高温高压下MgSiO_3熔体结构的第一性原理分子动力学研究 |
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引用本文: | 邓莉,刘红,田华,杜建国,刘雷.高温高压下MgSiO_3熔体结构的第一性原理分子动力学研究[J].高压物理学报,2014(3). |
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作者姓名: | 邓莉 刘红 田华 杜建国 刘雷 |
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作者单位: | 中国地震局地震预测研究所地震预测重点实验室;天津市地震局;太原理工大学计算机科学与技术学院; |
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基金项目: | 国家自然科学基金(41174071,41004032);中国地震局地震预测研究所基本科研业务费重点项目(2012IES010201) |
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摘 要: | 基于第一性原理分子动力学方法,计算了MgSiO3熔体在0~144GPa、2 000~6 000K的微观结构及其随压力、温度的变化特征。计算的近零压2 000K下O—Si、O—Mg和O—O对分布函数的第一峰值位置分别为0.163 5、0.197 0和0.269 5nm,与实验结果吻合很好。随着压力和温度的变化,MgSiO3熔体结构发生了显著变化,尤其是随着压力增加,结构变得更致密;当密度为4.59g/cm3时,原子间的平均键长随温度(小于5 000K)增加而减小,在常压和更高的压力下,原子间的平均键长随温度变化不明显。在133GPa、4 000K条件下,MgSiO3熔体的O—Si、O—Mg和O—O平均键长分别为0.161 0、0.183 5和0.230 0nm;从地表常压到核幔边界压力,平均Si—O配位数从4变到6,桥氧数目比例由31.3%增高到72.9%。MgSiO3熔体微观结构的认识对了解地幔内硅酸盐流体性质及其对地幔动力学的影响有重要意义。
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关 键 词: | MgSiO熔体 第一性原理分子动力学 对分布函数 平均配位数 |
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