The effect of network-modifiers (Mg, Ca, Na and K) on ferric/ferrous ratio in silicate melts: experimental study and improvement of existing models.
Final Report Abstract
Geochemische Prozesse in magmatischen Systemen sind abhängig von Redox Bedingungen. Dementsprechend kontrolliert auch das Fe3+/Fe2+ Verhältnis in silikatischen Schmelzen die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Magmen. Das Fe3+/Fe2+ Verhältnis kann mit Hilfe von thermodynamischen Modellen berechnet werden. Diese thermodynamischen Modelle berücksichtigen in der Regel die Schmelzzusammensetzungen, aber überwiegend die Änderungen der Konzentrationen von Netzwerkwandlern (Ca, Mg, Na, K). Der Einfluss von Netzwerkbildnern ist kaum oder nicht untersucht worden. In diesem Projekt wurde der Einfluss von CaO, MgO, Na2O and K2O auf das Fe3+/Fe2+ Verhältnis in silikatischen Schmelzen experimentell bei 1 bar untersucht. Die experimentellen Daten wurden mit weiteren Daten aus der Literatur kompiliert, um ein Modell, zu entwickeln, mit dem das Fe3+/Fe2+ Verhältnis in silikatischen Schmelzen in Abhängigkeit von Temperatur und Sauerstofffugazität berechnet werden kann. Ein Modell, in dem nur die einzelnen Oxyde unabhängig voneinander berücksichtigt werden war nicht erfolgreich um die experimentellen Daten vorherzusagen. Gute Ergebnisse wurden mit einem Modell erreicht, indem Wechselwirkungs-Parameter für Al und Si (XSiO2·XAl2O3) und für Mg und Si (XSiO2·XMgO ) zusätzlich zu den einzelnen Oxyden (ΣdiXi) berücksichtigt wurden. Das Modell ist erfolgreicher als frühere Ansätze, um das Fe3+/Fe2+ Verhältnis in Multikomponenten silikatischen Schmelzen vorherzusagen.
Publications
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(2017) Effects of strong network modifiers on Fe3+/Fe2+ in silicate melts: An experimental study. Contrib Mineral Petrol, 172 (5): 34
Borisov A., Behrens H., Holtz F.
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(2018) Correction to: Ferric/ferrous ratio in silicate melts: a new equation with special emphasis on the effects of melt composition. Contrib Mineral Petrol, 173:107
Borisov A., Behrens H., Holtz F.
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(2018) Electron microprobe technique for the determination of the iron oxidation state in silicate glasses. American Mineralogist, 103, 1445-1454
Zhang, C., Almeev, R.R., Hughes, E.C., Borisov A.A., Wolff, E.P., Höfer, H., Botcharnikov, R.E., Koepke, J.
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(2018) Ferric/ferrous ratio in silicate melts: a new equation with special emphasis on the effects of melt composition. Contrib Mineral Petrol, 173:98
Borisov A., Behrens H., Holtz F.
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Ferric/ferrous ratio in silicate melts: New model and new MORBs fO2 estimations. XXXV International Conference “Magmatism of the Earth and related strategic metal deposits”, Moscow, 3-5 September 2018, p. 57-58 in the Conference Proceedings
Borisov A.A.
