顽火辉石中Li同位素扩散与分馏

梁光明^1,2，蒋佳俊^1,2，靳佳冀^1,2，张飞武^1,3,4

1. 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2. 中国科学院大学3. 苏州科技大学数理学院4. 中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室

摘 要：顽火辉石作为斜方辉石晶系的重要Mg端元矿物,是地球上地幔主要组成矿物之一。Li同位素作为重要的地幔地球化学示踪剂,在主要地幔矿物中(如橄榄石,辉石等)的扩散分馏相关性质的研究显得尤为重要。我们通过经典力学的方法,计算模拟了原子尺度下Li同位素在顽火辉石晶格以2种不同的迁移机制(填隙机制和取代空位机制)迁移的活化能和其在不同晶格位上不同温度条件下的分馏作用程度。计算结果表明,Li同位素易以填隙位机制在顽火辉石中迁移。重同位素~7Li会更多的进入晶格填隙位中,而6Li相对更多进入Mg位。温度是影响这种分馏作用的1个关键因素,相应的结果可用来解释地幔Li同位素组成特征及冷却条件下的同位素分馏等科学问题。

关键词：顽火辉石;锂同位素;扩散;分馏;计算模拟;