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《一种新型的带冷却系统的热液金刚石压腔》

  • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者： liguiju
  • 发布时间：2020-05-25

  • 近日，中国科学院深海科学与工程研究所深海极端环境模拟研究实验室周义明研究员作为共同作者在《Review of Scientific Instruments》上发表了题为“A new type of hydrothermal diamond-anvil cell with cooling system”的文章。该研究在热液金刚石压腔冷却系统方面有了新的进展。

    在论文中，研究人员设计了一种新型热液金刚石压腔(HDAC-VII)及其配套冷却系统。相对于之前类型的压腔，HDAC-VII具有更小的体积，方便开展激光拉曼、X射线吸收光谱和荧光光谱等原位分析，解决了冷却实验中窗口结霜等问题。其配套的冷却系统可以使样品腔冷却到-170oC，测温准确度为±0.5oC，最低冷却速率为0.1oC/min。研究者应用HDAC-VII压腔及冷却系统，原位观测到了I、III和V号冰融化过程，及开展了锂云母的结晶实验研究，证明了实验系统的稳定性和有效性。该类型压腔的研发，扩大了HDAC的应用范围，使之具备开展精细冷冻实验的能力，方便测定不同流体体系的热力学参数，以较大地促进地质流体科学的发展。

  • 原文来源：http://www.idsse.cas.cn/yjjz2015/2020/202005/t20200522_5584536.html
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    • 近日，中国科学院深海科学与工程研究所深海极端环境模拟研究实验室周义明研究员课题组在《Chemical Geology》发表了题为“The intrinsic effects of using rhenium gaskets in hydrothermal diamond anvil cell experiments on background fluorescence, contamination, and redox control”的文章。 本研究利用热液金刚石压腔和熔融毛细硅管（FSCC）开展了多组对比实验，调查了HDAC实验使用铼片可能会产生的三种固有效应：拉曼荧光、样品污染和氧逸度控制。这些效应源于铼片和水的反应以及体系内氢气的逃逸。在此基础上，本研究分析了前人使用该装置进行实验的一些潜在问题，例如金红石在水中的溶解度的争论。最后，本研究总结了四种方法以降低这些效应。 程南飞博士为第一作者，周义明研究员为通讯作者，课题组成员万野、王若衡、张海燕和陈颖作为共同作者参与了本项研究工作。 论文信息：Cheng, N., Chou, I.-M., Wan, Y., Wang, R., Zhang, H., & Chen, Y. (2023). The intrinsic effects of using rhenium gaskets in hydrothermal diamond anvil cell experiments on background fluorescence, contamination, and redox control. Chemical Geology, 632.
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    • 近日，中国科学院深海科学与工程研究所深海极端环境模拟研究实验室周义明研究员作为第二通讯作者在国际著名地球化学期刊《Geochemical Perspectives Letters》发表了题为“In situ determination of NaCl-H2O isochores up to 900℃ and 1.2 GPa in a hydrothermal diamond-anvil cell”的文章。 NaCl-H2O是地球上最重要和最普遍存在的二元流体体系，其PVTX（压力-体积-温度-组分）属性或等容线是描述其物理化学行为的重要参数。但长期以来，该流体的PVTX和等容线模型主要依靠人工合成包裹体技术或与其相关的热力学计算获得。这些模型的适用条件多低于600 MPa和600 oC，而且在等容线测定实验中，人工包裹体并非严格等容，这导致前人的等容线扩展到更高温度压力条件时，往往存在较大的偏差。由此，本论文利用热液金刚石压腔技术，连同用拉曼光谱测定α-β石英相变时的温度和压力的技术（Li and Chou, 2022），精确测定了NaCl-H2O的等容线。 新测定的等容线适用的盐度范围为5−25 wt % NaCl, 气→液均一温度为100–450 oC, 温压条件高达∼900 oC、1.2 GPa。与前人数据的对比及在超高压变质带流体包裹体中的应用表明，所测定的等容线具有高精度、适用温压条件广的优势。同时，论文提供了一种快速、准确测定LiCl、NaCl、KCl、MgCl2 和CaCl2等卤水体系及其混合流体的等容线的方法，对地质流体的研究具有重要意义。 论文信息：Li, J.K., Chou, I.-M., Wang, X. In situ determination of NaCl-H2O isochores up to 900℃ and 1.2 GPa in a hydrothermal diamond-anvil cell. Geochemical Perspectives Letters, (2024) 31, 32–37.
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