晶橄欖石電導(dǎo)率。研究發(fā)現(xiàn)：（1）鈦含量對多晶橄欖石電導(dǎo)率有重要的影響，在貧水的和富水的樣品標(biāo)出不同的電遷移行為；（2）提出點(diǎn)缺陷反應(yīng)機(jī)制模型，該模型可很好地區(qū)分高溫高壓下橄欖石中存在的鈦缺陷、氫缺陷和小極化子躍遷的不同傳導(dǎo)機(jī)制；（3）作為微量元素的鈦，在地幔礦物中含量非常低，擬采用富含鈦的橄欖石樣品去解釋地幔礦物的高壓物理化學(xué)行為，需謹(jǐn)慎。
相關(guān)成果發(fā)表在Journal of Geophysical Research: Solid Earth上。代立東為文章第一作者和通訊作者。該成果得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)項目、國家自然科學(xué)基金項目、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會專項基金、中科院西部之光項目、美國自然科學(xué)基金等項目的聯(lián)合資助。
在4.0 GPa和873-1273 K條件下不同鈦含量的人工合成多晶橄欖石電導(dǎo)率隨水含量變化的的定量關(guān)系
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