第一性原理计算钙铝榴石高温高压下的热力学和弹性性质

摘要

地球内部是一个复杂的高温高压系统,了解地球内部的物质组成以及物理化学性质对认识地球的结构、地震波速度以及动力学过程有着非常重要的作用.其中石榴子石是组成地球地壳、上地幔和过渡带的重要组成矿物之一.在地幔岩模型中,上地幔由60％的橄榄石、15％的石榴子石以及25％的辉石组成,并随着深度的增加,辉石融入进石榴子石中,其体积分数可逐渐在过渡带增至40％左右.而在榴辉岩模型中,石榴子石的比例成分更大,其体积分数由上地幔顶部地区的30％增加到过渡带的约90％以上.因此,了解石榴子石和其各个端元矿物的热力学和弹力性质对理解上地幔和过渡带的成分、结构以及动力学过程有着至关重要的作用.