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矿物学报2025年第02期:高温高压条件下超硅石榴石的热力学性质研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:苏畅;宋伟;杨光;刘永刚;

单位:防灾科技学院地球科学学院;中国科学院地球化学研究所地球内部物质高温高压院重点实验室;河北省地震动力学重点实验室;防灾科技学院信息工程学院;

摘要:超硅石榴石作为地幔过渡带的重要组成部分,对于理解地球内部的物理化学特性和相平衡十分重要。本研究通过数值迭代方法,并结合前人已发表的实验数据,研究了在较大温度和压力范围内,超硅石榴石的单晶体积和弹性性质,尤其是包括热膨胀系数、等压热容、熵和Grüneisen参数在内的热力学性质。研究发现,随着压力的升高,超硅石榴石的热膨胀系数、等压热容、熵和Grüneisen参数与压力呈现非线性的负相关。其中,热膨胀系数、等压热容和Grüneisen参数对压力的一阶导数分别在温度达到约470、860和1050 K时达到峰值,随后逐渐降低,而压力对熵的影响则在研究的温度范围内持续增强。本研究为了解地球内部物质组成特征,特别是地幔过渡带的相变提供了重要的参考。

关键词:超硅石榴石;;石榴石;;地幔转换带;;热力学性质;;高温高压

基金资助:国家自然科学基金(批准号:42404114);; 河北省自然科学基金(批准号:D2022512007)