本文關(guān)鍵詞：礦物高溫高壓下彈性的第一性原理計(jì)算研究進(jìn)展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：礦物在高溫高壓下的彈性特性是我們將地球內(nèi)部波速信息轉(zhuǎn)換為地球內(nèi)部成分、溫度時(shí)所不可缺的最基本數(shù)據(jù),是我們理解地球內(nèi)部水的分布、地球動(dòng)力學(xué)特性等的基礎(chǔ).最近十多年來,彈性特性的研究取得了長足的進(jìn)展.第一性原理計(jì)算方法無需引進(jìn)任何經(jīng)驗(yàn)參數(shù),所得的結(jié)果跟實(shí)驗(yàn)可以比擬,可以提供認(rèn)識(shí)地球內(nèi)部所需的高溫高壓彈性系統(tǒng)可靠數(shù)據(jù),在礦物高溫高壓下彈性研究中扮演了越來越重要的角色.這一方面得益于計(jì)算能力的提高,同時(shí)也由于計(jì)算方法的進(jìn)步,如最近發(fā)展的新方法所需的計(jì)算量不到常規(guī)方法的十分之一,且保持計(jì)算精度,新方法緩解了常規(guī)方法驚人計(jì)算量對(duì)礦物彈性研究的制約,加速了我們對(duì)地球內(nèi)部主要礦物彈性特性的獲取,有力地深化了我們對(duì)地球內(nèi)部成分動(dòng)力學(xué)特性的認(rèn)識(shí).目前我們對(duì)下地幔的主要礦物的彈性特性已經(jīng)有比較好的認(rèn)識(shí),包括溫度、壓強(qiáng)、鐵含量對(duì)彈性的影響,以及鐵的自旋轉(zhuǎn)變下鐵方鎂石體模量的反常降低,利用這些數(shù)據(jù)限定下地幔鐵方鎂石最可能的含量為10~15%.其自旋轉(zhuǎn)變效應(yīng)足以在層析成像中產(chǎn)生清晰的信號(hào),例如在~1700km處縱波的溫度敏感性不到~2300km深處的幾分之一,全球P波圖像及夏威夷、冰島等熱點(diǎn)下面的地幔柱P波圖像在相應(yīng)深度的"中斷"都可能與鐵方鎂石自旋轉(zhuǎn)變有關(guān).地球動(dòng)力學(xué)模擬也發(fā)現(xiàn)鐵的自旋轉(zhuǎn)變對(duì)太平洋和非洲下面大低波速塊體的兩大結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(包括清晰的邊界以及從核幔邊界一直穩(wěn)定到邊界以上近千千米)的形成扮演關(guān)鍵的角色,從不同的角度表明下地幔鐵發(fā)生了自旋轉(zhuǎn)變.計(jì)算也研究了大部分上地幔和地幔過渡帶的礦物彈性特性包括水含量對(duì)地幔過渡帶礦物彈性的影響,以及俯沖帶含水礦物及其他不含水的主要礦物的彈性特性,以幫助弄清俯沖帶的含水及水的運(yùn)移狀況,水在地球內(nèi)部的分布等.但目前水對(duì)礦物彈性影響的計(jì)算工作基本上還沒考慮溫度的影響,俯沖帶的溫度比周圍地幔低,溫度的效應(yīng)是不容忽視的問題,應(yīng)該是將來進(jìn)一步研究的重要方向.鐵及其合金在高溫高壓下的彈性也被計(jì)算大量的研究,這些研究為更好地確定地核輕元素的種類及其含量提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),但現(xiàn)有的彈性數(shù)據(jù)還遠(yuǎn)未能滿足我們認(rèn)識(shí)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)彈性數(shù)據(jù)的需求,我們還有大量的工作需要展開.
【作者單位】： 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院地震與地球內(nèi)部物理實(shí)驗(yàn)室;安徽蒙城地球物理國家野外科學(xué)觀測研究站;
【關(guān)鍵詞】： 地幔溫度 地幔成分 地核成分 地核結(jié)構(gòu) 從頭算起方法
【基金】：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):2014CB845905) 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):41590621,41274087) 中國科學(xué)院國際合作創(chuàng)新團(tuán)體項(xiàng)目資助
【分類號(hào)】：P574
【正文快照】： 國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):2014CB845905)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):41590621,41274087)和中國科學(xué)院國際合作創(chuàng)新團(tuán)體項(xiàng)目資助1前言材料的彈性反映了材料結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)力變化的響應(yīng),是理解材料變形、破壞、以及彈性波傳播等過程的基礎(chǔ),因此是材料科學(xué)研究中非常重要

