热液金刚石压腔实验中使用铼片的固有效应

  近日,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(HDAC,图1)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(图2)、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。

图1. 热液金刚石压腔示意图。其中,rhenium gasket为铼垫片,其内孔用于密封样品。

图2. 在纯水体系HDAC内流体拉曼荧光随着温度和时间的变化。a、b、c指示,背底荧光在200℃明显升起,在300–600℃超过检测限,在700℃渐退。d实验使用的是c实验结束后的垫片,表明预热可明显减少荧光的强度和温度范围。

 

  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.