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张兴超,May 21, 2022
从较为均匀的星云演化到今天多姿多彩的地表生态系统，物质的再分配过程是其中的关键。分配系数对于认识包括核幔分异和岩浆演化在内的过程中物质的分配具有重要意义。分配系数能够通过自然样品观测、实验模拟以及理论计算获得。其中，理论计算包括了经验模型和第一性原理计算。对于给定的矿物，元素在进行交换时将受到离子半径和电荷的影响。在最适半径和电荷下的元素将最易进入矿物当中。第一性原理计算包括了直接模拟和自由能计算。直接模拟即将相关元素混合后自主运动，并最终形成两相。自由能计算主要基于两相化学势的差来对分配系数进行认识（具体计算细节解读人理解得不太充分）。而对于熔/流体的计算需要借助热力学积分，计算量会比较大。
轻元素进入地核对于解释地核相对偏轻的密度，以及内外核之间密度的跳变具有重要意义。此外，某些元素的加入也能够对其他元素在金属-硫化物-硅酸盐相之间的分配系数产生潜在影响，进而影响元素在核-幔之间的分配。目前认为，地核中的轻元素主要包括S, O, Si, C, H等。对于它们在地核中的含量，一个重要的手段是基于质量守恒和分配系数来进行计算。报告人展示了关于C, S, 稀有气体以及灭绝核素母子体在核幔分异过程中分配系数的研究工作，显示了理论计算在这一方向的应用前景。认识这些元素在不同温度，压力和氧逸度条件下的分配行为差异，能够对不同星体的核幔分异过程进行制约。此外报告人也列举了氧逸度对矿物-溶体间V分配行为的影响，以及Cu和Ag在地幔熔融过程中的不相容性的研究。这些研究对于认识壳幔演化以及矿产元素的富集过程具有重要意义。相关过程涉及的分配系数均可以结合第一性原理计算来进行研究，显示出第一性原理计算的广阔应用前景。
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