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下地幔矿物的熔融性质对地球早期演化、核幔元素分异、地幔对流动力学等都有重要影响。镁钙钛矿是下地幔最主要的组成成分,前人使用高压熔融实验测定其熔融温度,但仅限于较低压力,数量有限且有较大的误差。使用分子动力学模拟获得熔融曲线不受温度压力范围限制,但是面临着体系大小、势能模型、过热效应等诸多问题。本研究使用了三种势能模型(CMAS94、MAM0K、Oganov2000),在经典分子动力学体系下分别用两相法和Z方法模拟了镁钙钛矿的熔融曲线,和前人的模拟和实验结果进行了对比,并讨论了Z方法的理论基础和本身存在的问题。 两相法模拟结果显示:CMAS94和MAM0K势能模型的熔融曲线非常接近,而Oganov2000势能模型在高压下获得了较高的熔融温度。以MAM0K的两相法结果为例,压力从20~80GPa,熔点约从3000K上升到5300K,变化很快,而在80~135GPa熔点从5300K到6100K左右;低压的斜率(在18~40GPa区间约52.96K/GPa)大于高压(在105~143GPa约12.30K/GPa)。镁钙钛矿在核幔边界的熔融温度约为6000~6300K,如果考虑地幔中其它成分的低共熔效应,核幔边界处地幔熔融温度约为4700~5500K,仍高于通常接受的核幔边界温度(约4000K),指示当今下地幔没有大规模熔融,但不能排除地幔底部局部熔融的存在。 Z方法是近来提出的一种模拟熔点的新方法。虽然尚不成熟,但具有很好的应用前景,并且其模拟过程对熔融机制有一定的启发性。我们运用Z方法计算了镁钙钛矿的熔融曲线,并与两相法结果进行了比较。模拟结果表明:CMAS94势能中,两相法曲线系统地高出Z方法约100~200K,而其他两种势能模型得到的熔融曲线非常一致。在低压下,我们还首次观察到Z方法模拟结果为两相共存的状态。基于观察到的模拟现象,我们从理论上澄清并证明了Z方法的适用性,揭示了原有Z方法对过热极限的错误定义。