First principles investigation of the elasticity of serpentine minerals

蛇纹石矿物弹性的第一性原理研究

• 批准号: 24740357
• 负责人: TSUCHIYA Jun
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24740357/
• 关键词: 高圧鉱物物性; 含水鉱物; 地球深部; 沈み込み帯; 弾性; 異方性; 第一原理電子状態計算

Serpenine minerals play important role for the transportation of water into Earth's deep interiors. In this study, the structure and elasticity of lizardite and antigorite (modulation m = 16 and 17) have been determined by first principles calculation up to about 12 GPa. We found that the polarization direction is drastically changed by tilting the foliation plane of antigorite and the trench normal polarization anisotropy increases with pressure. As the result, trench normal polarization anisotropy about 0.2 s observed in the back-arc region can also be explained by the preferably oriented serpentinized fault about 10-20 km thick. The present study also suggests that serpentine transports water more than 100 km depth into the deep earth's interior.

蛇纹石矿物在将水输送到地球深处的过程中发挥着重要作用。在这项研究中，利蛇纹石和叶蛇纹石（调制m = 16和17）的结构和弹性已被确定的第一性原理计算高达约12 GPa。我们发现，倾斜叶栅岩的叶理面会使极化方向发生剧烈变化，且沟槽法向极化各向异性随压力的增大而增大。结果表明，在弧后地区观测到的0.2s左右的海沟正向极化各向异性也可以用10-20 km厚的优选走向的蛇纹状断层来解释。目前的研究还表明，蛇纹石运输水超过100公里深的地球内部。

项目成果

第一原理計算による新しい高圧含水ケイ酸塩相の予測

使用第一性原理计算预测新的高压水合硅酸盐相

• 发表时间: 2013
• 作者: Morihisa Hamada;Masashi Ushioda;Toshitsugu Fujii;Eiichi Takahashi;Jun Tsuchiya;土屋旬
• 通讯作者: 土屋旬

第一原理電子状態計算法によるリザーダイトの弾性異常

利用第一性原理电子结构计算方法计算蜥蜴石的弹性异常

• 发表时间: 2012
• 作者: 土屋旬;土屋卓久
• 通讯作者: 土屋卓久

A first-principles calculation of the elastic and vibrational anomalies of lizardite under pressure

• DOI: 10.2138/am.2013.4369
• 发表时间: 2013-11
• 期刊: American Mineralogist
• 影响因子: 3.1
• 作者: J. Tsuchiya

高圧下における蛇紋岩鉱物の偏向異方性

高压下蛇纹岩矿物的极性各向异性

• 发表时间: 2012
• 作者: 土屋旬;土屋卓久
• 通讯作者: 土屋卓久