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摘要
高温高压实验研究发现了一种新型铁氧化物FeO2,其可以稳定地存在于地球内部。理论研究表明,FeO2可以与He在高温高压下发生反应,形成FeO2He,借此解释了地球内部He的赋存机制。采用第一性原理方法,对比研究了FeO2和FeO2He两种矿物在下地幔条件下的晶格热导率和声速特征。计算结果表明,FeO2He的晶格热导率比FeO2的晶格热导率高很多,并且其随压力的变化也比FeO2大。两种矿物的晶格热导率与温度的变化关系都接近T-1,与传统半导体的结论一致。分析表明,两种矿物的群速度差异较小,对晶格热导率的影响有限;两种矿物的非谐散射率有较大的差异,是导致两者晶格热导率差异的主要原因。FeO2He的剪切和压缩波波速都比FeO2大一些,但两者的波速都比下地幔主要矿物钙钛矿的波速小,符合D″层超低声速的特征。
- 出版日期2021
- 单位中国地质大学（武汉）; 中国工程物理研究院流体物理研究所
