Abstract Phase relations in the MgSiO3–MgTiO3 and Mg3Al2Si3O12–MgTiO3 systems were studied at 10–24 GPa and 1600 °C using a high-pressure Kawai-type multianvil apparatus. We investigated the full range of starting compositions for the enstatite-geikielite system to derive a P–X phase diagram and synthesize titanium-bearing phases, such as olivine/wadsleyite, rutile, pyroxene, MgTiSi2O7 weberite, bridgmanite and MST-bridgmanite in a wide pressure range. Olivine and pyroxene in run products are characterized by a low titanium content ( 20 GPa and characterized by significant titanium solubility (up to 13 wt% TiO2 at 24 GPa). Mg(Si,Ti)O3 perovskite is formed at a pressure of >17 GPa. The concentration of TiO2 in this phase varies from 29 wt% to 49 wt%. It was found that addition of Ti to the system moves the boundaries of Ol/Wad phase transformations to lower pressures. Addition of Al to the starting material allows us to simulate the composition of natural Ti-rich garnets and bridgmanites. It is important to note that garnet in the Prp-Gkl system is stable throughout a wide pressure range (10–24 GPa). Al incorporation does not affect the distribution of titanium between two types of bridgmanite. It is shown that high contents of Ti stabilize bridgmanite-like compounds at considerably lower pressure than that at the lower mantle/transition zone boundary. Our experiments simulate the composition of natural Ti-rich primary garnet found in eclogite from the Sulu ultrahigh-pressure (UHP) terrane.

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地球过渡带和下地幔中的富钛相：来自 MgO-SiO2-TiO2(±Al2O3) 系统在 10-24 GPa 和 1600 °C 下的实验证据

摘要 使用高压 Kawai 型多砧装置在 10-24 GPa 和 1600 °C 下研究了 MgSiO3-MgTiO3 和 Mg3Al2Si3O12-MgTiO3 系统中的相关系。我们研究了顽火辉石-geikielite 系统的所有起始成分，以推导出 P-X 相图并合成含钛相，例如橄榄石/瓦兹利石、金红石、辉石、MgTiSi2O7 韦伯石、布里奇曼石和 MST-布里奇曼石。压力范围。运行产品中的橄榄石和辉石的特点是钛含量低（20 GPa，钛溶解度高（在 24 GPa 下可达到 13 wt% TiO2）。Mg(Si,Ti)O3 钙钛矿在 >17 的压力下形成GPa. 该相中 TiO2 的浓度从 29 wt% 到 49 wt% 不等。发现向系统中添加 Ti 将 Ol/Wad 相变的边界移动到更低的压力。向起始材料中添加铝使我们能够模拟天然富钛石榴石和布里奇曼石的组成。重要的是要注意 Prp-Gkl 系统中的石榴石在很宽的压力范围内 (10-24 GPa) 是稳定的。Al 的掺入不影响钛在两种布里奇曼石之间的分布。结果表明，在比下地幔/过渡带边界低得多的压力下，高含量的 Ti 可以稳定类桥式化合物。我们的实验模拟了在苏禄超高压 (UHP) 地体榴辉岩中发现的天然富钛原生石榴石的成分。向起始材料中添加铝使我们能够模拟天然富钛石榴石和布里奇曼石的组成。重要的是要注意 Prp-Gkl 系统中的石榴石在很宽的压力范围内 (10-24 GPa) 是稳定的。Al 的掺入不影响钛在两种布里奇曼石之间的分布。结果表明，在比下地幔/过渡带边界低得多的压力下，高含量的 Ti 可以稳定类桥式化合物。我们的实验模拟了在苏禄超高压 (UHP) 地体榴辉岩中发现的天然富钛原生石榴石的成分。向起始材料中添加铝使我们能够模拟天然富钛石榴石和布里奇曼石的组成。重要的是要注意 Prp-Gkl 系统中的石榴石在很宽的压力范围内 (10-24 GPa) 是稳定的。Al 的掺入不影响钛在两种布里奇曼石之间的分布。结果表明，在比下地幔/过渡带边界低得多的压力下，高含量的 Ti 可以稳定类桥式化合物。我们的实验模拟了在苏禄超高压 (UHP) 地体榴辉岩中发现的天然富钛原生石榴石的成分。Al 的掺入不影响钛在两种布里奇曼石之间的分布。结果表明，在比下地幔/过渡带边界低得多的压力下，高含量的 Ti 可以稳定类桥式化合物。我们的实验模拟了在苏禄超高压 (UHP) 地体榴辉岩中发现的天然富钛原生石榴石的成分。Al 的掺入不影响钛在两种布里奇曼石之间的分布。结果表明，在比下地幔/过渡带边界低得多的压力下，高含量的 Ti 可以稳定类桥式化合物。我们的实验模拟了在苏禄超高压 (UHP) 地体榴辉岩中发现的天然富钛原生石榴石的成分。