利蛇纹石高温高压弹性性质

地球深部水循环是理解地球演化与动力学过程和识别地质超临界流体的关键。板块俯冲可以通过含水矿物将水带入地球深部。 这些含水矿物在不同深部脱水，促成硅酸盐熔流体的形成，将水返回地表，形成深部水循环。在合适的温压条件下，矿物脱水形成的是超临界流体。蛇纹石是俯冲板块中重要的含水矿物，它存在利蛇纹石、叶蛇纹石和纤蛇纹石三相。课题组利用第一性原理计算方法确定了俯冲带温压条件下利蛇纹石的弹性性质，发现其具有很强的波速各向异性，其剪切波各向异性几乎是其高压相叶蛇纹石的两倍。通过蛇纹石的波速各向异性结合地震学结果发现：一些板块内原先被认为是叶蛇纹石其实更应该是利蛇纹石。由于利蛇纹石和叶蛇纹石具有不同的波速特性和稳定的温压范围， 该结果对估计板块的含水量和超临界流体的识别意义重要。因此，利蛇纹石在高温高压下的弹性性质对揭示俯冲带蛇纹石化程度、含水量以及地球内部的水循环都有重要意义。