在 (Mg,Fe) SiO3 岩石中Fe-Mg的相互扩散和下地幔再平衡
Christian Holzapfel1, David C Rubie, Daniel J Frost
1Bayerisches Geoinstitut, University of Bayreuth, D-95440 Bayreuth, Germany. c.holzapfel@mx.uni-saarland.de
铁在矿中的扩散速度极为缓慢,限制了地球下层地幔中的化学同质化. 这表明,除非发生强烈的变形,否则异质性仍然存在.
科学领域:
- 地质化学 地质化学
- 矿物物理 矿物物理
- 固体地球科学 固体地球科学
背景情况:
- 了解地幔下层矿物中的化学扩散对于解释地球的地质历史至关重要.
- 铁 (Mg-Fe) 在酸矿 ((Mg,Fe) SiO3) 中的扩散是影响地幔动态和化学演变的关键过程.
研究的目的:
- 在 (Mg,Fe) SiO3 矿中量化Fe-Mg 间扩散系数.
- 评估这些扩散速率对下层地幔中化学均质化的影响.
主要方法:
- 进行了高压和高温实验,以测量Fe-Mg间扩散.
- 实验是在22至26GPa的压力和1973K至2273K之间的温度下进行的.
主要成果:
- 发现矿中的Fe-Mg相互扩散非常缓慢,与的自我扩散相当.
- 这些速率比在其他地幔矿物中观察到的Fe-Mg扩散速度要慢几个数量级.
结论:
- 下层地幔中的化学异质性在非常有限的长度尺度 (米) 上,甚至在地质时间尺度上均质化.
- 需要显著的变形来促进下层地幔内的异质的化学平衡.
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