Инд. авторы:	Литасов К.Д.
Заглавие:	Влияние al2o3 на содержание воды в периклазе и ферропериклазе при давлении 25 гпа
Библ. ссылка:	Литасов К.Д. Влияние al2o3 на содержание воды в периклазе и ферропериклазе при давлении 25 гпа // Геология и геофизика. - 2010. - Т.51. - № 6. - С.827-834. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	РИНЦ: 15014703;
Реферат:	rus: Представлены результаты измерений растворимости воды методом инфракрасной спектроско- пии в Al-содержащем периклазе и ферропериклазе (Mg# = 88), синтезированных при 25 ГПа и 1400- 2000 C. ИК спектры кристаллов содержат узкие пики поглощения в области 3299, 3308 и 3474 см-1. Рассчитанные содержания H2O в периклазе (Al2O3 = 0.9-1.2 мас.%) составляют 11-25 г/т, в ферропе- риклазе (Al2O3 = 0.9-2.9 мас.%) - 14-79 г/т. Ферропериклаз содержит больше Н2О и Al2O3 по сравне- нию с периклазом при повышенной температуре 1800-2000 С. Вероятно, добавление Al2O3 не влияет на растворимость воды в ферропериклазе, однако может способствовать дополнительному вхождению Fe2O3 в структуру. В свою очередь, вхождение Fe3+ в ферропериклаз увеличивает растворимость воды за счет восстановления железа до Fe2+. В работе показано, что растворимость воды в ферропериклазе, со- ответствующем мантийному перидотиту, ограничена, поэтому ферропериклаз не может рассматриваться как важный водосодержащий минерал в нижней мантии Земли.
Ключевые слова:	периклаз; нижняя мантия; ферропериклаз; ИК-спектроскопия; вода;
Издано:	2010
Физ. характеристика:	с.827-834
Цитирование:	1. Литасов К.Д., Шацкий А.Ф., Пальянов Ю.Н., Сокол А.Г., Кацура Т., Отани Э. Вхождение водорода в форстерит в системах Mg2SiO4-K2Mg(CO3)2-H2O и Mg2SiO4-H2O-C при давлении 7.5- 14.0 ГПа // Геология и геофизика, 2009, т. 50 (11-12), с. 1456-1469. 2. Bell D.R., Rossman G.R. Water in the Earth's mantle: role of nominally anhydrous minerals // Science, 1992, v. 255, p. 1392-1396. 3. Bolfan-Casanova N. Water in the Earth's mantle // Miner. Mag., 2005, v. 69, p. 229-257. 4. Bolfan-Casanova N., Keppler H., Rubie D. Water partitioning between nominally anhydrous minerals in the MgO-SiO2-H2O system up to 24 GPa: implications for the distribution of water in the Earth's mantle // Earth Planet. Sci. Lett., 2000, v. 182, p. 209-221. 5. Bolfan-Casanova N., Mackwell S., Keppler H., McCammon C., Rubie D. Pressure dependence of H solubility in magnesiowustite up to 25 GPa: implications for the storage of water in the Earth's lower mantle // Geophys. Res. Lett., 2002, v. 29, doi: 10.1029/2001GL014457. 6. Bolfan-Casanova N., Keppler H., Rubie D. Water partitioning at 660 km depth and evidence for very low water solubility in magnesium silicate perovskite // Geophys. Res. Lett., 2003, v. 30, doi: 10.1029/ 2003GL017182. 7. Chudinovskih L., Boehler R. High-pressure polymorphs of olivine and the 660-km seismic discontinuity // Nature, 2001, v. 411, p. 574-577. 8. Chung J.I., Kagi H. High concentration of water in stishovite in the MORB system // Geophys. Res. Lett., 2002, v. 29, p. 2020, doi: 10.1029/2002GL015579. 9. Dixon J.E., Stolper E., Delaney J.R. Infrared spectroscopic measurements of CO2 and H2O in Juan de Fuca Ridge basaltic glass // Earth Planet. Sci. Lett., 1988, v. 90, p. 87-104. 10. Frost D., Langenhorst F. The effect of Al2O3 on Fe-Mg partitioning between magnesiowustite and magnesium silicate perovskite // Earth Planet. Sci. Lett., 2002, v. 199, p. 227-241. 11. Gourdin W.H., Kingery W.D. The defect structure of MgO containing trivalent cation solutes: shell model calculations // J. Mater. Sci., 1979, v. 14, p. 2053-2073. 12. Inoue T. Effect of water on melting phase relations and melt compositions in the system Mg2SiO4-Mg- SiO3-H2O up to 15 GPa // Phys. Earth Planet. Inter., 1994, v. 85, p. 237-263. 13. Inoue T., Yurimoto H., Kudoh Y. Hydrous modifi ed spinel, Mg1.75SiH0.5O4: a new water reservoir in the mantle transition region // Geophys. Res. Lett., 1995, v. 22, p. 117-120. 14. Karato S. The role of hydrogen in the electrical conductivity of the upper mantle // Nature, 1990, v. 347, p. 272-273. 15. Kolhstedt D.L., Keppler H., Rubie D.C. Solubility of water in the α, β, and γ phases of (Mg,Fe)2SiO4 // Contr. Miner. Petrol., 1996, v. 123, p. 345-357. 16. Kroger F.A., Vink H.J. Relation between the concentration of imperfections in crystalline solids / Eds. F. Seitz, D. Tumhall // Solid state physics 3. New York, Academic Press, 1956, p. 367-435. 17. Kubo A., Akaogi M. Post-spinel transitions in the system Mg2SiO4-Mg3Al2Si3O12 up to 28 GPa: phase relations of garnet, ilmenite and perovskite // Phys. Earth Planet. Inter., 2000, v. 121, p. 85-102. 