ИСТИНА

Алюминий один из самых распространенных элементов в составе Земли. Относительное содержание Al2O3 в пиролите составляет 4.0–4.5 мас. %, что значительно меньше, чем в земной коре (16,4 мас.% Al2O3 в MORB). Однако, субдукция океанической коры может привести к значительному насыщению пород мантийных глубин Al и другими типичными элементами земной коры. Предполагается, что алюминаты могут являться концентраторами алюминия в условиях переходной зоны и нижней мантии Земли. В связи с этим необходимо получение дополнительных экспериментальных данных в области изучения алюминатов и, в частности, кальциевых алюминатов, параметров их устойчивости, структурных особенностей и механизмов изоморфных замещений в них. Целью данной работы является установление особенностей полиморфных модификаций алюминатов кальция в системе CaAl2O4. В ходе работы было проведено более 15 экспериментов на установках высокого давления с прессами усилиями 1200 тонн (фирма Sumitomo) и 1000 тонн (фирма Haymag) в Баварском Геоинституте г. Байройт, Германия. Были синтезированы CaAl2O4, Ca(Al,Fe)2O4 и новая, ранее не известная фаза Ca2Al6O11. Полученные соединения изучены методами оптической микроскопии, SEM и микрозондового анализа. С помощью монокристальной рентгеновской дифракции расшифрованы структуры и предложены кристаллохимические формулы фаз. PV-уравнение состояния для соединения Ca(Al,Fe)2O4 получено впервые. В изученном диапазоне давлений наблюдается спиновый переход для трёхвалентного железа Fe(III). Во всем изученном диапазоне давлений для фазы Ca(Al,Fe)2O4 сохраняется структура кальциоферрита и пространственная группа Pnma. Согласно полученным данным, изучаемая фаза Ca(Al,Fe)2O4 стабильна в диапазоне давлений до ~60 ГПа и может существовать в качестве крайнего члена ряда твердых растворов в условиях переходной зоны и нижней мантии Земли. Все вышеописанные фазы, несомненно, могут рассматриваться в качестве фаз-концентраторов алюминия в глубинных оболочках Земли.