Fe-Ni-S-P化合物超高压结构实验研究与理论模拟

作为地核重要轻元素硫和磷，其存在的基本物相及其高温高压稳定性，对一些深部地质过程（如地磁演化、地幔热柱）有着重要的影响。然而，作为地核重要物相的铁镍硫磷化合物（二元轻元素铁镍合金）的研究几乎还是空白。本项目采用理论模拟和高压矿物学实验研究方法，对Fe-Ni-S-P体系化合物开展极端条件下X射线衍射、穆斯堡尔谱和计算机模拟研究，以期得到它们的结构稳定性及其晶体化学和电磁学特征，从而探讨硫磷元素在地核中的作用、深入了解地核物质组成及其演化，以及为更好解释涉及地核的基础地质问题提供矿物学依据。这样的原位高温高压实验和理论计算相结合的研究方法，不仅具有深部地质学和矿物晶体化学两方面的意义，而且对提高我国高压科学研究水平和同步辐射大科学装置的应用水平有积极推动作用。

轻元素硫和磷及其铁镍合金，可能是地核中重要的化学组成和基本物相，其存在对一些深部地质过程（如地磁演化、地幔热柱）可能有着重要的影响。本项目合成了部分重要的Fe-Ni-S-P化合物，并利用同步辐射光源和DAC技术以及基于密度泛函的第一性原理，对它们开展了高压条件下原位的X射线衍射实验和高压结构的理论模拟研究，研究分析了它们的高压结构稳定性及其高压晶体化学特征，从而探讨硫磷轻元素及其铁镍合金在地核中的作用、深入了解地核物质组成及其演化，以及为更好解释涉及地核的基础地质问题提供矿物学依据。项目共发表10篇研究论文（含SCI收录7篇，EI2篇），资助了多个学位论文和国际国内会议。