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1 韋瑋;朱永;林成;田莉;許祖穩(wěn);農(nóng)金鵬;;基于第一性原理計(jì)算的摻雜柔性黑硅吸收光譜特性分析[J];光譜學(xué)與光譜分析;2014年04期

2 張向超;楊華明;陶秋芬;;TiO_2基納米材料第一性原理計(jì)算模擬的研究進(jìn)展[J];材料工程;2008年01期

3 劉永剛;宋綿新;邊亮;孟川民;;高壓下NaI彈性常數(shù)與聲速的第一性原理計(jì)算(英文)[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

4 王婷婷;李根全;盧成;李勇;;氧化鎘高壓物性的第一性原理計(jì)算[J];西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年03期

5 汪志剛;;鋁單晶價(jià)電子能帶結(jié)構(gòu)的第一性原理計(jì)算研究[J];內(nèi)江師范學(xué)院學(xué)報(bào);2009年04期

6 江勇;;摻雜ZnO的第一性原理計(jì)算[J];科協(xié)論壇(下半月);2010年11期

7 李德華;蘇文晉;朱曉玲;;BC_5力學(xué)性質(zhì)的第一性原理計(jì)算[J];物理學(xué)報(bào);2012年02期

8 趙立凱;趙二俊;武志堅(jiān);;5d過渡金屬二硼化物的結(jié)構(gòu)和熱、力學(xué)性質(zhì)的第一性原理計(jì)算[J];物理學(xué)報(bào);2013年04期

9 周曉龍;馮晶;曹建春;陳敬超;孫加林;杜曄平;于杰;杜焰;楊寧;;Ag/CuO復(fù)合材料界面穩(wěn)定性的第一性原理計(jì)算[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2008年12期

10 郭艷;周曉林;;超硬材料ReB_2彈性常數(shù)的第一性原理計(jì)算(英文)[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年05期

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1 吳忠慶;Renata Wentzcovitch;;高溫高壓彈性的第一性原理計(jì)算新方法及應(yīng)用[A];中國地球物理學(xué)會(huì)第二十七屆年會(huì)論文集[C];2011年

2 趙麗軍;張小超;樊彩梅;賈金田;梁鎮(zhèn)海;韓培德;;納米鈦酸鎳材料結(jié)構(gòu)模擬及第一性原理計(jì)算[A];第十一屆全國計(jì)算（機(jī)）化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

3 羅曉光;李金平;張幸紅;韓杰才;董善亮;;第一性原理計(jì)算氯化鈉型過渡金屬硼化物的彈性性質(zhì)[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

4 陳灝;蔣鋒;周永西;梁云燁;R.Note;H.Mizuseki;Y.Kawazoe;;分子電子學(xué)和第一性原理計(jì)算(英文)[A];量子電荷和自旋輸運(yùn)研討會(huì)論文集[C];2005年

5 董錦明;翁紅明;Y.Kawazoe;T.Fukumura;M.Kawasaki;;磁光效應(yīng)和材料磁光性質(zhì)的第一性原理計(jì)算[A];量子電荷和自旋輸運(yùn)研討會(huì)論文集[C];2005年

6 秦敬玉;厲瑞艷;楊磊;;基于逆蒙特卡羅和第一性原理計(jì)算聯(lián)合的Fe-B-Si非晶結(jié)構(gòu)分析[A];第三屆散裂中子源多學(xué)科應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2006年

7 姚超;吳忠慶;;第一性原理計(jì)算高溫高壓下Magnesite的狀態(tài)方程、彈性、波速和密度[A];2014年中國地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)——專題11：深部高壓結(jié)構(gòu)、過程及地球物理響應(yīng)論文集[C];2014年

8 侯士敏;;納電子器件電學(xué)特性的第一性原理計(jì)算[A];2005年納米和表面科學(xué)與技術(shù)全國會(huì)議論文摘要集[C];2005年

9 張喬麗;袁大慶;張煥喬;范平;左翼;鄭永男;K.Masuta;M.Fukuda;M.Mihara;T.Minamisono;A.Kitagawa;朱升云;;P在α-Al_2O_3中電場梯度的第一性原理計(jì)算[A];第十四屆全國核結(jié)構(gòu)大會(huì)暨第十次全國核結(jié)構(gòu)專題討論會(huì)論文摘要[C];2012年

10 趙憲庚;;院長致辭[A];中國工程物理研究院科技年報(bào)(2012年版)[C];2012年

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