【摘要】：最近研究認(rèn)為,地球表面的碳會隨俯沖板片下沉被帶入地球內(nèi)部。由于碳在地幔硅酸然中極低的溶解度,地幔中的碳主要以碳酸鹽及其相應(yīng)的高壓相,包括方解石(CaC03),菱鎂礦(MgC03),白云石(MgCa(C03)2),以及金剛石和Fe-C化合物的形式存在。因此,在地幔相應(yīng)的溫度和壓力條件下研究這些含碳物質(zhì)的物理性質(zhì),包括密度、波速、相變規(guī)律等,是理解地球深內(nèi)部的碳循環(huán)和儲存方式的關(guān)鍵。本論文以碳酸鎂高溫高壓下的穩(wěn)定性和熱力學(xué)狀態(tài)方程為研究對象,利用美國阿貢國家實驗室的APS同步輻射光源,采用激光加熱金剛石對頂砧技術(shù)研究了 MgC03在29-100 GPa、1200-2500 K的壓強(qiáng)-體積-溫度關(guān)系。在實驗所覆蓋的溫壓條件下,MgC03以菱鎂礦結(jié)構(gòu)穩(wěn)定存在。利用Mie-Gruneisen狀態(tài)方程分析了所獲得的壓力-體積關(guān)系。在KT'固定為4,德拜溫度θD0固定為750 K和q固定為 1 后的條件下,擬合得到了KT0=114.3(4)GPa,y0=1.75,V0=280.71A3。同時,我們利用的一個內(nèi)部統(tǒng)一的自洽壓標(biāo)體系對前人的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓標(biāo)的統(tǒng)一,重新分析了過去實驗的壓強(qiáng)。并且結(jié)合前人的理論研究和實驗研究結(jié)果,討論了 MgC03在下地幔溫壓條件下的穩(wěn)定性和化學(xué)性質(zhì)。我們獲得的熱力學(xué)狀態(tài)參數(shù)幫助我們計算MgC03在下地幔溫壓條件下的密度和波速數(shù)據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P579;P542.5

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本文編號：2550808