Thermal equation of state of synthetic orthoferrosilite at lunar pressures and temperatures
Thermal equation of state of synthetic orthoferrosilite at lunar pressures and temperatures
复制标题
月球压力和温度下合成正铁硅石的状态热方程
DOI：
10.1007/s00269-013-0605-5
复制
发表时间：
2013
影响因子：
1.4
通讯作者：
W. Van Westrenen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
J. de Vries;M.H.G. Jacobs;A.P. van den Berg;M. Wehber;C. Lathe;C.A. McCammon;W. Van Westrenen
富铁斜方辉石在月球热演化和岩浆演化模型中起着重要作用，但其在高压和高温下的密度没有得到很好的约束。为了改善对月球内部斜方辉石密度的限制，我们提出了在高压(3.4-4.8 Gpa)和高温(1,148-1,448 KK)下对合成多晶端元正硅铁(FeSiO_3，f_s)晶胞体积的原位测量。以氧化镁为压力标记物，在多砧压机上用原位能量色散同步X射线衍射法测定了晶胞体积。我们的体积数据符合高温Birch-Murnaghan状态方程(Eos)。实验数据重现准确，标准偏差为0.20 GPA。由此得到的f的热弹性参数为：V0=875.8±11.4 Gpa 3，K0=74.4±55.3 Gpa，以及假设。我们还测定了来自挪威Hidra的天然富铁斜方辉石的热状态方程，以评估镁对富铁斜方辉石Eos的影响。我们的两个数据集与文献研究的比较表明，室温、室压单位晶胞体积的一致性很好。用振动模型对正硅铁、FeSiO_3和斜方辉石固溶体(−_xFe_x)SiO_3进行了初步的热力学分析，结果表明我们在压力-温度空间的体积测量与以前的热容测量和一巴体积-温度测量是一致的。由我们的测量得到的常温条件下的等温体弹性系数比文献中给出的值要小。这一新的同步高压高温数据对计算月球中斜方辉石的密度特别有用。
Iron-rich orthopyroxene plays an important role in models of the thermal and magmatic evolution of the Moon, but its density at high pressure and high temperature is not well-constrained. We present in situ measurements of the unit-cell volume of a synthetic polycrystalline end-member orthoferrosilite (FeSiO3, fs) at simultaneous high pressures (3.4–4.8 GPa) and high temperatures (1,148–1,448 K), to improve constraints on the density of orthopyroxene in the lunar interior. Unit-cell volumes were determined through in situ energy-dispersive synchrotron X-ray diffraction in a multi-anvil press, using MgO as a pressure marker. Our volume data were fitted to a high-temperature Birch–Murnaghan equation of state (EoS). Experimental data are reproduced accurately, with astandard deviation of 0.20 GPa. The resulting thermoelastic parameters of fs are:V0= 875.8 ± 1.4 Å3,K0= 74.4 ± 5.3 GPa, and, assuming. We also determined the thermal equation of state of a natural Fe-rich orthopyroxene from Hidra (Norway) to assess the effect of magnesium on the EoS of iron-rich orthopyroxene. Comparison between our two data sets and literature studies shows good agreement for room-temperature, room-pressure unit-cell volumes. Preliminary thermodynamic analyses of orthoferrosilite, FeSiO3, and orthopyroxene solid solutions, (Mg1−xFex) SiO3, using vibrational models show that our volume measurements in pressure–temperature space are consistent with previous heat capacity and one-bar volume–temperature measurements. The isothermal bulk modulus at ambient conditions derived from our measurements is smaller than values presented in the literature. This new simultaneous high-pressure, high-temperature data are specifically useful for calculations of the orthopyroxene density in the Moon.
登录
查看更多内容
斜方辉石中的 Fe2 -Mg 有序无序：八面体位点之间的平衡分馏和热力学分析
DOI：
--
发表时间：
1999
期刊：
影响因子：
--
作者：
M. Stimpfl;J. Ganguly;G. Molin
通讯作者：
G. Molin
多晶正辉石（MgSiO3）的高温弹性
影响因子：
3.1
作者：
J. Kung;I. Jackson;R. Liebermann
通讯作者：
R. Liebermann
CeCu5.8Ag0.2的热膨胀
DOI：
--
发表时间：
2005
期刊：
影响因子：
--
作者：
R. Küchler;P. Gegenwart;K. Heuser;E. Scheidt;G. Stewart;F. Steglich
通讯作者：
F. Steglich
Mg/2 /-Fe/2 / 有序无序与斜方辉石、/Mg,Fe/SiO3 结晶溶液的热力学
DOI：
--
发表时间：
1970
期刊：
影响因子：
--
作者：
S. Ghose;S. Saxena
通讯作者：
S. Saxena
重新审视华莱士定理的量子热力学处理
影响因子：
1.4
作者：
M. Jacobs;B. Jong
通讯作者：
B. Jong