Труды сотрудников института физики

/ Ю. В. Баталева [и др.] // Геол. и геофиз. - 2015. - Т. 56, № 1-2. - С. 188-203, DOI 10.15372/GiG20150108. - Библиогр.: 68 . - ISSN 0016-7886
Аннотация: Экспериментальное моделирование процессов образования железистых карбонатно-силикатных расплавов при взаимодействии карбонат-оксид-металл проведено в системе (Mg,Ca)CO 3-SiO 2-Al 2O 3-Fe 0 при давлениях 6.3 и 7.5 ГПа, в интервале температур 1150-1650 °С, на беспрессовом многопуансонном аппарате высокого давления типа «разрезная сфера» (БАРС). В субсолидусной области (1150-1450 °С) параллельно реализуются реакции декарбонатизации с образованием пироп-альмандина (Fe# = 0.40-0.75) и CO 2-флюида, а также редокс-взаимодействия карбоната и Fe 0, приводящие к кристаллизации карбида железа в ассоциации с магнезиовюститом (Fe# = 0.75-0.85). Установлено, что образование графита происходит при восстановлении карбоната или CO 2-флюида карбидом железа и в ходе редокс-взаимодействия магнезиовюстит + CO 2, в результате чего в ассоциации с графитом кристаллизуется Fe 3+-содержащий магнезиовюстит. В интервале 1450-1650 °С установлена генерация карбонатно-силикатных расплавов, сосуществующих с пироп-альмандином, магнезиовюститом, магнетитом, феррошпинелью и графитом. Состав полученных расплавов характеризуется концентрацией SiO 2 ≈ 10-15 мас. %, валовым содержанием оксидов железа 36-43 мас. % и значениями Fe 3+/∑Fe ≈ 0.18-0.23. Эти обогащенные Fe 3+ карбонатно-силикатные расплавы/флюиды насыщены углеродом и являются средой кристаллизации графита. Оксидные и силикатные фазы (альмандин, феррошпинель, магнетит), сосуществующие с графитом, также характеризуются очень высокими величинами Fe 3+/∑Fe. Установлено, что обогащенные Fe 3+ карбонатно-силикатные расплавы могут возникать при взаимодействии Fe 0-содержащих пород с карбонатизированными породами. В условиях восстановленной мантии (в присутствии карбидов или оксидов железа) расплавы подобного состава могут являться одновременно источником углерода и средой кристаллизации графита. После отделения и подъема эти железистые карбонатно-силикатные расплавы могут быть потенциальными агентами окислительного метасоматоза в условиях литосферной мантии.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Для получение полного текста обратитесь в библиотеку

Держатели документа:
ИФ СО РАН

Доп.точки доступа:
Баталева, Юлия Владиславовна; Пальянов, Юрий Николаевич; Сокол, Александр Григорьевич; Борздов, Юрий Михайлович; Баюков, Олег Артемьевич; Bayukov, O. A.

/ К. Д. Литасов [и др.] // Геол. и геофиз. - 2015. - Т. 56, № 1-2. - С. 214-223, DOI 10.15372/GiG20150110. - Библиогр.: 50. - Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (грант 14-17-00601), гранта Президента РФ для молодых ученых MD-500.2013.5 и проводилось в рамках проекта Министерства образования и науки РФ (№ 14.B25.31.0032). Работа З. Попова и С. Овчинникова частично поддержана грантом научных школ (№ НШ-2886.2014.2). . - ISSN 0016-7886
Аннотация: Недавние экспериментальные исследования показали предпочтительную устойчивость Fe 3C при параметрах ядра Земли по отношению к Fe 7C 3. Теоретический расчет при 0 К, в свою очередь, показывает возможную стабильность карбида Fe 2C при давлениях ядра Земли. В связи с этим было проведено теоретическое моделирование карбидов железа при давлениях до 500 ГПа. Установлены давления магнитных переходов и энергетически устойчивые фазы при 0 К. Для карбидов Fe 7C 3 и Fe 3C параметры магнитных переходов согласуются с предыдущими данными. Фазовый переход в карбиде Fe 2C от пространственной группы Pnnm к Pnma определен при давлении 28 ГПа. Выше давления 100 ГПа у Fe 2C будет наблюдаться исчезновение магнитного момента. При допущении, что углерод является единственным легким элементом в системе, данные первопринципных расчетов показывают содержание углерода 2.7-2.9 и 2.0-2.2 мас. % при 5000 и 7000 К соответственно на границе внутреннего ядра.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Для получение полного текста обратитесь в библиотеку

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Литасов, Константин Дмитриевич; Попов, Захар Иванович; Popov, Z. I.; Гаврюшкин, Павел Николаевич; Овчинников, Сергей Геннадьевич; Ovchinnikov, S. G.; Федоров, Александр Семенович; Fedorov, A. S.

/ Ю. В. Баталева [и др.] // Геол. и геофиз. - 2016. - Т. 57, № 1. - С. 225-240, DOI 10.15372/GiG20160112. - Библиогр.: 53. - Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 14-27-00054). . - ISSN 0016-7886
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