下地幔条件下镁钙钛矿熔融曲线的分子动力学模拟研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tiankoufangfangtu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
论邓小平关于新时期党风建设的思想刘登勤郑义新执政党的作风建设能否搞好,是关系到社会主义事业的兴衰成败及我们党和国家命运的大问题。邓小平作为中国共产党的主要领袖之一
贵州省罗甸县罗悃剖面岩性以灰色中薄层泥粒灰岩夹厚层状颗粒灰岩为主,为台地边缘斜坡相,含蜓类、牙形刺、珊瑚、腕足类等化石。在该段地层中共识别出(蜓)类14属69种及亚种(包括
盆山体系与油气成藏作用的综合研究是当前大陆能源和盆地动力学探索的热门,也是中国油气勘探取得突破的一个关键性问题。阿尔金造山带是中国西部的一个重要的造山带,其分割了塔
煤的吸附/解吸一直是煤层气地质学研究的重点,对其机理的探索从未停止过。沁水盆地南部是我国煤层气勘探开发第一个示范工程区,由于经历了多期构造应力场的作用,产生多期不同方
近两年来,我们市委督查室在全面抓好党委决策督查落实的同时,抓住事关全局的大事要事,集中精力,咬紧盯死,确保大事要事按时落到实处,优化了督查效果。突出大事要事。根据市
本文详细描述了2010-2012年中科院古脊椎所在莱阳金岗口上白垩统王氏群金刚口组上部发掘出的一部分鸭嘴龙标本。将其中大部分发掘于一个较小区域内的标本归于同一个体,并将其
研究区位于华北克拉通东部块体的河北省和西部块体的山西省,东部属燕山构造带,西部属晋西北大同盆地内著名的大同煤田。对三叠纪河北承德三岔口基性岩墙、赤城下堡基性岩墙、大
中亚造山带是世界上最大的增生型造山带之一,也是世界上显生宙时期地壳增长量最大的地区。阿尔泰造山带位于中亚造山带的中南部,额尔齐斯断裂构成了阿尔泰造山带的南边界。这些
云南武定迤纳厂Fe-Cu-REE矿床位于扬子地块西南缘,康滇地轴云南段中部。该矿床赋存于早-中元古代下昆阳群迤纳厂组中,是康滇地区典型的铁-铜-稀土矿床之一。因为其特殊的矿物组
班公湖-怒江缝合带是羌塘地块和念青-唐古拉地块(拉萨地块)的分界线,代表了劳亚和冈瓦纳大陆之间已消失的新特提斯洋。东巧蛇绿岩是班公湖-怒江缝合带中段比较有代表性的一个蛇