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Electrical Conductivity of (Mg, Fe)CO3 at the Spin Crossover and Its Implication for Mid-Mantle Geomagnetic Heterogeneities
Geophysical Research Letters ( IF 4.6 ) Pub Date : 2024-11-15 , DOI: 10.1029/2024gl111046 Chaoshuai Zhao, Jin Liu, Liangxu Xu, Mingqiang Hou, Yukai Zhuang, Jie Zhu, Jung-Fu Lin
Geophysical Research Letters ( IF 4.6 ) Pub Date : 2024-11-15 , DOI: 10.1029/2024gl111046 Chaoshuai Zhao, Jin Liu, Liangxu Xu, Mingqiang Hou, Yukai Zhuang, Jie Zhu, Jung-Fu Lin
(Mg, Fe)CO3 is an important deep carbon carrier and plays a vital role in our understanding of lower-mantle carbon reservoirs. The electrical conductivity (EC) of FeCO3 was measured at 126−2000 K up to 83 GPa in diamond-anvil cells using a standard four-probe van der Pauw method. Moreover, the EC of FeCO3 increases by ∼6 orders of magnitude from 300 to 1500 K at 10−20 GPa, indicating a strong effect of high temperature. The EC of Fe0.65Mg0.35CO3 was measured up to 60 GPa at 300 K, the EC values of (Mg, Fe)CO3 are proportional to iron content and increase by 2–3 orders of magnitude at 300 K across the spin crossover. The EC values of (Mg, Fe)CO3 and FeCO3 + Fe3O4 ± C mixtures surpass that of bridgmanite, ferropericlase and davemaoite by ∼1–4 orders of magnitude at depths of 800–2,000 km. This result sheds insights into the genesis of local geomagnetic heterogeneities in the mid-lower mantle.
中文翻译:
自旋交叉时 (Mg, Fe)CO3 的电导率及其对中地幔地磁非均质性的影响
(镁、铁)CO3 是一种重要的深部碳载体,在我们了解下地幔碳储层中起着至关重要的作用。使用标准的四探针 van der Pauw 方法在金刚石砧池中测量 FeCO3 的电导率 (EC) 在 126-2000 K 至 83 GPa 下。此外,在 10−20 GPa 下,FeCO3 的 EC 从 300 K 增加到 1500 K,增加了 ∼6 个数量级,表明高温具有很强的影响。在 300 K 下测量 Fe0.65Mg0.35CO3 的 EC 高达 60 GPa,(Mg、Fe)CO3 的 EC 值与铁含量成正比,在 300 K 时在整个自旋交叉中增加 2-3 个数量级。在 800-2,000 公里的深度,(Mg、Fe)CO3 和 FeCO3 + Fe3O4 ± C 混合物的 EC 值比桥镁矿、铁方镁石和达维茂石高出约 1-4 个数量级。这一结果为中下地幔中局部地磁异质性的成因提供了新的见解。
更新日期:2024-11-15
中文翻译:
自旋交叉时 (Mg, Fe)CO3 的电导率及其对中地幔地磁非均质性的影响
(镁、铁)CO3 是一种重要的深部碳载体,在我们了解下地幔碳储层中起着至关重要的作用。使用标准的四探针 van der Pauw 方法在金刚石砧池中测量 FeCO3 的电导率 (EC) 在 126-2000 K 至 83 GPa 下。此外,在 10−20 GPa 下,FeCO3 的 EC 从 300 K 增加到 1500 K,增加了 ∼6 个数量级,表明高温具有很强的影响。在 300 K 下测量 Fe0.65Mg0.35CO3 的 EC 高达 60 GPa,(Mg、Fe)CO3 的 EC 值与铁含量成正比,在 300 K 时在整个自旋交叉中增加 2-3 个数量级。在 800-2,000 公里的深度,(Mg、Fe)CO3 和 FeCO3 + Fe3O4 ± C 混合物的 EC 值比桥镁矿、铁方镁石和达维茂石高出约 1-4 个数量级。这一结果为中下地幔中局部地磁异质性的成因提供了新的见解。