Compressibility and Phase Stability of Iron-Rich Ankerite
Notice bibliographique
Résumé
The structure of the naturally occurring, iron-rich mineral Ca1.08(6)Mg0.24(2)Fe0.64(4)Mn0.04(1)(CO3)2 ankerite was studied in a joint experimental and computational study. Synchrotron X-ray powder diffraction measurements up to 20 GPa were complemented by density functional theory calculations. The rhombohedral ankerite structure is stable under compression up to 12 GPa. A third-order Birch–Murnaghan equation of state yields V0 = 328.2(3) Å3, bulk modulus B0 = 89(4) GPa, and its first-pressure derivative B’0 = 5.3(8)—values which are in good agreement with those obtained in our calculations for an ideal CaFe(CO3)2 ankerite composition. At 12 GPa, the iron-rich ankerite structure undergoes a reversible phase transition that could be a consequence of increasingly non-hydrostatic conditions above 10 GPa. The high-pressure phase could not be characterized. DFT calculations were used to explore the relative stability of several potential high-pressure phases (dolomite-II-, dolomite-III- and dolomite-V-type structures), and suggest that the dolomite-V phase is the thermodynamically stable phase above 5 GPa. A novel high-pressure polymorph more stable than the dolomite-III-type phase for ideal CaFe(CO3)2 ankerite was also proposed. This high-pressure phase consists of Fe and Ca atoms in sevenfold and ninefold coordination, respectively, while carbonate groups remain in a trigonal planar configuration. This phase could be a candidate structure for dense carbonates in other compositional systems.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».