静水压力和单轴压力对后钙钛矿MgSiO_3中地震波速的影响

作     者：何开华 陈琦丽 王清波 王希成 高本州 姬广富 

作者机构：中国地质大学数学与物理学院湖北武汉430074 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室四川绵阳621900 

出 版 物：《地球科学（中国地质大学学报）》 (Earth Science-Journal of China University of Geosciences)

年 卷 期：2013年第38卷第3期

页      面：501-507页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 070801[理学-固体地球物理学] 0708[理学-地球物理学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 0704[理学-天文学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.41104054) 中央高校基本科研业务费资助项目 

主　　题：后钙钛MgSiO3 静水压力 单轴压力 D''层 地震波速 矿物材料 

摘      要：后钙钛矿MgSiO3对于重新认识地球的基本结构和成分具有重大意义.采用基于密度泛函理论的第一性原理计算对后钙钛矿MgSiO3在静水压力和单轴压力下的弹性性质和地震波速特征进行了研究.首先通过总能比较和力学稳定性判据验证了后钙钛矿MgSiO3在高压下的稳定性,并且计算得到的晶格常数与前人结果符合很好.计算表明在高压下(D层),后钙钛矿具有比钙钛矿大的体变模量、剪切模量及密度,并且具有大的地震波速,这与地震观测D层中地震波速的不连续性一致.在静水压力作用下,计算结果显示压缩波各向异性基本保持不变,而剪切波各向异性增强.有单轴应力作用时,后钙钛矿地震波各向异性差异非常明显,当压力作用在a轴或c轴上时,能够得到比对应静水压力下后钙钛矿更强的各向异性,而恰好相反的是,压缩b轴时,各向异性有减小的趋势.本研究能为解释地幔底部地震波不连续性和横向差异提供一定的参考.