王霏 刘曦 郑海飞 张立飞

北京大学地球与空间科学学院，造山带与地壳演化教育部重点实验室，北京 100871

1 引言

橄榄石是上地幔二辉橄榄岩中含量最多的矿物，其含量约 为60% (Ringwood，1975，1976;Anderson and Bass，1986)。对于俯冲板块来说，因为洋壳组分下面是巨厚的方辉橄榄岩层，所以橄榄石也是俯冲板块中的重要矿物(Green et al.，1979)。因此，了解橄榄石的物理性质对于探讨地球深部的地球动力学过程有着重要意义(Jung et al.，2009)。

在室温或更低温度环境下，橄榄石中原子之间的振动通常可以近似为简谐振动。在高温条件下，由于温度的影响、周围原子的相互作用，橄榄石中原子之间的振动不可能再是简谐振动(Larkin，2011)。对于地幔橄榄岩来说，由于正常地幔温度在地下约30km 处便已达约1300℃(Jackson，1998;Frost，2008)，其橄榄石中原子之间的振动的非谐效应就十分明显，并对相关热力学性质如热容等产生非常重要的影响，这一点已被广大地球科学家所接受(Anderson and Suzuki，1983;Isaak et al.，1989;Gillet et al.，1991;Bouhifd et al.，1996;Jacobs and de Jong，2005)。然而，橄榄石中原子之间的振动从简谐振动向非谐振动的具体转变过程，或者说与温度的关系，目前还不是非常清楚。由于俯冲板块中的温度一般可以比正常地幔温度低六、七百度(Helffrich，2000)，极端情况下可能低1200 余度(Okal and Kirby，1998)，橄榄石中原子之间在中低温条件下的振动性质因而具有现实的地学意义。

分子振动光谱是一种研究分子振动非简谐效应的有效方式(Henry and Siebrand，1968;Gillet et al.，1989;Calistru et al.，1995;Fujimori et al.，2002;Koike et al.，2006)。透射红外测试具有快速、准确的优点，同时测试得到的红外光谱能够有效反应被测物质的化学成分以及结构特征，因此透射红外测试……