| Аннотация |
Уточнение строения и состава глубинных оболочек Земли, а именно изучение мантийных минералов, их трансформаций при PT-условиях переходной зоны и нижней мантии, а также определение минералогических ассоциаций, является одним из актуальных направлений экспериментальной геохимии, минералогии и петрологии. Решение указанной научной проблемы может быть найдено на основе
систематического изучения отдельных классов соединений. В настоящей работе в качестве объектов исследования выбраны оксидные фазы со структурами постшпинелевого типа. Среди них выделяют структуры типа феррита кальция (CF),
титаната кальция (CT) и марокита (Decker, Kasper, 1957, Rogge et al., 1998, Giesber et al., 2001). В природе были обнаружены высоко- и низкобарические фазы с постшпинелевыми структурами. Высокобарические постшпинелевые фазы представлены в качестве включений в алмазах, в импактных образованиях и метеоритах (Kaminsky et al., 2015; Walter et al., 2011; Chen et al., 2008, 2019; Ma et al., 2019; Ma, Prakapenka, 2018). По данным различных исследователей экспериментально установлены условия формирования, фазовых переходов и характер изменения физических свойств постшпинелевых фаз в широком диапазоне P-T параметров для химических систем разнообразного состава. Среди изученных фаз выделяются группы: А2+Al3+2O4; А2+Fe3+2O4; А2+Cr3+2O4 и А2+Mn3+2O4 и другие (Искрина и др., 2022 и ссылки в этой работе). Также для постшпинелевых фаз был изучен ряд систем твердых растворов MgAl2O4-CaAl2O4 (Akaogi et al., 1999), NaAlSiO4 - MgAl2O4 (Ono et al., 2009), Mg2SiO4–MgCr2O4 (Bindi et al., 2018) и MgAl2O4 - Mg2SiO4 (Kojitani et al., 2007). Вместе со значительным количеством существующей информации о составах, структурах и свойствах постшпинелевых фаз, выявляются также несоответствия между результатами отдельных исследований, что говорит о необходимости более подробного изучения возможных изоструктурных переходов, уточнения полей
стабильности и характеристик отдельных фаз. Так, например, до конца невыяснены взаимоотношения между разными типами постшпинелевых структур, вероятные переходы между ними, а также влияние химического состава определенной фазы на постшпинелевый структурный тип, в котором она кристаллизуется. В работе Рингвуда (1975) оксидные фазы с постшпинелевыми типами структур были
предложены в качестве потенциального геохимического резервуара для типично коровых компонентов, например, кальция, алюминия, щелочей и других катионов, в условиях переходной зоны и нижней мантии Земли. На сегодняшний день известно, что в качестве Al-содержащих мантийных фаз рассматриваются безводные фазы, такие как новая гексагональная глиноземистая фаза NAL
(Kojitani et al., 2011; Miyajima et al., 2001; Guignot, Andrault, 2004), силикат Ca-Al CAS (Irifune et al., 1994; Hirose, Fei, 2002; Litasov, Ohtani, 2005), а также водные алюминиевые фазы, такие как фаза Egg (AlSiO3OH) (Egglton et al., 1978; Fukuyama et al., 2017), δ-AlOOH и ɛ-FeOOH (Suzuki et al., 2000; Otte et al., 2009) и топаз-OH (Wunder et al., 1993; Xue et al., 2006). При этом в ряду высокоглиноземистых соединений важнейшую роль играют оксидные фазы с постшпинелевыми типами структур, например, CaAl2O4 (Akaogi et al., 1999, Iskrina et al., 2020 и др.), MgAl2O4 (Ono et al., 2006, Enomoto
et al., 2009 и др.)). Новизна запланированных научных работ обусловлена комплексным изучением новых ранее не изученных алюмосодержащих оксидных фаз с постшпинелевой структурой в
рамках модельной системы MgO–Al2O3–Cr2O3 в широком диапазоне давлений (12-22 ГПа) и температур (до 1600˚C), а именно в определении условий и механизма их образования, выявлении особенностей структуры в зависимости от состава постшпинелевых фаз, а также установлении возможности рассмотрения их в качестве концентраторов алюминия в условиях переходной зоны и нижней мантии
Земли.
|
