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Iron partitioning in a pyrolite mantle and the nature of the 410-km seismic discontinuity

机译：黄铁矿地幔中的铁划分和410 km地震非连续性的性质

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Pyrolite is a hypothetical mixture of distinct minerals which is widely believed to represent the composition of the Earth's mantle. The main pressure-induced phase transformations of the olivine component of pyrolite occur at about 13.5 GPa (α to ?) and 24 GPa (γ to MgSiO_3-rich perovskite + magnesiowiistite) which are thought to be responsible for the seismic discontinuities at 410 and 660 km depths in the mantle. Recent seismological studies, however, have demonstrated that the 410-km seismic discontinuity is sharper in some areas than that expected from the α to β transformation in mantle olivine with a fixed composition. Moreover, some mineral physics studies suggest that the seismic velocity jump at the 410-km discontinuity is inconsistent with that associated with the α to β transformation in olivine. Here we present a phase equilibria study of a material having pyrolite composition at pressures of 6-16 GPa. We found that the iron content in olivine changes significantly with increasing pressure, as a result of the formation of a relatively iron-rich majorite phase at these pressures. This variation in iron content can overcome, or at least reduce, both of the above difficulties encountered with the pyrolite model of mantle composition, by showing that the component mineral systems cannot be treated as separate.
机译：硫铁矿是不同矿物的假想混合物，被广泛认为代表了地球地幔的组成。黄铁矿橄榄石成分的主要压力诱导的相变发生在大约13.5 GPa（α至？）和24 GPa（富含γ至MgSiO_3的钙钛矿+镁硅质岩）上，这被认为是造成410和410地震不连续的原因。地幔深660公里。然而，最近的地震学研究表明，在某些区域，410 km的地震不连续性比固定组成的地幔橄榄石中从α到β转变所预期的要大。此外，一些矿物物理学研究表明，在410 km不连续处的地震速度跃变与橄榄石中从α到β转变有关的地震速度跃变不一致。在这里，我们提出了一种在6-16 GPa压力下具有热解石成分的材料的相平衡研究。我们发现，橄榄石中的铁含量随压力的增加而发生显着变化，这是由于在这些压力下形成了相对富铁的主铁相。铁含量的这种变化可以通过证明组分矿物质系统不能被单独处理，从而克服或至少减少了地幔组成的黄铁矿模型遇到的上述两个困难。

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  • 来源
    《Nature》 |1998年第6677期|p.702-705|共4页
  • 作者

    Tetsuo Irifune; Maiko Isshiki;

  • 作者单位
  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 自然科学总论;
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