[口头报告]俯冲带碳酸钙的稳定性研究

俯冲带碳酸钙的稳定性研究
编号:1903 稿件编号:3074 访问权限:私有 更新:2023-04-10 22:09:48 浏览:304次 口头报告

报告开始:2023年05月07日 14:45 (Asia/Shanghai)

报告时间:10min

所在会议:[9A] 9A、地球物理与大地测量 » [9A-2] 9A-2 地球物理与大地测量

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摘要
碳在地球上无处不在,碳酸盐矿物是碳经由俯冲作用进入深部的主要搬运者。这些碳酸盐矿物主要为CaCO3,约占全球碳通量的75%,控制着深部地幔中的地球化学演化和地球动力学过程。碳酸盐的命运显著受俯冲带氧化还原状态影响,例如在高度还原条件下,碳酸盐矿物可以与含H2的流体、铁-镍金属反应,形成单质碳。地幔岩石氧逸度的定量研究表明,俯冲带浅部氧逸度(ƒO2)值为∆FMQ+1~-2之间。此外,岩石学观察报告了石墨与碳酸钙共存的现象,然而它们的具体形成过程以及在深部的含量仍不明确。因此,研究不同氧逸度条件下CaCO3的行为对于理解深部碳循环至关重要。
本研究通过控制不同氧逸度条件(Re-ReO2,Ni-NiO,C-CO2),研究了1.2-3.0 GPa, 300-1200 ºC钙质碳酸盐的稳定性。实验结果显示,在1.8-3.0 GPa, 230-900 ºC相对氧化的条件下,文石CaCO3将迅速还原为石墨。此外,石墨仅形成于文石的稳定域内,而方解石CaCO3始终保持稳定,表明晶体结构是影响CaCO3还原作用的另一重要因素。
文石CaCO3的分解可能是深部单质碳形成的重要机制。此外,石墨的形成能够约束深部碳的存储和运移方向。俯冲带富水条件下,尤其是富含硅酸盐条件下,石墨具有较高溶解度,有利于碳进入弧下区域进而返回地表;贫水条件下,石墨能够稳定俯冲至深部地幔,为深部碳循环过程提供约束。
 
关键字
俯冲带 碳酸钙 氧逸度 石墨
报告人
申珂玮
北京高压科学研究中心

稿件作者
申珂玮 北京高压科学研究中心
刘锦 燕山大学
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