地震學(xué)觀測數(shù)據(jù)是我們了解地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)。而高溫高壓礦物學(xué)實驗給出的礦物的密度、波速、相變等信息對我們理解下地幔的速度密度變化和異常也有十分重要的作用。在本文中,我們利用激光加熱的金剛石對頂砧結(jié)合同步輻射X射線衍射技術(shù)探究了下地幔與下地幔俯沖洋中脊玄武巖中的幾種重要礦物的結(jié)構(gòu)相變以及熱力學(xué)狀態(tài)方程。我們首先通過對下地幔中含量第三的CaSiO3鈣鈦礦的熱力學(xué)狀態(tài)方程的測量,結(jié)合布里基曼石和鐵方鎂石的文獻調(diào)研得到了下地幔地幔巖模型成分的密度與體波波速數(shù)據(jù)與PREM模型最為吻合。繼而,通過對富Fe布里基曼石結(jié)構(gòu)相變與狀態(tài)方程的研究,我們給出了下地幔D"層速度不連續(xù)面的多種形式的可能來源。最后,我們探究了SiO2的相變和狀態(tài)方程,并對其在俯沖板片附近可能帶來的速度異常進行了討論。我們的結(jié)果為下地幔多種主要礦物的熱力學(xué)狀態(tài)方程提供了更好的約束,也為下地幔的物質(zhì)組成和速度異常的研究提供了更好的支持。CaSiO3鈣鈦礦是下地幔中含量第三的礦物,在俯沖洋中脊玄武巖中含量更達到了22-25%。本文中,我們首先在24至156 GPa,最高達到2600 K的范圍內(nèi)擬合了 CaSiO3鈣鈦礦的熱力學(xué)狀態(tài)...

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 地幔的組成成分及性質(zhì)
    1.2 下地幔底部D"層
    1.3 俯沖板片的組成成分
    1.4 文章結(jié)構(gòu)
第二章 實驗方法與數(shù)據(jù)處理
    2.1 金剛石對頂砧的發(fā)展
    2.2 金剛石對頂砧的設(shè)計與加壓
    2.3 墊片
    2.4 傳壓介質(zhì)
    2.5 定壓物質(zhì)
    2.6 X射線衍射實驗
    2.7 熱力學(xué)狀態(tài)方程
第三章 基于CaSiO₃熱力學(xué)狀態(tài)方程的下地幔地幔巖模型的討論
    3.1 序言
    3.2 實驗
    3.3 結(jié)果
    3.4 討論
    3.5 布里基曼石和鐵方鎂石的狀態(tài)方程
        3.5.1 布里基曼石的狀態(tài)方程
        3.5.2 鐵方鎂石的狀態(tài)方程
    3.6 下地幔的密度、體積模量和體波波速模型
        3.6.1 地幔巖成分的下地幔地震學(xué)剖面模型
        3.6.2 球粒隕石成分的下地幔地震學(xué)剖面模型
        3.6.3 CaSiO₃鈣鈦礦含量對下地幔速度密度模型的影響
        3.6.4 Rρ/Φ

    3.7 小結(jié)
第四章 CaSiO₃高壓下的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定區(qū)間
    4.1 序言
    4.2 實驗
    4.3 結(jié)果
    4.4 討論和地球物理意義
    4.5 小結(jié)
第五章 基于富Fe布里基曼石系統(tǒng)相界與狀態(tài)方程的下地幔底部速度密度模型
    5.1 序言
    5.2 實驗樣品
    5.3 結(jié)果
    5.4 討論
        5.4.1 布里基曼石和后鈣鈦礦的相界
        5.4.2 布里基曼石和后鈣鈦礦的密度和體波波速
    5.5 地球物理意義
    5.6 小結(jié)
第六章 SiO₂的高壓相和熱力學(xué)狀態(tài)方程
    6.1 序言
    6.2 實驗
    6.3 結(jié)果
    6.4 討論
        6.4.1 高壓下SiO₂的相圖
        6.4.2 高壓下SiO₂的熱力學(xué)狀態(tài)方程和密度、體積模量速度模型
    6.5 小結(jié)
第七章 總結(jié)
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3801867

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