[发明专利]一种高钛、高钒和高含水的紫苏辉石单晶的制备方法

说明书

本发明公开了一种高钛、高钒和高含水的紫苏辉石单晶的制备方法，所述制备方法为：按照紫苏辉石化学计量学，以固态的六水合硝酸镁粉末、固态的九水合硝酸铁(III)粉末、固态的三乙酰丙酮钒粉末、液态的正硅酸乙酯、液态的钛酸四丁酯和无水乙醇作为起始原料制备出紫苏辉石混合物圆柱体样品；以固态的天然蛇纹石粉末、固态的天然水镁石粉末和固态的α相针铁矿粉末为原料制备出水源片；将两片水圆片放到紫苏辉石混合物圆柱体样品两端后一起放入金钯合金管内，经过高温高压反应得到紫苏辉石单晶；彻底解决了目前的高钛的、高钒的和高含水的紫苏辉石单晶的制备技术空白，以获取大颗粒的高含钛的、高含钒的和高含水的紫苏辉石单晶实验样品。

技术领域

本发明属于高温高压条件下矿物单晶样品合成的技术领域，尤其涉及一种高钛、高钒和高含水的紫苏辉石单晶的制备方法。

背景技术

辉石族矿物的化学通式可表示为XY[T₂O₆]，是一类具有典型的链接结构的硅酸盐。链状硅酸盐结构的斜方辉石亚族主要指在辉石结构中发生二价铁离子和二价镁离子发生类质同象替代，进而形成一系列的不同组分的斜方铁辉石(分子式：Fe₂[Si₂O₆]，简称Fs)和顽火辉石(分子式：Mg₂[Si₂O₆]，简称En)类质同象的硅酸盐固溶体。通常，根据样品中所含的斜方铁辉石和顽火辉石两端元组分的不同摩尔比差异，将斜方辉石具体分为如下六种：斜方铁辉石(Fs_100-90-En_0-10)、尤莱辉石(Fs_90-70-En_10-30)、铁紫苏辉石(Fs_70-50-En_30-50)、紫苏辉石(Fs_50-30-En_50-70)、古铜辉石(Fs_30-10-En_70-90)和顽火辉石(Fs_0-10-En_90-100)。所有这些地表出露的常见的典型斜方辉石亚族矿物，即可以是硅酸盐岩浆的熔融体在其上涌、冷凝和结晶过程中形成的，也可以是固态岩石由于受到温度、压力及流体相互作用而发生的矿物成分、化学组分、岩石结构与构造变化的多期次变质作用而形成的。

在斜方辉石族硅酸盐矿物中，占据主要晶格M1、M2位置主要为二价铁离子和二价镁离子的金属阳离子，还包括Na⁺、Li⁺、Ni²⁺、Ca²⁺、Mn²⁺等一些一价和二价的杂质阳离子；占据主要晶格T位置主要为四价硅离子，还包括Ti⁴⁺、V⁴⁺、Cr³⁺、Al³⁺等三价和四价的杂质阳离子。紫苏辉石是斜方辉石亚族中最常见的重要造岩矿物，在岩浆岩中，紫苏辉石主要赋存在紫苏辉石橄榄石安山岩和苏长岩；在变质岩中，紫苏辉石主要赋存在角闪岩、变粒岩、片麻岩和麻粒岩。通常，高温条件下紫苏辉石有两种主要的同质多像变体：高温单斜紫苏辉石(C2/c型结构)和低温单斜紫苏辉石(P2₁/c型结构)。