CaC2O5（以下稱為新型碳酸鹽）是一種新發現的具有多種原子結構相（同質多相體）的碳酸鹽礦物，在高溫高壓條件下通過金剛石壓腔（DAC）實驗合成。人們已經發現，新型碳酸鹽可在上地幔至核幔邊界溫度壓力條件下穩定存在，不過，目前還沒有統一的研究描述其對地球深部組成和波速結構特征及地球內部碳循環的影響。中國地震局地震預測研究所劉雷研究員團隊和中國地質大學（北京）毛世德教授團隊合作，對6種不同新型碳酸鹽同質多相礦物的晶格參數、聲子頻率、電子性質、彈性模量和波速特征隨壓力的變化進行了第一性原理模擬研究，并結合新型碳酸鹽之間的相變條件和反應，揭示了新型碳酸鹽在地球內部的賦存和循環過程，為了解地球內部物質組成提供了新數據支持，也為解釋地球內部地震波速異常（地幔660km和地幔大型低剪切波速省）提供了新的參考機制，上述研究成果近日發表于《自然·通訊》。
地球內部的物質組成和地震波速結構特征是地球科學研究的熱點，是探索和了解地球內部構造活動和地震活動等各動力學過程的重要基礎。目前，地球內部波速結構特征的第一手資料一般來自地震學觀測，合理解釋地震學觀測結果需了解地球內部物質高壓下的密度和彈性等性質演化特征。
研究團隊此次發現，I42d對稱和C2-l對稱新型碳酸鹽雖然有著不同的原子結構，但在密度、電子態密度、能帶結構和地震波速上表現出幾乎相同的性質，可認定為同一物相。
Cc對稱新型碳酸鹽相變為I42d對稱新型碳酸鹽時引起的地震波速變化，與地幔轉換帶660km深度處的波速和密度異常一致，區別于先前認為的硅酸鹽相變成因（林伍德石相變分解為布里奇曼石和鐵方鎂石）機制，為地幔轉換帶660km處的波速異常的起源提供了新的可能機制。
Fdd2對稱新型碳酸鹽在下地幔環境下相變為Pc和C2對稱新型碳酸鹽時，其剪切波波速降低了7.4%，密度增加了5.8%，與大型剪切波低速省高密度、低波速現象一致，且Fdd2對稱新型碳酸鹽波速與先前認為的大型剪切波低速省的主要組分硅酸鈣鈣鈦礦的波速非常相似，表明新型碳酸鹽可能是大型剪切波低速省的成分之一。
研究團隊根據可能的反應生成式、相變邊界及計算得到的數據，建立了基于新型碳酸鹽及其反應物和生成物的地球內部碳循環模型，描述了其對地球深部碳循環可能存在的影響。
CaC2O5（以下稱為新型碳酸鹽）是一種新發現的具有多種原子結構相（同質多相體）的碳酸鹽礦物，在高溫高壓條件下通過金剛石壓腔（DAC）實驗合成。人們已經發現，新型碳酸鹽可在上地幔至核幔邊界溫度壓力條件下穩定存在，不過，目前還沒有統一的研究描述其對地球深部組成和波速結構特征及地球內部碳循環的影響。中國地震局地震預測研究所劉雷研究員團隊和中國地質大學（北京）毛世德教授團隊合作，對6種不同新型碳酸鹽同質多相礦物的晶格參數、聲子頻率、電子性質、彈性模量和波速特征隨壓力的變化進行了第一性原理模擬研究，并結合新型碳酸鹽之間的相變條件和反應，揭示了新型碳酸鹽在地球內部的賦存和循環過程，為了解地球內部物質組成提供了新數據支持，也為解釋地球內部地震波速異常（地幔660km和地幔大型低剪切波速省）提供了新的參考機制，上述研究成果近日發表于《自然·通訊》。
地球內部的物質組成和地震波速結構特征是地球科學研究的熱點，是探索和了解地球內部構造活動和地震活動等各動力學過程的重要基礎。目前，地球內部波速結構特征的第一手資料一般來自地震學觀測，合理解釋地震學觀測結果需了解地球內部物質高壓下的密度和彈性等性質演化特征。
研究團隊此次發現，I42d對稱和C2-l對稱新型碳酸鹽雖然有著不同的原子結構，但在密度、電子態密度、能帶結構和地震波速上表現出幾乎相同的性質，可認定為同一物相。
Cc對稱新型碳酸鹽相變為I42d對稱新型碳酸鹽時引起的地震波速變化，與地幔轉換帶660km深度處的波速和密度異常一致，區別于先前認為的硅酸鹽相變成因（林伍德石相變分解為布里奇曼石和鐵方鎂石）機制，為地幔轉換帶660km處的波速異常的起源提供了新的可能機制。
Fdd2對稱新型碳酸鹽在下地幔環境下相變為Pc和C2對稱新型碳酸鹽時，其剪切波波速降低了7.4%，密度增加了5.8%，與大型剪切波低速省高密度、低波速現象一致，且Fdd2對稱新型碳酸鹽波速與先前認為的大型剪切波低速省的主要組分硅酸鈣鈣鈦礦的波速非常相似，表明新型碳酸鹽可能是大型剪切波低速省的成分之一。
研究團隊根據可能的反應生成式、相變邊界及計算得到的數據，建立了基于新型碳酸鹽及其反應物和生成物的地球內部碳循環模型，描述了其對地球深部碳循環可能存在的影響。
本文鏈接：《自然》子刊在線發表地震預測研究所地震波速異常機制研究成果http://m.sq15.cn/show-2-2650-0.html
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