第一性原理计算含水林伍德石的弹性性质
林伍德石是橄榄石在地幔转换带稳定存在相,而氢原子可以取代林伍德石结构中镁原子的位置(Mg2+=2H+),也可以取代硅原子的位置(Si4+=4H+),形成含水林伍德石结构.通过第一性原理计算得到了含水量为3.27wt.％的含水林伍德石(分子式为Mg16Si7H4O32)高温高压下的弹性性质.在压强为20GPa,温度由1000K增加到2000K时,含水量为3.27wt.％的含水林伍德石的弹性常数C11、C22、C44、Ks、G范围分别为374.7GPa～324.4GPa、148.9GPa～131.9GPa、121.4GPa～107.1GPa、224.2GPa～196.1GPa、117.9GPa～102.6GPa,对应每升高100K,弹性模量大概降低1％～3％;与无水林伍德石比较,弹性常数C11、C22、C44、Ks、G分别降低了13％～19％、12％～17％、11％～18％、12％～18％、12％～23％,纵波波速Vp和横波波速Vs都降低了5％～14％.3.27wt.％林伍德石弹性模量与无水林伍德石的弹性模量的差值随温度升高而变大,但随压强增大而减小.结果表明,地幔过渡带波速异常可能是温度异常和过渡带林伍德石含水的综合结果.
林伍德石 含水量 弹性性质 第一性原理 地幔过渡带 波速结构
王文忠 吴忠庆
中国科学技术大学地球和空间科学学院 合肥 230026
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191-191
2015-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）