富尘系统凝聚预测的实验研究
地球与行星天体物理
2023-07-04 v1 材料科学
化学物理
地球物理
摘要
凝聚模型描述封闭化学系统中（气相始终存在）元素在共生矿物固溶体、硅酸盐液体与蒸气间的平衡分布，采用相关物态方程于固定总压（<1 bar）与温度T下。VAPORS代码在高于橄榄石稳定域的T时使用CaO-MgO-Al2O3-SiO2液体模型，在较低T时使用MELTS算法。淬火的高温晶体+液体组合在陨石中以B型富钙铝包体（CAIs）和富橄榄石铁镁质球粒陨石的形式保存。对成分区域的实验测试可厘清存在的相性质、相边界以及微量元素在这些相间的分配。我们在特定T与尘富集因子下，对十二种整体成分的七个相域进行了二十三次铂环平衡实验，检验了从液体中结晶的镁橄榄石（Mg2SiO4）、顽火辉石（MgSiO3）、含Cr尖晶石（MgAl2O4）、钙钛矿（CaTiO3）、黄长石（Ca2Al2SiO7 - Ca2Mg2Si2O7）和/或钙铝黄长石（CaAl4O7）的预测稳定域。镁橄榄石、顽火辉石与钙铝黄长石的实验结果在化学与相丰度上均与预测非常吻合。另一方面，尖晶石与橄榄石共稳以及钙钛矿与钙黄长石的稳定性与预测差异甚大。所有实验中均无钙钛矿。即便在低氧逸度（IW-3.4）下，最富TiO2的实验也未结晶出含Al、Ti的钙质辉石。尖晶石与橄榄石共存的稳定域比预测更小。黄长石稳定域远大于预测，表明当前液体或黄长石活度模型存在不足。就此而言，这些实验有助于改进包括MELTS在内的热力学模型标定数据。
引用
@article{arxiv.2307.00643,
title = {Experimental Investigation of Condensation Predictions for Dust-Enriched Systems},
author = {Gokce Ustunisik and Denton S. Ebel and David Walker and Joseph S. Boesenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.00643},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 5 figures, 5 tables