硅酸盐熔体和铁熔体间的Si同位素分馏

摘要

我们利用第一性原理分子动力学方法计算了硅酸盐熔体和铁熔体间C 同位素分馏系数.并考虑了氧化还原条件和压力条件(0～120GPa)对C 同位素分馏系数的影响.我们的计算结果显示,即便在地核形成的高温高压条件下,较重的13C 依然显著倾向富集于硅酸盐熔体中.硅酸熔体的氧化程度越高,C同位素的分馏越显著.压力对C 同位素分馏具有不可忽略的影响,但是压力效应的方向和大小很大程度上取决于硅酸盐熔体的氧化还原程度.因此,我们认为低压实验可能不适用于研究核幔分异过程中的碳同位素分馏.此外,我们还计算了包括菱镁矿(MgCO3)、金刚石、莫桑石(SiC)和各类铁碳合金在内的矿物晶体间的碳同位素分馏系数.结果显示,用晶体代替熔体来预测核幔分异过程中的C同位素分馏可能获得有瑕疵的结论.