In situ simultaneous Fe K-edge XAS spectroscopy and resistivity measurements of riebeckite: Implications for anomalous electrical conductivity in subduction zones
Notice bibliographique
Résumé
In this paper, we address two key features of the behaviour of Fe-rich amphibole at high temperatures: (1) the Fe2+ → Fe3+ + e− exchange within the crystal bulk, and (2) the consequent rise in electrical conductivity. Cycling heating-cooling experiments were done in situ up to 542 °C (815 K) at beamline B11 of the Diamond Synchrotron Laboratory (UK). X-ray absorption spectra at the Fe K-edge and electrical resistivity were measured simultaneously on a single crystal of riebeckite with a composition very close to the ideal formula A□BNa2C(Fe2+3Fe3+2)TSi8O22W(OH)2. The Fe3+/Fetot ratio was monitored via analysis of the pre-edge feature in the XANES spectra. Our data show slight oscillations of the oxidation state of Fe with temperature cycling up to around 400 °C (673 K), followed by a substantial gradual increase in Fe2+ → Fe3+ oxidation that starts at ~450 °C (~723 K) and is completed at ~525 °C (~798 K). The conductivity (σ) measured along the crystallographic c-axis oscillates strongly with cycling temperature allowing us to conclude that it is intrinsically related to the electron hopping induced by thermal treatment. The activation-energy derived from the σ(T) trend is Ea = 74.4 ± 0.6 kJ/mol (0.77 ± 0.01 eV), in agreement with small-polaron conduction. This study provides direct and robust support of the conduction mechanisms in Fe-amphibole previously inferred from indirect methods. Given that riebeckite is a significant component in the glaucophanitic amphiboles common in blueschists associated with subducted oceanic crust, our data provide a link between atomic-scale processes and Earth-scale anomalous conductivity observed via geophysical measurements.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».