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Effect of Iron on the Stability of Rhodochrosite at the Topmost Lower Mantle Conditions

Journal of Earth Science 2024年第2期35卷 504-513页

作者： Tianlei Zhai Fei Qin Shengxuan Huang Shan Qin Yu Gong Key Laboratory of Orogenic Belts and Crustal Evolution Ministry of EducationSchool of Earth and Space SciencesPeking UniversityBeijing100871China School of Earth Sciences and Resources China University of GeosciencesBeijing100083China Beijing Synchrotron Radiation Facility Institute of High Energy PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing100049China

Carbonates are viewed as the principal oxidized carbon carriers during subduction,and thus the stability of subducted carbonates has significant implications for the deep carbon *** we investigate the high pressure-temperature behaviors of rhodochrosite in the presence of iron up to∼34 GPa by in-situ X-ray diffraction and ex-situ Raman *** relatively low temperature below∼1500 K,MnCO_(3)breaks down into MnO and CO_(2).Upon heating to∼1800 K,however,the MnCO_(3)-Fe^(0)reactions occur with the formation of Mn_(3)O_(4),Fe^(O)and reduced carbon.A'three-stage'reaction mechanism is proposed to understand the kinetics of the carbon-iron-manganese redox *** results suggest that Fe^(0)can serve as a reductant to greatly affect the stability of rhodochrosite,which implies that the effect of Fe-metal should be seriously considered for the high pressure-temperature behaviors of other predominant carbonates at Earth's mantle conditions,particularly at depths greater than∼250 km.

关键词： deep carbon cycle rhodochrosite reduced mantle diamond formation high pressure tectonics geochemistry

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