菱镁矿在超临界水和NaCl溶液中的溶解度及碳种型数据

俯冲带是全球碳循环的关键界面之一，但目前对俯冲带碳通量的约束还非常有限，甚至对典型碳酸盐矿物在俯冲带流体中的溶解度和溶解碳种型等关键数据都缺乏约束。我们采用水热金刚石压腔，首次在0.7-2.4 GPa，635-940 °C条件下测定了菱镁矿（MgCO3）在纯水和NaCl稀溶液中的溶解度，并通过原位拉曼光谱测量，确定了溶解碳的种型和比例，对俯冲带菱镁矿溶解对碳循环通量的贡献进行了制约。我们的结果表明，在上述实验条件下，菱镁矿在纯水中的溶解度为0.01-0.05 mol/kg，比同等条件下碳酸钙的溶解度低约一个数量级。菱镁矿在纯水中的溶解度主要随温度的升高而增大，压力的影响较弱。NaCl的加入可以提高菱镁矿的溶解度，在0-19 wt% NaCl的范围内，溶解度增加3-5倍。原位拉曼分析表明，在高温高压的纯水和NaCl溶液中溶解的碳酸盐主要以HCO3-和CO32-的形式存在，其中HCO3-占主导，且种型比例的变化主要受温度控制(图11)。我们的实验结果表明，在缺乏熔融的条件下，俯冲带的菱镁矿，如地幔楔底部由浅部富碳流体交代所形成的菱镁矿在弧下深度仅有少量能被板片脱出的流体溶解并迁移，大部分都随板片及地幔楔的耦合俯冲进一步进入到地幔深部。相关成果发表在《Solid Earth Sciences》上。本数据集包括实验测定的俯冲带条件下（0.7-2.4 GPa，635-940 °C）菱镁矿（MgCO3）在超临界态纯水和NaCl溶液中的溶解度和碳种型数据数据。