顽火辉石的高压声速和下地幔的可能组成

详细信息   

• 责任者：龚自正^c中科院贵阳地化所 ; 谢鸿森 ; 霍卉^c中国工程物理院流体物理所 ; 经福谦 ; 郭捷 ; 徐济安
• 刊名：科学通报
• 出版年：1999
• 卷期：４４^b１５
• 关键词：下地幔 ; 顽辉石 ; 高温高压实验11^a河北20^a波群速度 ; 纵波 ; 矿物成分
• 页码：１６６２～１６６６
• 索书号：P106.6/432
• 图表：参２２插图
• 分类号：1400
• 文摘期号：2000/01

摘要

该文用光分析技术在４０～１４０ＧＰａ的冲击压力（温度大致为１ ０００～５ ０００ｋ）范围内测量了钙钛矿型顽火辉石的高压声速。实验测定其纵波声速[WTBX]Ｖ[WTBZ]Ｐ与冲击压力Ｐ的关系为：ｌｎ[WTBX]Ｖ[WTBZ]Ｐ＝３７０９～０６９１ｌｎＰ＋００９４（ｌｎＰ）２，且声速[WTBX]Ｖ[WTBZ]Ｐ和密度ρ满足Birch定律:[WTBX]Ｖ[WTBZ]Ｐ=4.068+1.677ρ,可以确认在下地幔的温度压力下钙钛矿型顽火辉石是稳定的。在４０～１４０ＧＰａ的压力范围内，顽火辉石的纵波、横波声速压力曲线均与ＰＲＥＭ的平行。其中纵波声速压力曲线比ＰＲＥＭ的约低０５％，剪切波速比ＰＲＥＭ的约高２％。考虑到（Ｍｇ１－ｘ，Ｆｅｘ）Ｏ的等熵体积模量和剪切模量值均约只有（Ｍｇ１－ｘ，Ｆｅｘ）ＳｉＯ３的一半，且声速（或体积模量）对Ｆｅ／（Ｍｇ＋Ｆｅ）的比值并不敏感。因此在ＰＲＥＭ声速压力曲线的约束下，可以认为：下块幔主要由（Ｍｇ１－ｘ，Ｆｅｘ）ＳｉＯ３组成，仅允许有很少量的（Ｍｇ１－ｘ，Ｆｅｘ）Ｏ存在。（小溪）