18. Libowitzky E., Rossman G.R. An IR absorption calibration for water in minerals // Amer. Miner., 1997, v. 82, p. 1111-1115. 19. Litasov K.D., Ohtani E. Phase relations and melt compositions in CMAS-pyrolite-H2O system up to 25 GPa // Phys. Earth Planet. Inter., 2002, v. 134, p. 105-127. 20. Litasov K.D., Ohtani E. Hydrous lower mantle: the water source for wet plumes? // 8th Int. Kimb. Conf., Long Abstract, 2003, FLA030. 21. Litasov K.D., Ohtani E., Langenhorst F., Yurimoto H., Kubo T., Kondo T. Water solubility in Mgperovskites and water storage capacity in the lower mantle // Earth Planet. Sci. Lett., 2003, v. 211, p. 189- 203. 22. Litasov K.D., Kagi H., Shatskiy A., Ohtani E., Lakshtanov D.L., Bass J.D., Ito E. High hydrogen solubility in Al-rich stishovite and water transport to the lower mantle // Earth Planet. Sci. Lett., 2007a, v. 262, p. 620-634. 23. Litasov K.D., Ohtani E., Kagi H., Jacobsen S., Ghosh S. Temperature dependence and mechanism of hydrogen incorporation in olivine at 12.5-14.0 GPa // Geophys. Res. Lett., 2007b, v. 34, L16314, doi:10.1029/ 2007GL030737. 24. McCammon C., Peyronneau J., Poirier J.-P. Low ferric iron content of (Mg,Fe)O at high pressures and temperatures // Geophys. Res. Lett., 1998, v. 25, p. 1589-1592. 25. Meade C., Reffner J.A., Ito E. Synchrotron infrared absorbance measurements of hydrogen in MgSiO3 perovskite // Science, 1994, v. 264, p. 1558-1560. 26. Mei S., Kohlstedt D.L. Infl uence of water on plastic deformation of olivine aggregates, 2. Dislocation creep regime // J. Geophys. Res., 2000, v. 105, p. 21471-21481. 27. Murakami M., Hirose K., Yurimoto H., Nakashima S., Takafuji N. Water in Earth's lower mantle // Science, 2002, v. 295, p. 1885-1887. 28. Mysen B.O., Ulmer P., Konzett J., Schmidt M.W. The upper mantle near convergent plate boundaries / Ed. R.J. Hemley // Ultrahigh-Pressure Mineralogy, Physics and Chemistry of the Earth's Deep Interior. Rev. Miner. Geochem., 1998, v. 37, p. 97-138. 29. Navrotsky A. Mantle geochemistry: a lesson from ceramics // Science, 1999, v. 284, p. 1788-1789. 30. Ohtani E., Mizobata H., Yurimoto H. Stability of dense hydrous magnesium silicate phases in the system Mg2SiO4-H2O and MgSiO3-H2O at pressures up to 27 GPa // Phys. Chem. Miner., 2000, v. 27, p. 533- 544. 31. Ohtani E., Toma M., Litasov K., Kubo T., Suzuki A. Stability of hydrous phases and water storage capacity in the transitional zone and lower mantle // Phys. Earth Planet. Inter., 2001, v. 124, p. 105-117. 32. Ohtani E., Litasov K., Hosoya T., Kubo T., Kondo T. Water transport into the deep mantle and formation of a hydrous transition zone // Phys. Earth Planet. Inter., 2004, v. 143-144, p. 255-269. 33. Paterson M.S. The determination of hydroxyl by infrared absorption in quartz, silicate glasses and similar materials // Bull. Miner., 1982, v. 105, p. 20-29. 34. Shieh S.R., Mao H.-K., Hemley R.J., Ming L.Ch. Decomposition of phase D in lower mantle and the fate of dense hydrous silicates in subducting slabs // Earth Planet. Sci. Lett., 1998, v. 159, p. 13-23. 35. Smyth J.R., Frost D.J., Nestola F., Holl C.M., Bromiley G. Olivine hydration in the deep upper mantle: effect of temperature and silica activity // Geophys. Res. Lett., 2006, v. 33, L15301, doi: 10.1029/ 2006GL026194. 36. Sobolev A.V., Chaussidon M. H2O concentrations in primary melts from supra-subduction zones and mid-ocean ridges: implications for H2O storage and recycling in the mantle // Earth Planet. Sci. Lett., 1996, v. 137, p. 45-55. 37. Stalder R., Ulmer P., Thompson A.B., Gunther D. High pressure fl uids in the system MgO-SiO2- H2O under upper mantle conditions // Contr. Miner. Petrol., 2001, v. 140, p. 607-618. 38. Suzuki A., Ohtani E., Morishima H., Kubo T., Okada T., Terasaki H., Kato T., Kikegawa T. In situ determination of the phase boundary between wadsleyite and ringwoodite in Mg2SiO4 // Geophys. Res. Lett., 2000, v. 27, p. 803-806. 39. Thompson A.B. Water in the Earth's mantle // Nature, 1992, v. 358, p. 295-302. 40. Wood B.J. Phase transformations and partitioning relations in peridotite under lower mantle conditions // Earth Planet. Sci. Lett., 2000, v. 174, p. 341-354. 41. Wright K., Catlow C.R.A. A computer simulation study of (OH) defects in olivine // Phys. Chem. Miner., 1994, v. 20, p. 515-518. 42. Zhao Y.-H., Ginsberg S.B., Kohlstedt D.L. Solubility of hydrogen in olivine: dependence on temperature and iron content // Contr. Miner. Petrol., 2004, v. 147, p. 155-161.