然而，柯石英某些重要性质的研究目前仍缺乏可靠的理论和实验依据。柯石英的相关谱学性质（如红外光谱等）是准确理解其相关热力学性质的前提；由于成分简单，柯石英中SiO₄的谱学特征是研究其他复杂硅酸岩矿物的基础。已有柯石英的红外光谱均通过粉末法测得，具有很大的不确定性，并与已有理论计算结果相冲突。另外，柯石英中水的溶解度、溶解机制、水溶解度与温度、压力和成分之间的关系，柯石英的脱水速率等方面，仍需要更多的实验数据。

北京大学高温高压实验室的刘曦研究员课题组使用CS-IV6×14MN六面顶压机在5GPa、1600℃条件下合成了柯石英颗粒，将其减薄为几个至十几个微米厚的薄片，使用NicoletiN10 MX红外光谱仪测试采集其非偏振红外透射光谱，并进行特征峰的指派。同时，将柯石英分别在200、400、600、800、1000和1200℃条件下烧灼24h，通过单晶非偏振红外透射光谱方法获得其高温下脱水、非晶化过程的相关信息。

该研究获得的成果总结如下：

1）首次准确限定了柯石英中SiO₄的非对称伸缩振动及非对称弯曲振动的红外峰：前者位于1161-24850px^-1，后者位于约838、814、19900px^-1；

图1 柯石英单晶（厚约5微米）的红外光谱（1300-15000px^-1区域）

2）确定所合成Coesite在3700-82500px^-1内的OH振动峰及其起源：3464、3421、3406、84425px^-1的振动峰由II型石榴石水化替代导致；3500和88350px^-1的振动峰由B缺陷引起；

　　　图2 柯石英中OH的振动峰（非偏振红外光谱）

3）烧灼实验表明：在1200℃时，柯石英的红外光谱发生巨变，柯石英完全非晶化；

图3 柯石英单晶在不同温度下烧灼24小时后获得的非偏振红外透射光谱

4）烧灼实验表明：柯石英在约600℃时开始失水，800℃和1000℃时分别失去1/3和2/3的水。因此，柯石英可以在俯冲带低温下快速失去或者获得水。由此类推，名义上不含水矿物获得或者失去水的过程可能非常迅速。俯冲板片在折返回地壳浅层的过程中可能快速释放其溶解的水，从而引起相关的熔融活动，产生岩浆。

　图4 柯石英单晶在不同温度下烧灼24小时后测得的含水量

　　该研究也表明，柯石英的红外光谱性质需要进一步深入研究，其高温\高压下水的溶解能力、溶解机制及扩散速率的定量研究也需要进一步深入探讨。相关成果对揭示板块俯冲、折返过程的流体活动、流体性质、岩浆活动具有重要意义。

此研究成果近期在线发表于Journalof Asian Earth Sciences:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1367912017301256。

本研究受中国科学院战略性先导科技专项（B类）“地球内部过程与表层系统的联系”（No. XDB 18000000）、中国科学技术部国家重点研发专项“燕山期重大地质事件的深部过程与资源效应”（No.2016YFC0600408）以及国家科技基础条件平台项目“国家岩矿化石标本资源共享平台”（No.2013FY110900-3）等项目资助。