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Density variations of Cr-rich garnets in the upper mantle inferred from the elasticity of uvarovite garnet - 09/05/19

Doi : 10.1016/j.crte.2018.09.012 
Steeve Gréaux a, b, , Akihiro Yamada a, 1
a Geodynamics Research Center, Ehime University, 790-8577 Matsuyama, Japan 
b Earth-Life Science Institute, Tokyo Institute of Technology, 152-8550 Tokyo, Japan 

Corresponding author at: Geodynamics Research Center, Ehime University, 790-8577 Matsuyama, Japan.Geodynamics Research Center, Ehime UniversityMatsuyama790-8577Japan

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Abstract

The thermoelastic parameters of Ca3Cr2Si3O12 uvarovite garnet were examined in situ at high pressure up to 13GPa and high temperature up to 1100K by synchrotron radiation energy-dispersive X-ray diffraction within a 6-6-type multi-anvil press apparatus. A least-square fitting of room T data to a third-order Birch–Murnaghan (BM3) EoS yielded K0 = 164.2±0.7GPa,V0 = 1735.9±0.3 Å3 (K’0 fixed to 4.0). PVT data were fitted simultaneously by a modified HT-BM3 EoS, which gave the isothermal bulk modulus K0 = 163.6±2.6GPa, K’0 = 4.1±0.5, its temperature derivative (∂K0,T/∂T)P =–0.014±0.002 GPa K−1, and the thermal expansion coefficients a0 = 2.32±0.13 ×10−5 K−1 and b0 = 2.13±2.18 ×10−9 K−2 (K’0 fixed to 4.0). Our results showed that the Cr3+ enrichment in natural systems likely increases the density of ugrandite garnets, resulting in a substantial increase of mantle garnet densities in regions where Cr-rich spinel releases chromium through a metasomatic reaction.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Compressibility, Thermal expansion, Uvarovite garnet, High-pressure, In situ X-ray diffraction


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Vol 351 - N° 2-3

P. 95-103 - février 2019 Retour au numéro
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