CaC2O5（以下称为新型碳酸盐）是一种新发现的具有多种原子结构相（同质多相体）的碳酸盐矿物，在高温高压条件下通过金刚石压腔（DAC）实验合成。人们已经发现，新型碳酸盐可在上地幔至核幔边界温度压力条件下稳定存在，不过，目前还没有统一的研究描述其对地球深部组成和波速结构特征及地球内部碳循环的影响。中国地震局地震预测研究所刘雷研究员团队和中国地质大学（北京）毛世德教授团队合作，对6种不同新型碳酸盐同质多相矿物的晶格参数、声子频率、电子性质、弹性模量和波速特征随压力的变化进行了第一性原理模拟研究，并结合新型碳酸盐之间的相变条件和反应，揭示了新型碳酸盐在地球内部的赋存和循环过程，为了解地球内部物质组成提供了新数据支持，也为解释地球内部地震波速异常（地幔660km和地幔大型低剪切波速省）提供了新的参考机制，上述研究成果近日发表于《自然·通讯》。
地球内部的物质组成和地震波速结构特征是地球科学研究的热点，是探索和了解地球内部构造活动和地震活动等各动力学过程的重要基础。目前，地球内部波速结构特征的第一手资料一般来自地震学观测，合理解释地震学观测结果需了解地球内部物质高压下的密度和弹性等性质演化特征。
研究团队此次发现，I42d对称和C2-l对称新型碳酸盐虽然有着不同的原子结构，但在密度、电子态密度、能带结构和地震波速上表现出几乎相同的性质，可认定为同一物相。
Cc对称新型碳酸盐相变为I42d对称新型碳酸盐时引起的地震波速变化，与地幔转换带660km深度处的波速和密度异常一致，区别于先前认为的硅酸盐相变成因（林伍德石相变分解为布里奇曼石和铁方镁石）机制，为地幔转换带660km处的波速异常的起源提供了新的可能机制。
Fdd2对称新型碳酸盐在下地幔环境下相变为Pc和C2对称新型碳酸盐时，其剪切波波速降低了7.4%，密度增加了5.8%，与大型剪切波低速省高密度、低波速现象一致，且Fdd2对称新型碳酸盐波速与先前认为的大型剪切波低速省的主要组分硅酸钙钙钛矿的波速非常相似，表明新型碳酸盐可能是大型剪切波低速省的成分之一。
研究团队根据可能的反应生成式、相变边界及计算得到的数据，建立了基于新型碳酸盐及其反应物和生成物的地球内部碳循环模型，描述了其对地球深部碳循环可能存在的影响。
CaC2O5（以下称为新型碳酸盐）是一种新发现的具有多种原子结构相（同质多相体）的碳酸盐矿物，在高温高压条件下通过金刚石压腔（DAC）实验合成。人们已经发现，新型碳酸盐可在上地幔至核幔边界温度压力条件下稳定存在，不过，目前还没有统一的研究描述其对地球深部组成和波速结构特征及地球内部碳循环的影响。中国地震局地震预测研究所刘雷研究员团队和中国地质大学（北京）毛世德教授团队合作，对6种不同新型碳酸盐同质多相矿物的晶格参数、声子频率、电子性质、弹性模量和波速特征随压力的变化进行了第一性原理模拟研究，并结合新型碳酸盐之间的相变条件和反应，揭示了新型碳酸盐在地球内部的赋存和循环过程，为了解地球内部物质组成提供了新数据支持，也为解释地球内部地震波速异常（地幔660km和地幔大型低剪切波速省）提供了新的参考机制，上述研究成果近日发表于《自然·通讯》。
地球内部的物质组成和地震波速结构特征是地球科学研究的热点，是探索和了解地球内部构造活动和地震活动等各动力学过程的重要基础。目前，地球内部波速结构特征的第一手资料一般来自地震学观测，合理解释地震学观测结果需了解地球内部物质高压下的密度和弹性等性质演化特征。
研究团队此次发现，I42d对称和C2-l对称新型碳酸盐虽然有着不同的原子结构，但在密度、电子态密度、能带结构和地震波速上表现出几乎相同的性质，可认定为同一物相。
Cc对称新型碳酸盐相变为I42d对称新型碳酸盐时引起的地震波速变化，与地幔转换带660km深度处的波速和密度异常一致，区别于先前认为的硅酸盐相变成因（林伍德石相变分解为布里奇曼石和铁方镁石）机制，为地幔转换带660km处的波速异常的起源提供了新的可能机制。
Fdd2对称新型碳酸盐在下地幔环境下相变为Pc和C2对称新型碳酸盐时，其剪切波波速降低了7.4%，密度增加了5.8%，与大型剪切波低速省高密度、低波速现象一致，且Fdd2对称新型碳酸盐波速与先前认为的大型剪切波低速省的主要组分硅酸钙钙钛矿的波速非常相似，表明新型碳酸盐可能是大型剪切波低速省的成分之一。
研究团队根据可能的反应生成式、相变边界及计算得到的数据，建立了基于新型碳酸盐及其反应物和生成物的地球内部碳循环模型，描述了其对地球深部碳循环可能存在的影响。
本文链接：http://www.gihot.com/news-2-1341-0.html《自然》子刊在线发表地震预测研究所地震波速异常机制研究成果
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