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1.
 在60~110 GPa冲击压力(估算温度为2 300~4 800 K)范围内进行了5发原始样品为(Mg0.92,Fe0.08)SiO3顽火辉石的冲击压缩回收实验,对回收样品进行的X射线衍射(XRD)和红外吸收光谱(IR)分析结果表明:(1)回收样品的主相均是单链状结构硅酸盐,而非钙钛矿结构;(2)回收样品中均未观察到氧化物SiO2和(Mg0.92,Fe0.08)O的XRD 和IR特征谱线;(3)回收样品的XRD、IR特征谱线变得简略,并发现了与原始样品有某些不同的特征谱线,随冲击压力增加,这种变化趋于明显;(4) 通过对比冲击压力在85 GPa以下和97 GPa以上回收样品的XRD、IR特征谱线,没有观察到明显的新谱线特征出现。结合先前的冲击Hugoniot状态方程实验数据分析,可以认为:在冲击压缩过程中样品处于钙钛矿结构,在冲击卸载过程中样品发生了由钙钛矿结构向单链状结构的逆转相变;特别是,在实验的温度压力范围内,不可能发生由(Mg0.92,Fe0.08)SiO3向SiO2和(Mg0.92,Fe0.08)O的化学分解相变,顽火辉石的高压相——钙钛矿结构是稳定的。回收样品和原始样品的谱线差异可能对应于高压加载或卸载过程引起的某种晶格畸变,而高压加载导致钙钛矿型顽火辉石晶格畸变的可能性更大。这一结果将对下地幔矿物学模型的建立和下地幔地震波探测结果的解释提供基础物理依据。  相似文献   
2.
High-pressure behaviour of orthorhombic MgSiO3 perovskite crystal is simulated by using the density functional theory and plane-wave pseudopotentials approach up to 120 GPa pressure at zero temperature. The lattice constants and mass density of the MgSiO3 crystal as functions of pressure are computed, and the corresponding bulk modulus and bulk velocity are evaluated. Our theoretical results agree well with the high-pressure experimental data. A thermodynamic method is introduced to correct the temperature effect on the O-K first-principles results of bulk wave velocity, bulk modulus and mass density in lower mantle PIT range. Taking into account the temperature corrections, the corrected mass density, bulk modulus and bulk wave velocity of MgSiO3-perovskite are estimated from the first-principles results to be 2%, 4%, and 1% lower than the preliminary reference Earth model (PREM) profile, respectively, supporting the possibility of a pure perovskite lower mantle model.  相似文献   
3.
 用阻抗匹配法和电探针技术在48~140 GPa冲击压力范围内对化学组分为(Mg0.92, Fe0.08)SiO3、初始密度为3.06 g/cm3的天然顽火辉石进行了冲击压缩实验。根据本工作13发实验数据,结合McQueen等人的数据可以看出,(Mg0.92, Fe0.08)SiO3顽火辉石在冲击压缩过程中,大约经历三个明显区域:低压相区,压力范围为0~40 GPa;混合相区,压力范围为40~67 GPa;高压相区,压力范围为68~140 GPa。在低压相区,D-u关系已由McQueen给出;而在高压相区(68~140 GPa),可由本实验数据得到。由叠加原理计算得到的混合物(Mg0.92, Fe0.08)O(Mw)+SiO2(St)的D-u关系及p-ρ关系曲线明显偏离了实验数据的拟合曲线,从而排除了在高达140 GPa冲击压力下,钙钛矿结构的(Mg0.92, Fe0.08)SiO3发生向氧化物化学分解相变的可能性。对高压相区的实验数据进行拟合,可以得到(Mg0.92, Fe0.08)SiO3钙钛矿的Grüneisen参数γ。通过三阶Birch-Murnaghan有限应变状态方程,由冲击波实验数据得到了零压等熵体积模量K0S=259.6(9) GPa及其对压力的一阶偏导数K′0S=4.20(5),其ρ0=4.19 g/cm3。(Mg0.92, Fe0.08)SiO3钙钛矿冲击压缩下的密度数据与PREM密度剖面吻合很好,支持钙钛矿为主要成分的下地幔模型。  相似文献   
4.
利用高温高压实验技术,对月幔条件下水在橄榄石中的扩散行为开展实验模拟研究,考察氧逸度、压力和温度对水沿橄榄石晶体不同晶轴扩散速率的影响。实验结果表明:在高氧逸度条件下水在橄榄石中的扩散速率比低氧逸度条件下更高;扩散速率与温度正相关,与压力负相关;水沿橄榄石[100]轴的扩散速率较高,沿[001]轴的扩散速率较低,且随着压力的升高,扩散的各向异性减弱。月幔条件下,即使未完全饱和时橄榄石中的羟基含量仍超过10-4,因此橄榄石可成为月球深部水的重要储库。通过对比岩浆上升及喷发速率与水在橄榄石熔体包裹体中的扩散速率可知,熔体包裹体在岩浆上升过程中不会出现水的丢失,而在岩浆喷发过程中极有可能由于扩散作用而丢失大量的水。因此,前人根据橄榄石熔体包裹体所推测的月幔水含量有可能仅是下限值。研究工作为准确推演月球演化历史提供基础科学依据。  相似文献   
5.
结合不同的温度效应,研究了快速压缩过程对橄榄石结构稳定性的影响。分别在293、373、473、573、673、773 K下将橄榄石快速加压至3 GPa,在873、973、1073、1173 K下烧结橄榄石样品2 h后再在室温下快速加压至3 GPa。采用同步辐射X射线衍射、拉曼光谱、红外吸收光谱以及扫描电镜等技术分析了回收样品的结构和微观形貌。结果表明,上述过程中橄榄石结构均稳定,未发生由压力和温度导致的相变。橄榄石回收样品的微观形貌发生变化,晶粒细化。由于回收样品中存在残余应力以及晶粒细化,橄榄石的822 cm^–1和854 cm^–1拉曼特征峰出现了展宽和偏移。  相似文献   
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