辉石结构与相变的第一性原理研究

摘要：

利用第一性原理方法研究了Mg端员辉石(MgSiO3)低压相(Pbca、P21/c)和高压相(C2/c、P21ca)在不同压力下(0～30 GPa)的结构.首先计算得到了不同压力下各相的晶胞体积,并由状态方程拟合得到了体积模量,结果显示在零温零压条件下Pbca和P21/c(低压单斜相)的体积模量相近,C2/c的体积模量最大(比Pbca的大3％),而P21ca作为高压相其体积模量却比Pbca小很多.其次分析了Mg端员辉石3个轴向的压缩性,发现C2/c相的c轴比a轴难压缩,与前人研究的透辉石(MgCaSi2O6)的表现相反.P21/c、C2/c、P21ca的链角随着压力的增大而减小;Pbca其中一种链角的变化趋势和其他3个相一样,而另一种链角先随着压力的增大而减小,在达到7 GPa后开始增大,可能表示相的不稳定或开始相变.最后通过研究不同相之间的焓值差,讨论了Mg端员辉石在低温高压下可能存在的相变情况.

关键词：第一性原理、辉石、相变、体积模量、轴向压缩性

所属期刊栏目：31

分类号：P574.1;O521.2(矿物学)

资助基金：国家自然科学基金41274091,41674089

在线出版日期：2017-04-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：125-134