第34卷，第1期 2014年1月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 34,No.1-pp87-91
January,2014
常温和0.1～1400MPa条件下黄铜矿的拉曼光谱研究
袁学银，郑海飞
北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室，地球与空间科学学院，北京100871
谱特征。结果显示在实验条件范围内，该拉受振动峰的强度和形态保持稳定，表明晶格内Cu-S和Fe-S间的相互作用没有发生质变。实验发现黄铜矿该拉曼振动的波数随着压力升高连续向高频方向移动，两者的线性关系为:o=0.031 2p+290.60(0.1≤p≤58.8 MPa)和 2=0.005 72p+292.10(58.8≤≤p1 400 MPa) dv/dp。常温下58.8MPa是黄铜矿该拉曼波数随压力变化率的一个突变点，低于和高于该压力时分别为
31.2和5.72cm-1，GPa-1，显著的差异表明黄铜矿的结构可能发生了某种改变。关键词高压；黄铜矿；拉受光谱；金刚石压腔
中图分类号：0657.3文献标识码：A
引言
DOI : 10. 3964 /j. issn. 1000-0593 (2014 )01-0087-05
1实验部分
黄铜矿（CuFeS：是地壳中常见的金属硫化物之一，也是人类获取金属铜的主要原料。目前，尽管有大量关于具有黄铜矿结构的A'B"c"（A'=Ag,Cu;B"=Al，Ga，In；C" =S，Se，Te）型化合物的研究1-4]，有关黄铜矿在高温高压条件下的物理化学性质及相转变等方面的研究却较为有限， Tinoco等利用金刚石压腔结合EDX和XAS实验技术发现常温下黄铜矿在大约7GPa时转为NaCl结构，但Kobayashi 等通过”Fe共振非弹性衍射技术（"Feresonantinelastic scattering)却发现黄铜矿从6.3(0.2)GPa直接变为非晶态，并通过拟合不同压力下的晶格参数，确定黄铜矿的体积模量为69.9（7)GPa（B=4）。最近Knight等7利用中子衍射和 MPMS磁学测量技术同样发现黄铜矿从6.7(0.2）GPa直接转变为非晶态，计算出黄铜矿的体积模量为77（2）GPa。然而上述研究都存在压力范围较宽、数据点间隔较大和1GPa 以下数据太少等向题，据此利用金刚石压腔装置结合激光拉受光谱实验技术详细研究广在常温和压力达1400MPa条件下天然黄铜矿A，振动模式的原位拉曼光谱特征，获得该模式的拉受波数与压力之间的关系：并发现不同压力下黄铜矿的拉曼振动随压力的变化速率存在显著差异，可能是该矿物存在高压新相的证据。
收稿日期：2013-03-26，修订日期：2013-06-25
基金项目：国家自然科学基金项目（40873047)资助
实验所用的高压装置类似Mao-Bell金刚石压腔，内部结
构如图1（a)所示。该装置以金刚石为项砧：面直径0.8 mm，顶砧之间的垫片为0.3mm厚的片，样品室直径约 300um。实验样品为我国某斑岩铜矿床中产出的天然黄铜矿，传压介质为蒸馏水，压力标定物为不含任何杂质的人造石英。在一50～十100℃和0～2.36GPa范围内，石英的464 cm-"峰的变化值（△v，cm-)与压力（p，MPa)之间存在如下关系(8)
p= 0.360 79(v)+110.86v
(1)
拉曼光谱测量在北京大学地球与空间科学学院显微图像一物相分析实验室完成，所用仪器为英国Renishaw公司System 1000型激光拉曼光谱仪，采用514.5nm氩离子光源，激光发射功率25mW，人射狭缝为50um，20倍Leica物镜，空间分辨率为1um，通过标准硅片校准为520.0cm-1。实验采用动态测量，扫描波数范围为100～800cm-1，扫描时间为 20s，仪器测量误差约为土1cm-1。实验时环境温度为23 ℃
实验前首先将从野外采集的黄铜矿样品进行清洗并破碎，由于该过程中矿物结构可能因受力不均而局部改变，导致不同颗粒或同一颗粒不同部位的拉受光谱产生差异，为消除该实验操作可能带来的误差，将一颗大小约80um的石英
作者简介：袁学银，1987年生，北京大学地球与空间科学学院博士研究生
*通讯联系人e-mail：hfzheng@pku.edu.cn
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