高压水合硫酸铁的同步穆斯堡尔谱数据分析

Szomolnokite一种单水硫酸亚铁矿物，FeSO₄·H₂O，其中亚铁原子呈八面体配位，四个角与SO₄共用，两个角与H₂O共用。虽然在地球上有些罕见，但已与其他几种水合硫酸盐一起在火星表面检测到Szomolnokite，并被认为发生在金星表面附近。

以前关于szomolnokite（FeSO₄·H₂O）的穆斯堡尔光谱主要关注温度对环境压力下超精细参数的影响。Dyar等人^[1]提出并总结了一套含铁硫酸盐的常规穆斯堡尔光谱评估。Alboom等人^[2]用能量域穆斯堡尔光谱从4.2 K到450 K研究了szomolnokite，并在29.6±0.5 K处发现了磁序无序跃迁。

Giester等人^[3]使用穆斯堡尔光谱和X射线衍射发现（Fe，Cu）SO₄·H₂O，从单斜到三斜的对称性降低超过20mol % Cu，并报告在环境压力下在15 K和4.2 K之间发生磁阶跃迁。

Perez等人^[4]的研究代表了了解szomolnokite在300 K压缩下铁的电子环境迈出的一步。使用静液氦传压介质，使用时域同步加速器穆斯堡尔光谱研究了铁在高达95 GPa的合成szomolnokite粉末样品中位点特异性行为的压力依赖性。在 1 bar 时，被两个类似Fe²⁺的位点很好地描述，没有三价铁，与选择传统的穆斯堡尔光谱评估一致。

在压力低于19 GPa时，超精细参数的陡峭梯度很可能是由于结构相变造成的。在19 GPa时，需要第四个位点来解释低四极分裂位点分数增加的时间谱，这可能表明另一个转变的开始。在19 GPa以上，提出了三种不同的模型，包括具有高到低自旋跃迁的模型，这些模型提供了铁在压力下电子环境变化的合理场景。

通过对比szomolnokite与以往含铁铁相的研究，总结了高压下Fe²⁺自旋跃迁特性的复杂范围。

• Dyar, M.D, Breves E , Jawin E ,et al.What Lurks in the Martian Rocks and Soil? Investigations of Sulfates, Phosphates, and Perchlorates: M?ssbauer parameters of iron in sulfate minerals[J].The American mineralogist, 2013(98-11/12).
• Alboom A V , Resende V G D , Grave E D ,et al.Hyperfine interactions in szomolnokite (FeSO4·H2O)[J].Journal of Molecular Structure, 2009.
• Giester G , Lengauer C L , Redhammer G .Characterization of the FeSO 4. H 2 O-CuSO 4. H 2 O solid-solution series, and the nature of poitevinite, (Cu,Fe)SO 4. H 2 O[J].The Canadian Mineralogist, 1994, 32(4):873-884.
• Perez,Finkelstein,Pardo,et al.A Synchrotron Mssbauer Spectroscopy Study of a Hydrated Iron-Sulfate at High Pressures[J].Minerals, 2020.

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