ИСТИНА

Разнообразные методы теоретического прогноза, основанные на принципе поиска минимума энергии кристаллической структуры, хорошо зарекомендовали себя при решении разнообразных фундаментальных геологических и материаловедческих задач. В их числе - моделирование полиморфных переходов, оценка пределов изоморфных замещений, предсказание свойств еще не синтезированных соединений, оценка фазовой стабильности, создание реалистичной картины строения глубинных геосфер и многие другие задачи кристаллохимии, химии и физики твердого тела. В докладе результативность этих методов, применительно к явлению изоморфизма в мантии Земли иллюстрируется следующими примерами: 1) Анализ разнообразных схем изоморфного вхождения ионов K+ , Na+ и Cr3+ в кристаллические структуры CaSiO3 и MgSiO3 при высоких давлениях и температурах, соответствующих верхней мантии Земли [1-2]; 2) Оценка свойств смешения твердых растворов постшпинелевых фаз в сериях твердых растворах CaCr2O4–CaAl2O4, CaCr2O4–CaFe2O4, MgCr2O4–MgAl2O4, MgCr2O4–MgFe2O4 с учетом полиморфных переходов при высоких температурах и давлении [3]; 3) Оценка изоморфной емкости основных мантийных фаз по кальцию и алюминию, показавшая наличие собственной акцессорной фазы алюмината кальция в нижней мантии [4]; 4) Эволюционный поиск кристаллических структур стабильных фаз в системе CaO-Al2O3 [5-6] в диапазоне давлений 24-136 ГПа. В частности, было показано, что только фаза простейшего состава CaAl2O4 со структурным типом CaFe2O4 является стабильной при этих термодинамических условиях. Построена фазовая диаграмма CaAl2O4 при низких давлениях, выявлены все возможные фазовые переходы. Кроме того, с помощью методов эволюционного моделирования была уточнена кристаллическая структура метастабильной фазы «Сa-III».