高温高围压下石英的相变与热物理性质对差应力的响应机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41902043
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0203.矿物学(含矿物物理学)
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Differential stress widely exists in the interior of the earth. Differential stress has an important contribution to the free energy of matter. Free energy is the decisive factor controlling the composition, structure, properties and interaction process of matter system. Therefore, differential stress, like temperature and hydrostatic pressure, is the most basic thermodynamic variable that constrains the material system within the Earth. Quartz is one of the most important crustal rock-forming minerals, forming different mineral facies under different temperature and pressure conditions. The study of the α-β phase transition and thermodynamic properties of quartz under high temperature and high confining pressure on differential stress response is still blank. Raman spectra of minerals can reflect some lattice vibration characteristics of crystals, and lattice vibration is the physical essence of mineral thermophysical properties. Based on lattice vibration theory and various statistical thermodynamic theoretical models, this project intends to adopt self-developed high temperature and high confining pressure differential stress experimental device combined with in-situ measurement system of focused micro-Raman spectroscopy, and the corresponding temperature, pressure and differential stress conditions in shallow crust. The in situ measurement of Raman spectra of quartz was carried out to study the response mechanism of quartz alpha-beta phase transition process and thermodynamic properties to differential stress. It fills in the blank of the research on the response of mineral phase transformation and thermophysical properties to differential stress under high temperature and high pressure, and provides important experimental basis for understanding the characteristics and evolution process of crustal materials.
地球内部广泛存在差应力,差应力对物质的自由能具有重要贡献,而自由能是控制物质体系组成、结构、构造、性状及相互作用过程的决定性因素。因此,差应力和温度及静水压力一样,都是约束地球内部物质体系最基本的热力学变量。石英是最重要的地壳造岩矿物之一,在不同温压条件下形成不同矿物相。高温高围压下石英的α-β相变和热物理性质对差应力响应研究尚属空白。矿物的拉曼光谱能反映晶体的一部分晶格振动特性,而晶格振动是矿物热物理性质的物理本质。本项目以晶格振动理论和多种统计热力学理论模型为基础,拟采用自主研发的高温高围压差应力实验装置和同聚焦显微拉曼光谱原位测量系统相结合,在地壳浅部对应的温度、压力、差应力条件下,进行石英拉曼光谱的原位测量,对石英α-β相变过程及热物理性质对差应力的响应机制进行研究。填补高温高压下矿物相变和热物理性质对差应力响应机制方面的空白,并为了解地壳物质特征及演化过程提供重要的实验依据。

结项摘要

地球内部广泛存在差应力,差应力对物质的自由能具有重要贡献,而自由能是控制物质体系组成、结构、构造、性状及相互作用过程的决定性因素。因此,差应力和温度及静水压力一样,都是约束地球内部物质体系最基本的热力学变量。石英是最重要的地壳造岩矿物之一,在不同温压条件下形成不同矿物相。高温高围压下石英的α-β相变和热力学性质对差应力响应研究尚属空白。矿物的拉曼散射源于晶格振动,晶格振动是矿物热学性质的物理本质,本项目以晶格振动理论和多种统计热力学理论模型为基础,本项目采用自主研发的高温高围压差应力实验装置和同聚焦显微拉曼光谱原位测量系统相结合,在地壳浅部对应的温度、压力、差应力条件下,原位测量石英的显微拉曼光谱,得到不同温度、围压、差应力条件下石英的拉曼光谱及其与温度、围压、差应力的关系。.主要数据结论如下:.① 在温度 20-500°C、围压压力 0.1-35 MPa 和差应力 0.1-550 MPa 下,温度、围压压力、差应力在实验条件范围内对石英的 464 cm-1峰的频移相互影响的关系不大。.② 在围压10-35 MPa、温度200°C、差应力0.1-550 MPa的范围内,差应力与围压压力对石英的464 cm-1峰的频移影响的关系较小。.③ 464 cm-1峰在20-500°C及恒差应力条件下,随温度的变化率(δνi/δT)S 为-1.2 cm-1/100°C,与前人利用金刚石压腔研究的结果基本一致,可证明该实验方法是有效的,实验结果是可靠的。进一步得出在恒温条件下,随差应力的变化率(δνi/δS)T 为3 cm-1/GPa。.④ 在常压、温度20-500°C、差应力0.1-550 MPa的范围内,沿石英样品的不同轴向加载差应力,石英的464 cm-1的频移对温度的响应几乎没有变化,而垂直于石英样品的C轴方向加载差应力所得的随差应力的恒温变化率(δνi/δS)T是沿石英样品的C轴方向加载差应力的两倍。.该工作填补高温高围压同时差应力条件下矿物的原位拉曼光谱测量工作的空白,为进一步了解地壳物质特征及演化过程提供重要的实验依据。.

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Zircon U-Pb and Pyrite Re-Os Isotope Geochemistry of ‘Skarn-Type’ Fe-Cu Mineralization at the Shuikoushan Polymetallic Deposit, South China: Implications for an Early Cretaceous Mineralization Event in the Nanling Range
华南水口山多金属矿床矽卡岩型Fe-Cu矿化的锆石U-Pb和黄铁矿Re-Os同位素地球化学:对南岭早白垩世成矿事件的启示
  • DOI:
    10.3390/min11050480
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Minerals
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Shengbin Li;Yonghua Cao;Zeyou Song;Dan Xiao
  • 通讯作者:
    Dan Xiao
Development of 100 MPa water-gas two-phase fluid pressurization device
100MPa水气两相流体增压装置研制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Acta Geochimica
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Shengbin Li;Heping Li;Lin Chen;Hongbin Zhou
  • 通讯作者:
    Hongbin Zhou

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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