天然文石-方解石的高溫相變及熱膨脹性質

作者：楊華,劉瓊

摘要：利用高溫粉末X射線衍射研究了高純地質成因文石從室溫到1 073 K的相變過程以及文石和方解石的熱膨脹性質,并分析了地質成因與生物成因文石的差異和影響因素。結果表明:斜方晶系的文石在693~733 K轉變為三方晶系的方解石,相變臨界溫度為723 K,摩爾體積增加5.97%;文石在300~663 K的體積熱膨脹系數α(V)(10-5/K)隨絕對溫度T(K)的變化規律為:α(V)=3.59(79)+7.17(170)×10-3T,文石的熱膨脹具有強烈的各向異性[軸向熱膨脹系數α(c)>α(b)>α(a)];方解石在733~973 K的熱膨脹系數α(10-5/K)為:α(V)=3.78(25),α(a)=-0.27(2),α(c)=4.31(29),a軸具有負熱膨脹。生物成因的文石相變溫度比合成和地質成因文石低60~140 K,粉末狀文石相變溫度低于單晶和未被破壞的整塊文石;粉末狀的生物成因文石和方解石與非生物成因的文石和方解石的熱膨脹系數接近,然而整塊的生物成因的文石有更小的熱膨脹系數。

發文機構：北京大學地球與空間科學學院造山帶與地殼演化教育部重點實驗室

關鍵詞：文石方解石高溫相變熱膨脹粉末X射線衍射aragonitecalcitehigh temperaturephase transitionthermal expansionpowder X-ray diffraction

分類號： P578.61[天文地球—礦物學]