地幔礦物中擴散系數的熱力學理論計算研究獲進展

　　擴散是地球體系中發生的重要物理化學過程之一，它對不同尺度的化學交換和質量傳輸發揮了關鍵作用。定量確定礦物巖石中元素的擴散系數，尤其是擴散系數隨溫度、壓力、成分等因素的變化對正確認識和深入理解地球內部的各種動力學過程和地球演化具有極其重要的意義。

　　中國科學院地球化學研究所地球內部物質高溫高壓重點實驗室的張寶華等人第一次將凝聚態物理學中的一個熱力學模型（cBΩ模型）應用到地球物理和地球化學領域，利用礦物巖石已知的彈性參數和狀態方程系統建立了元素擴散系數的計算方法（Zhang et al.,2010,2011；Zhang,2012；Zhang and Wu, 2011, 2013；Zhang,2014）。最近，該實驗室的張寶華和單雙明將此方法成功應用于地幔主要硅酸鹽礦物（橄欖石、瓦茲利石、林伍德石、石榴子石、鈣鈦礦等）中元素Si自擴散和Fe-Mg互擴散系數的理論預測，計算結果與實驗數據和理論模擬非常一致。該成果不僅能夠極大地豐富元素的擴散數據，對將來的實驗設計起到指導作用，而且還能夠為進一步的地球物理和地球化學應用提供重要的研究手段和科學依據。

　　該研究受中組部青年千人計劃、國家自然科學基金等項目聯合資助。相關研究成果發表在Geochemistry Geophysics Geosystems 和Journal of Applied Physics 上。