2015年10月23日固体地球物理学术报告通知_王贤龙 研究员

硅酸镁钙钛矿是下地幔中最主要的矿物，对含铁铝硅酸镁钙钛矿高温高压物性的充分理解是研究下地幔性质的基础。利用第一性原理方法结合晶格动力学方法，我们研究了在下地幔压力范围内硅酸镁钙钛矿中Fe2+，Fe3+Fe3+和Fe3+Al3+杂质的稳定掺杂位置和磁基态并计算了声子谱。计算中利用LSDA+U方法来描述Fe-O键中的强关联效应。计算结果显示占据镁位的铁在0~130 GPa的压力范围内都具有高自旋态，而占据硅位的三价铁在~51 GPa的压力下会发生高自旋到低自旋的转变。铁铝杂质(6.25 mol％)能够引起硅酸镁钙钛矿P-V-T状态方程的少许改变。通过计算下地幔可能矿物组合的弹性波波速和密度得出pyrolitic组份是合理的下地幔模型，并且硅酸镁钙钛矿中主要含有三价铁。我们将进一步阐述铁铝杂质对硅酸镁钙钛矿到后钙钛矿相变行为的影响。