地球内部是一个高温高压环境。 温度对于矿物的物理－化学性质有着非常重要的影响。 随着温度的升高, 矿物的分子振动、 弹性模量、 地震波波速等诸多性质有可能发生显著的变化, 从而对地球内部的相关物理－化学过程产生非常重要的影响。 高温谱学研究(如高温红外及高温拉曼)对了解矿物在高温下的物理－化学性质有着非常重要的意义。 尽管高温谱学研究中常用的加热台带有冷却装置, 能够确保加热台在很高温度下也能正常运转 (如1 500 ℃), 然而加热元件在高温下辐射出的大量热量可能使相关光聚焦物镜系统的温度急剧升高, 从而造成热损伤, 进而限制了高温谱学研究的温度范围。 本文的创新点在于为克服这个困难, 我们提供了一种简单而有效的防止高温光谱实验中显微物镜温度过高的装置, 从而扩展高温谱学研究的温度范围。 通过在物镜系统的附近添加了一套空气吹扫装置, 加速空气流动而带走多余的热量, 从而降低物镜系统的温度。 测试表明: 尽管这一装置非常简单, 但却非常有效; 当实验温度为～1 000 ℃时, 物镜下表面的温度由原来的～235 ℃下降到～68 ℃。 利用该空气吹扫装置, 我们对镁橄榄石进行了温度高达～1 300 ℃的原位拉曼光谱研究, 实验结果与其他研究报道的结果一致。 这一事实表明, 通过添加该空气吹扫装置, 高温谱学研究可以比较容易地在超过1 300 ℃的高温下进行, 所用物镜系统基本没有热损伤, 从而避免采用能承受更高温度的不同材质的物镜或者运用长焦距物镜的昂贵办法。

东秦岭地区早古生代的二郎坪群海相火山沉积建造中广泛发育有硅质岩建造, 这些硅质岩形成于同一时代但因后期成岩演化而产生了结晶程度和有序度的差异。 鉴于此, 选择西峡、 嵩县、 南召三地的二郎坪群硅质岩进行了常量元素地球化学特征及有序度的研究。 研究结果表明, 该硅质岩的SiO2含量为84.75%～94.12%、 平均89.09%, SiO2/(K2O+Na2O)值26.69~114.78、 平均65.67, SiO2/Al2O3值10.48~61.52、 平均30.58, 它们极好的吻合大陆边缘环境的热水沉积硅质岩特征; Raman分析结果表明, 硅质岩在该研究中的特征Raman位移有394, 464, 465和467 cm-1, 石英的特征峰经高斯拟合后的FWHM值按照“嵩县→南召→西峡”逐渐降低, 这反映了嵩县、 南召、 西峡的硅质岩有序度和结晶程度依次逐渐升高。 然而, 硅质岩中SiO2含量分别为嵩县地区87.36%最低, 南召地区硅质岩89.57%其次, 西峡地区硅质岩90.35%最高。 据此, 常量元素中SiO2的含量与有序度之间存在同步递增的趋势, 这反映硅质岩内石英的SiO2含量和有序度在成岩过程中增大的同时还可能存在对杂质元素的“剔除作用”。 然而, 这种成岩演化中的杂质剔除作用应该并不是导致硅质岩全岩常量元素含量差异的决定性因素。 在研究中, Raman光谱分析极好的揭示了二氧化硅的有序度, 这可能是探究硅质岩后期成岩演化的重要手段。