地球內(nèi)部成分和結(jié)構(gòu)信息對我們認(rèn)識地球起源、演化以及動力學(xué)過程具有重要意義。地震學(xué)觀測和分析可以得到地球內(nèi)部波速結(jié)構(gòu),而礦物物理學(xué)可以測量或者計算礦物在地球內(nèi)部溫壓條件下的彈性和波速等性質(zhì)。將礦物物理學(xué)得到的數(shù)據(jù)與地震學(xué)上觀測結(jié)果進行對比,可以為地球內(nèi)部成分和結(jié)構(gòu)研究提供一些必要的約束。目前礦物物理學(xué)研究方法主要有高溫高壓實驗和計算兩種,近些年隨著計算機軟件和硬件技術(shù)突飛猛進地發(fā)展,基于密度泛函理論的第一性原理計算成為礦物彈性研究的重要方法。上地幔是地球的重要組成部分,地幔巖模型給出的上地幔主要組成礦物是橄欖石、石榴子石、斜方輝石和單斜輝石,這些礦物在地幔溫壓環(huán)境下的彈性性質(zhì)對我們解釋上地幔全球或局部的地震學(xué)結(jié)果有著重要作用,第一性原理計算和高溫高壓實驗研究己經(jīng)獲得了橄欖石、石榴子石和單斜輝石在高溫高壓下的彈性性質(zhì),而斜方輝石在地幔溫壓條件下的彈性模量和波速還有待研究。之前的一些研究發(fā)現(xiàn)在上地幔50-120千米的地幔楔處存在一個異常低的Vp/Vs區(qū)域,這個區(qū)域可能與斜方輝石富集有關(guān),為了更好地認(rèn)識和理解這一低Vp/Vs區(qū)域的成分和結(jié)構(gòu),同時加深對整個上地幔的認(rèn)知,我們通過第一性原理計算獲...

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２．１地幔巖模型給出的直到地幔１０００千米深度范圍的地幔礦物結(jié)構(gòu)成分圖，圖中??右上角小橙色和粉色區(qū)域分別表示斜長石和尖晶石的穩(wěn)定區(qū)域

?第１章緒論物理學(xué)中高溫高壓實驗和理論計算的數(shù)據(jù)與觀測結(jié)果進行對比分析。在這方法假設(shè)地幔礦物成分是深度的函數(shù)，然后使用礦物物理數(shù)據(jù)計算這些礦物成分的波速，接著將結(jié)果與全球或者局部波速結(jié)構(gòu)的地震學(xué)模型進行嚴(yán)格對比。這地震學(xué)模型比較常見的有ＰＲＪＥＭ模型（Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ?Ｒｅ....

圖１．２．２?ＰＲＥＭ模型給出的從地表到地核的地球Ｐ波波速、Ｓ波波速以及密度結(jié)構(gòu)，??數(shù)據(jù)來自于?Ｄｚｉｅｗｏｎｓｋｉ?ａｎｄ?Ａｎｄｅｒｓｏｎ?（１９８１）??

?第１章緒論???比如本文中根據(jù)計算得到的斜方輝石及其高壓相的彈性性質(zhì)，研宄斜方輝石到斜??方輝石高壓相相變與上地幔２５０－３３０千米深度處Ｘ－不連續(xù)面之間的關(guān)系，以及??斜方輝石富集與地震學(xué)上觀測得到的地幔楔低仏／Ｋｓ區(qū)域之間的關(guān)系。??？？?ｊ．?■?ｉ?ｉ■?■

圖１．２．３斜方輝石在高溫高壓下的相圖

ｎｓｔａｔｉｔｅ?（空間群Ｃ２／ｃ，ＨＴＣＥＮ）以及一個新的空間群為的溫相??ｏｎ?ｅｔ?ａｌ．，?２００４），另外，Ｚｈａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．?（２０１２）利用單晶Ｘ射線衍射實驗發(fā)現(xiàn)斜??在１４．２６?ＧＰａ條件下會相變成為一個單斜的Ｐ２／／Ｃ結(jié)構(gòu)。??了實驗研宄結(jié)果，理論計算也....

圖３．１．２Ｍ妓／Ｏｊ鈣鈦礦的（ａ）聲子態(tài)密度和（ｂ）等容熱容

第３章礦物的熱力學(xué)和彈性性質(zhì)???＋Ｓ?Ｚ?巾工（奶〃）４（／）４（〇４（／〃）＋?？??ｌ＜ｌ＇＜ｌｎ，ｉ＜?ｊ＜ｋ，ａ，ｐ，ｙ??（３．１．５７）???＂ｒｒＴｒ＂＂ｖ＇ｒ＇＂＂＂＇ｒ?１１１１＇１?Ｉｎｍ?ｒ＂１＂１＇１?ａ?＂ｉｒ＂???＊＇…ｉｎ＂＂＂ｍＭ??

本文編號：3942403