天然菱铁矿高压相变
自旋转变边界精准标定
首次系统厘清菱铁矿在高温高压下电子自旋态转变的压力-温度相图，揭示显著的压力滞后效应，为深部碳循环研究提供关键约束。
张心昱 · Dai, Lidong · Hu, Haiying · Hong, Meiling · 李创
Geoscience Frontiers 2024
参数信息
- 静水压高自旋-混合自旋转变压力
- 45.7 GPa
- 静水压混合自旋-低自旋转变压力
- 50.4 GPa
- 非静水压低自旋-混合自旋转变压力（卸压）
- 47.2 GPa
- 非静水压混合自旋-高自旋转变压力（卸压）
- 28.7 GPa
- 静水压低自旋-混合自旋转变压力（卸压）
- 49.4 GPa
- 静水压混合自旋-高自旋转变压力（卸压）
- 25.1 GPa
- 非静水压压力滞后
- 13.8 GPa
- 静水压压力滞后
- 20.6 GPa
技术优势
确定相界
通过拉曼和电导率的联合测量，标定了高自旋→混合自旋→低自旋转变的压力和温度关系，为含铁碳酸盐矿物提供定量参考。
揭示滞后
在非静水压和静水压条件下分别发现13.8 GPa和20.6 GPa的压力滞后，表明自旋转变对压力路径敏感，有助于理解地球内部动力学。
非静水压标定
在不同静水压环境下测得不同的转变压力，揭示自然非静水压条件下相边界可能发生偏移。
应用场景
- 地球深部物质：为含铁碳酸盐矿物在地幔温压下的自旋态提供定量约束。
- 高压矿物物理：构建菱铁矿自旋转变的P-T相图，可标定同类矿物的转变边界。
- 高压实验技术：展示拉曼与阻抗谱联合方法在高压下原位探测自旋态的可行性。