【摘 要】
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碳元素是地球上最重要的化学元素之一.地球大气中的碳含量深刻影响着全球气候.碳元素也是组成生命物质的必要元素之一,是地球生命形成和演化的物质基础.在地球的深部,碳元素的存在会降低地幔的固相线,进而影响岩浆活动.基于平衡分馏模型和瑞利分馏模型，我们分别讨论了核慢分异过程中的碳同位素分馏对地球硅酸盐部分的碳同位素信号所造成的影响。利用平衡分馏模型无法解释硅酸盐地球碳同位素比球粒陨石偏重巧%。，但是我们详
【机 构】
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中国科学院地球化学研究所,矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550002
【出 处】
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中国矿物岩石地球化学学会第九次全国会员代表大会暨第16届学术年会
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碳元素是地球上最重要的化学元素之一.地球大气中的碳含量深刻影响着全球气候.碳元素也是组成生命物质的必要元素之一,是地球生命形成和演化的物质基础.在地球的深部,碳元素的存在会降低地幔的固相线,进而影响岩浆活动.基于平衡分馏模型和瑞利分馏模型，我们分别讨论了核慢分异过程中的碳同位素分馏对地球硅酸盐部分的碳同位素信号所造成的影响。利用平衡分馏模型无法解释硅酸盐地球碳同位素比球粒陨石偏重巧%。，但是我们详细分析了可能的原因。利用瑞利分馏模型，我们发现地球上的碳至少有90%进人到了金属核之中，也就是说地核可能是地球上最大的碳储库。
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下地幔D"层是一个具有强烈地震各项异性的区域.在D"层里,剪切波速和体波速间具有反相关性,地震波速不连续.此外,D"层在横向厚度上起伏巨大,厚度变化在0～300km之间.在地震学和地球动力学研究的基础上,D"层的这一特征被认为主要是由于下地幔矿物布里奇曼石在D"层深度条件下发生矿物相变,成为后钙钛矿所导致.而在此基础上，下地慢含水性的提出，对下地慢矿物的物理化学性质，矿物相变，下地慢圈层交换等带来
中国华南地区已经探明的花岗岩型和火山岩型铀矿中,大部分矿田基底地层或者岩体外围中都分布了高铀含量的前寒武纪地层,江西省相山铀铅锌多金属矿田就是其中之一,它位于江南造山带东南缘,是中国发现最早、规模最大的火山岩型铀矿田,其基底为一套前寒武纪变质岩,经历过多期次的变质作用叠加改造而成,自元古宙以来一直是一处地热异常区域.
橄榄石及其高压相(瓦兹利石、林伍德石)是上地幔及转换带的主要组成矿物,地震学研究表明橄榄石、瓦兹利石、林伍德石的一系列相变与地幔转换带中地震波不连续面的形成密切相关,即在转换带410km附近橄榄石相变为瓦兹利石,在520km附近瓦兹利石相变为林伍德石,而林伍德石在660km附近分解为钙钛矿(MgSiO3)和铁方镁石.通过对上地慢含水矿物的理论地球化学研究，有助于提高对地慢中微量元素地球化学行为的认
近年来研究表明,存在于俯冲板片沉积层和大洋岩石圈的方解石(CaCO3)、菱镁矿(MgCO3)和白云石(MgCa(CO3)2)在高温高压下均会经历一系列的结构相变,所产生的高压相可稳定存在于地幔相应的温度和压力条件下.地慢是一个多相共存的复杂体系，而之前的高温高压实验和理论计算大多局限在单一碳酸盐相。因此，在地慢相应的多相体系研究碳酸盐矿物的结构稳定性，对我们理解碳在地球深内部输运和循环过程至关重要
地幔中水的存在(可溶性H2O或者OH)可以极大的影响地幔的化学性质以及物理形态(Hirth and Kohlstedt,1996;Sobolev and Chaussidon,1996;Thompson,1992),因此研究地幔水对于认识岩浆的产生、演化和喷发都有着重要的意义.由于板块构造导致了俯冲带区域地慢水含量的富集，因此地慢中水的来源普遍认为与俯冲作用有关。在俯冲过程中，俯冲板块带入的洋底沉
地幔过渡带的含水量对了解地球内部动力学和地球的演化等过程具有非常重要的意义,但一直以来都有争议.第一性原理计算能提供地幔温压下的橄榄石和过渡带含水矿物的弹性数据,对约束地幔过渡带含水量极其关键.本研究中，我们利用第一性原理计算了含水瓦茨利石在高温高压弹性性质，并估计了含水对瓦茨利石的密度和波速的降低效应。我们的计算结果与目前已有的实验数据非常符合。
单斜辉石是下地壳重要的组成矿物之一,其流变性质决定了下地壳的流变强度和地震波性质.前人研究表明,不同构造背景条件下地壳岩石中单斜辉石的结构水含量变化可以很大,远超过上地幔中单斜辉石的结构水含量.而且单斜辉石的流变强度受矿物中的微量水影响可能比橄榄石、斜长石更显著，因此定量研究结构水含量对单斜辉石流变性质的影响具有重要意义，也是前人研究的薄弱环节。
Spanand Wagner(1996)对当时已有的CO2压力-体积-温度(pVT)数据做了比较系统的评价,并在此基础上建立了一种可用于216.592～1100K、0～800MPa的高精度CO2Helmholtz自由能模型(南西96).本文作者拟对这些数据偏差的大小及分布特征进行评价，以便为这些数据的正确使用提供参考。
水对地球内部的物理和化学性质以及动力学过程具有较大影响,俯冲过程可能会输运大量的水到地球深部(Iwamori,2007),包括Superhydrous phaseB在内的一系列的致密含水硅酸镁相被认为是输运水到下地幔的主要载体.本文采用(Wu and Wentzcovitch, 2011)提出的计算弹性的新方法来计算高温高压下SuperhydrousPhase B的弹性性质，该方法的计算量不及常规