顽火辉石的高压声速和下地幔的可能组成

• 作者: 徐济安 经福谦 谢鸿森 郭捷 霍卉 龚自正
• 来源期刊: 科学通报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 钙钛矿型顽火辉石 高温高压 声速 稳定性 下地幔 物质组分
• 年，卷（期）: 1999,（15）
• 所属期刊栏目: 简报
• 页码范围: 1662-1666
• 页数: 5页
• 分类号: P5
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:0023-074X.1999.15.020

摘要

用光分析技术在40～140 GPa的冲击压力(温度大致为1000～5000 K)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VP与冲击压力P的关系为:lnVP=3.709～0.691 lnP+0.094(ln P)2,且声速VP和密度ρ满足Birch定律:VP=4.068+1.677ρ,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40～140 GPa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(Mg1-x,Fex)O的等熵体积模量和剪切模量值均约只有(Mg1-x,Fex)SiO3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:下地幔主要由(Mg1-x,Fex)SiO3组成,仅允许有很少量的(Mg1-x,Fex)O存在.