来自分子动力学的MgSiO3钙钛矿的压力-体积-温度状态方程及对下地幔成分的限制
摘要：下地幔的组成可以通过检查密度和构造模型的声速作为深度函数来研究。为了实现这一点，需要在下地幔条件下了解组成部分的体积和热弹性特性。我们使用非经验变分诱导呼吸（VIB）原子间势能和分子动力学模拟确定了MgSiO3钙钛矿的热状态方程（EOS），该模拟在下地幔的压力和温度条件下进行。我们将我们的压力-体积-温度结果拟合为形式为P（V，T）= P0（V，T0）+ Delta Pth（T）的热EOS，其中T0 = 300 K，P0是等温通用EOS。热压Delta Pth可以表示为线性关系Delta Pth = a + b T。我们发现V0 = 165.40 A^3，KT0 = 273 GPa，K'T0 = 3.86，a = -1.99 GPa，b = 0.00664 GPa K^-1，适用于0-140 GPa压力和300-3000 K温度。通过将V0固定为实验确定的162.49 A^3的值，并计算沿着下地幔热地温曲线的密度和体积声速剖面，我们发现下地幔不能仅由具有XMg在0.9-1.0范围的（Mg,Fe）SiO3钙钛矿组成。然而，使用67体积％的钙钛矿（XMg = 0.93-0.96）和33体积％的镁铁尖晶石（XMg = 0.82-0.86）的pyrolitic组分，我们获得了与合理的地温下地幔构造模型非常符合的密度和速度剖面。
作者：Frederic C. Marton, Joel Ita, Ronald E. Cohen
论文ID：physics/0010083
分类：Geophysics
分类简称：physics.geo-ph
提交时间：2007-05-23