下地幔压力下 CaCO$_{3}$ 的后文石相
材料科学
2018-02-07 v2 地球物理
摘要
碳酸盐矿物在下地幔条件下的稳定性、结构和性质对我们理解全球碳循环和地球内部组成具有重要影响。近年来，人们对碳酸盐在下地幔条件下的行为，特别是其碳杂化方式表现出浓厚兴趣，这与深地幔中碳的储存相关。利用金刚石压腔中的高压同步辐射 X 射线衍射，并结合使用 CO 激光对 CaCO 直接激光加热，我们确定了该材料在 40 GPa 以上（对应于约 1,000 km 深的下地幔）的一个晶相，该相最初由第一性原理结构预测所预言。在 40 GPa 观测到的 碳杂化物种为单斜晶系，具有 对称性，并稳定至 50 GPa，高于此压力则转变为一种无法用现有已知相标定的结构。结合第一性原理随机结构搜索（AIRSS）和准谐近似（QHA）计算，重新探索了 CaCO 丰富相图的相对相稳定性。采用微扰弹性带（NEB）计算研究 CaCO 相关晶相之间的反应机制，我们推测该矿物能够在 结构中纯粹发生 - 杂化转变，而无需经过公认的后文石 结构。
引用
@article{arxiv.1709.02516,
title = {Post-aragonite phases of CaCO$_{3}$ at lower mantle pressures},
author = {Dean Smith and Keith V. Lawler and Miguel Martinez-Canales and Austin W. Daykin and Zachary Fussell and G. Alexander Smith and Christian Childs and Jesse S. Smith and Chris J. Pickard and Ashkan Salamat},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.02516},
year = {2018}
}
备注
12 pages, 8 figures