摘要:
磁铁矿 Fe 3 O 4是已知最古老的磁性矿物和原型混合价氧化物。尽管磁铁矿在地球深部过程中的作用得到认可,但磁铁矿在极高压高温 (HPHT) 条件下的行为仍未得到充分研究。在这里,我们报告了金刚石砧细胞中高达 ∼80 GPa 和 5000 K 的单晶同步加速器 X 射线衍射实验,揭示了两个以前未知的 Fe 3 O 4多晶型物,γ-Fe 3 O 4与正交 Yb 3 S 4型结构和修饰的Th 3 P 4 δ-Fe 3 O 4型结构。铁化合物从未预测过后者。发现在 HPHT 条件下 Fe 3 O 4的分解导致形成具有复杂结构的外来相 Fe 5 O 7和 Fe 25 O 32。氧化铁的晶体化学分析表明,在 43 和 51 GPa 之间的压力区间内,八面体配位的 Fe 3+从高自旋到低自旋交叉。我们的实验表明,高温高压条件促进了富铁 Fe-O 化合物的形成,从而证明磁铁矿可能参与深氧循环。