Investigation of the high-pressure behaviors of natural helvine by using the single-crystal X-ray diffraction, Raman spectroscopy, and DFT calculation

<p indent="0mm"> 日光榴石（Helvine, Be₃Mn₄(SiO₄)₃S)是重要的含铍日光榴石族矿物，鉴于金属铍作为关键战略资源的重要地位，对日光榴石及其同族矿物的研究具有重要意义。在以往对日光榴石的研究中，实验压力较低，更高压力下的研究还未有过，故本研究基于单晶X射线衍射、拉曼光谱和密度泛函理论计算，探究了日光榴石在<sc>300 K</sc>条件下，最高压力至<sc>24.9 GPa</sc>的高压行为和弹性振动特性。结果显示，在实验压力条件下日光榴石结构稳定，未发生相变，原位拉曼实验结果也验证了这一点。得到晶胞参数：<italic>a</italic>=<italic>b</italic>=<italic>c</italic><sc>=8.1844(6) Å，</sc><italic>α</italic>=<italic>β</italic>=<italic>γ</italic>=90°，<italic>V</italic><sc> =548.2(1) ų， </sc>状态方程：<italic>V</italic>_T0<sc> =550.5(3) ų， </sc><italic>K</italic>_T0<sc>=121(3) GPa，</sc><italic>K′</italic>_T0=4.2(3)。本研究还对天然日光榴石单晶在<sc> 100～1100 cm^–1 </sc>区域内的特征峰进行了定性描述，进一步丰富了对该矿物内部结构与振动模式的认识。