冲击波动态高压技术已成为人们研究、认识地球内部物质组成、状态及其性质的重要手段和方法之一，在固体地球科学研究中发挥着重要作用。本学位论文以冲击压缩技术为手段，采用对冲击压缩后样品进行回收分析的方法，结合高压物理和热力学理论分析，较深入地研究了下地幔中的主要侯选矿物组分钙钛矿结构（Mg，Fe）SiO₃在下地幔温压条件下的相稳定性。这一问题的研究对确定下地幔真实的矿物学组成有十分重要的意义。 本文研究主要取得以下一些认识： （1） 设计了一种新的冲击回收实验装置，在碰撞速度高达6.0km／s的条件下可对样品成功进行回收，为直观分析（Mg，Fe）SiO₃的相稳定性提供了可能。这是实验技术的创新。 （2） 在60～110 GPa冲击压力（估算温度为2400～5000K）范围内进行了五发原始样品为顽火辉石(Mg_0.92，Fe_0.08)SiO₃的冲击回收实验，对回收样品进行了X射线衍射（XRD）和红外吸收光谱（IR）分析。结果表明五发回收样品的主相均与原始样品相同，是单链状结构的顽火辉石，而非钙钛矿结构，而且在五发回收样品中均未观察到氧化物（Mg，Fe）O和SiO₂的特征谱线。因此，我们认为钙钛矿结构的(Mg_0.92，Fe_0.08)SiO₃在60～110 GPa冲击压力（估算温度为2400～5000K）范围内没有发生化学分解相变。 （3） 应用最新的实验热力学数据，对反应：MgSiO₃（Pv）=MgO（Pe）+SiO₂（St）在1000-3500K和30-150GPa范围内的热力学计算分析结果显示，在压力30GPa以上，沿1000-3500K的等温线钙钛矿的Gibbs自由能比MgO（Pe）+SiO₂（St）混合物的要低，同时钙钛矿的摩尔体积比分解氧化物的要小0.1-0.5 cm³／mol。因此，热力学计算结果否定该分解反应发生的可能。用最新发现的SiO₂的新相态参数重新计算该反应，结果表明SiO₂的新相态不影响钙钛矿结构MgSiO₃在下地幔条件下热力学性质稳定的结论。 （4） 对之前（Mg，Fe）SiO₃的Hugoniot实验测量结果、声速实验测量结果和本文的冲击回收实验结果，对钙钛矿结构（Mg，Fe）SiO₃相稳定性问题进行了综合分析，确认在140GPa冲击压力下钙钛矿结构的顽火辉石不发生化学分解相变。但是压力-声速实验关系显示在60-90GPa之间声速出现西南交通大学硕士研究生学位论文第日页 一个小的阶跃，结合回收样品对比初始样品在X射线衍射（XRD）和红 外吸收光谱（IR）谱线上的一些变化，不排除有结构相变的可能性。（5）由Hugoniot实验数据得到了钙钦矿结构（Mg，Fe）siO3的热状态方程参 数:对丫介和夕P)q、Y户1.84，q=1.69;等嫡体积模量Kos=260.1（9）oPa， 其压力偏导数Kos’=4 .18（4），其中po=4.199/em3。（6）通过分析对比，静高压和冲击波动高压实验数据之间具有很好的一致 性，同时说明我们获得的热状态方程在较宽的温度压力范围内具有较高 的可靠性。（7）钙钦矿（Mgo.92，Feo.o:）5103的状态方程实验数据可以很好地满足PREM 的下地慢密度剖面，因此，我们倾向于钙钦矿为主要成分的下地慢模 型。