下地幔温压下(Mg,Fe)SiO3钙钛矿的相稳定性--对冲击回收样品的微观分析

摘要：

在60～110 GPa冲击压力(估算温度为2300～4800 K)范围内进行了5发原始样品为(Mg0.92,Fe0.08)SiO3顽火辉石的冲击压缩回收实验,对回收样品进行的X射线衍射(XRD)和红外吸收光谱(IR)分析结果表明:(1) 回收样品的主相均是单链状结构硅酸盐,而非钙钛矿结构;(2) 回收样品中均未观察到氧化物SiO2和(Mg0.92,Fe0.08)O的XRD 和IR特征谱线;(3) 回收样品的XRD 、IR特征谱线变得简略,并发现了与原始样品有某些不同的特征谱线,随冲击压力增加,这种变化趋于明显.(4) 通过对比冲击压力在85 GPa以下和97 GPa以上回收样品的XRD 、IR特征谱线,没有观察到明显的新谱线特征出现.结合先前的冲击Hugoniot状态方程实验数据分析,可以认为:在冲击压缩过程中样品处于钙钛矿结构,在冲击卸载过程中样品发生了由钙钛矿结构向单链状结构的逆转相变;特别是,在实验的温度压力范围内,不可能发生由(Mg0.92,Fe0.08)SiO3向 SiO2和(Mg0.92,Fe0.08)O的化学分解相变,顽火辉石的高压相--钙钛矿结构是稳定的.回收样品和原始样品的谱线差异可能对应于高压加载或卸载过程引起的某种晶格畸变,而高压加载导致钙钛矿型顽火辉石晶格畸变的可能性更大.这一结果将对下地幔矿物学模型的建立和下地幔地震波探测结果的解释提供基础物理依据.

关键词：顽火辉石、冲击回收、XRD和IR微观分析、(Mg、Fe)SiO3 钙钛矿的相稳定性、下地幔

所属期刊栏目：18

分类号：O521.21(高压与高温物理学)

资助基金：国家自然科学基金10299040

在线出版日期：2004-08-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：170-176