Кл.слова (ненормированные):
карбид железа -- вюстит -- графит -- алмаз -- оксиды -- оливин -- субдукция -- редокс-взаимодействие -- литосферная мантия -- высокобарический эксперимент
Аннотация: Экспериментальное моделирование редокс-взаимодействия в системах Fe3C-Fe2O3 и Fe3C-Fe2O3-MgO-SiO2, направленное на оценку условий стабильности карбида железа в окислительных обстановках и определение возможности образования элементарного углерода в результате взаимодействия карбида железа и оксидов, проведено на многопуансонном аппарате высокого давления «разрезная сфера» при 6.3 ГПа в интервале 900-1600 °C, длительностью 18-20 ч. Установлено, что при взаимодействии карбид-оксид в системе Fe3С-Fe2O3 происходит кристаллизация графита в ассоциации с Fe 3+-содержащим вюститом. Основным механизмом образования графита из углерода карбида является окисление когенита по реакциям Fe3C + 3Fe2O3 → 9FeO + C0 и FeO + Fe3C → (Fe2+,Fe3+)O + C0. При температурах выше солидуса (≥ 1400 °C) при окислении металл-углеродного расплава вюститом реализуется редокс-механизм кристаллизации графита и алмаза с образованием ассоциации Fe3+-содержащий вюстит + графит/алмаз. Взаимодействие в системе Fe3С-Fe2O3-MgO-SiO2 приводит к образованию ассоциации Fe3+-содержащего магнезиовюстита, оливина и графита. При Т ≥ 1500 °C происходит генерация двух контрастных по ƒ O2 расплавов - металл-углеродного и силикатно-оксидного, окислительно-восстановительное взаимодействие которых приводит к кристаллизации графита и росту алмаза. Установлено, что в окислительных условиях карбид железа в присутствии оксидов Fe, Si и Mg неустойчив, даже при относительно низких температурах. Взаимодействие карбида железа с оксидами при мантийных P, T -параметрах является углеродпродуцирующим процессом, при этом основными механизмами образования графита из углерода карбида являются редокс-реакции когенита (или металл-углеродного расплава) с Fe2O3 и FeO, а также взаимодействие металл-углеродного и силикатно-оксидного расплавов. Полученные результаты позволяют рассматривать когенит в качестве потенциального источника углерода в процессах образования графита (алмаза) в условиях литосферной мантии, а взаимодействие карбида железа с оксидами Fe, Si и Mg, в ходе которого реализуется экстракция углерода, как один из возможных процессов глобального углеродного цикла.
Смотреть статью,
РИНЦ,
Для получение полного текста обратитесь в библиотеку
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН
Доп.точки доступа:
Баталева, Юлия Владиславовна; Пальянов, Юрий Николаевич; Борздов, Юрий Михайлович; Баюков, Олег Артемьевич; Bayukov, O. A.; Соболев, Николай Владимирович