《極端條件下研究鐵元素在下地幔物質中的狀態》是依託北京大學，由巫翔擔任負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：極端條件下研究鐵元素在下地幔物質中的狀態
- 項目負責人：巫翔
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：聯合基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鐵是在下地幔物質中的一種主量元素，它的物理化學行為(分配係數、氧化態、自旋轉變等)影響著宿主的結構穩定性和電熱力學傳輸性。因此，鐵在下地幔物質中的狀態是解決許多重要地球科學問題的“鑰匙”。本項目採用同步輻射表征技術、常規實驗室的現代儀器及理論模擬方法，開展極端條件下鐵元素在下地幔物質中狀態的研究，主要涉及內容有鐵方鎂礦中鐵的局域結構、鐵方鎂礦的熔融曲線、含鐵礦物中鐵的自旋態、鐵鎂在鈣鈦礦和方鎂礦的配分係數。通過本項目的研究，獲得下地幔物質中鐵元素狀態的內在本質聯繫，套用微觀尺度得到的信息，為下地幔物質的組成、狀態及其演化建立相應的約束條件。最佳化高壓X射線吸收譜、X射線發射譜和微束X射線衍射的測試條件，進一步完善和促進國內同步輻射高壓譜學在地球科學中的套用。
結題摘要
鐵是在下地幔物質中的一種主量元素，它的物理化學行為(分配係數、氧化態、自旋轉變等)影響著宿主的結構穩定性和電熱力學傳輸性。因此，鐵在下地幔物質中的狀態是解決許多重要地球科學問題的“鑰匙”。本項目採用同步輻射表征技術、常規實驗室的現代儀器及理論模擬方法，開展極端條件下鐵元素在下地幔物質中狀態的研究，獲得下地幔物質中鐵元素狀態的內在本質聯繫，套用這些微觀尺度得到的信息，為下地幔物質的組成、狀態及其演化建立相應的約束條件。取得了4點重要的成果： (1) 提出50%或者更少的含鐵後鈣鈦礦和方鎂鐵礦發生擇優排布，可以合理地解釋環太平洋邊緣下D”層地震波速的各向異性；(2) 提出太平洋俯衝帶在下地幔中部地震波速不均一性可能源於下地幔物質中鐵的自旋轉變；(3)查明鐵磷合金在地球及行星核心中的狀態，涉及有磷的富集機制及磷在核心含量的極大值；(4)改進高壓X射線吸收譜的測試技術、發展了X射線發射譜測試技術，並套用到高壓物質科學研究中。這些代表性成果發表在Nature Communications、Earth and Planetary Science Letters、Journal of Geophysical Research: Solid Earth、New Journal of Physics等高影響力雜誌上，共30篇。
