对碳酸镁热力学状态方程的实验研究

发布时间：2019-10-17 23:20

【摘要】：最近研究认为,地球表面的碳会随俯冲板片下沉被带入地球内部。由于碳在地幔硅酸然中极低的溶解度,地幔中的碳主要以碳酸盐及其相应的高压相,包括方解石(CaC03),菱镁矿(MgC03),白云石(MgCa(C03)2),以及金刚石和Fe-C化合物的形式存在。因此,在地幔相应的温度和压力条件下研究这些含碳物质的物理性质,包括密度、波速、相变规律等,是理解地球深内部的碳循环和储存方式的关键。本论文以碳酸镁高温高压下的稳定性和热力学状态方程为研究对象,利用美国阿贡国家实验室的APS同步辐射光源,采用激光加热金刚石对顶砧技术研究了 MgC03在29-100 GPa、1200-2500 K的压强-体积-温度关系。在实验所覆盖的温压条件下,MgC03以菱镁矿结构稳定存在。利用Mie-Gruneisen状态方程分析了所获得的压力-体积关系。在KT'固定为4,德拜温度θD0固定为750 K和q固定为 1 后的条件下,拟合得到了KT0=114.3(4)GPa,y0=1.75,V0=280.71A3。同时,我们利用的一个内部统一的自洽压标体系对前人的实验数据进行了压标的统一,重新分析了过去实验的压强。并且结合前人的理论研究和实验研究结果,讨论了 MgC03在下地幔温压条件下的稳定性和化学性质。我们获得的热力学状态参数帮助我们计算MgC03在下地幔温压条件下的密度和波速数据。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P579;P542.5

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本文编号：2550808