是什么使得地核/地幔边界的条件适合铝与氧以外的其他元素结合?

Question

最近，steinhardite是接受被国际矿物学协会认定为新矿物。这本身就是一个很有趣的故事。有一篇有趣的文章《新科学家》差不多吧，但它是付费的。

steinhardite的分子式为$\ce{Al63Cu24Fe13}$。这是一种极其罕见的准晶体，至少部分原因是，据我所知，它是铝和氧的混合物。

其中一位批评家(如文章中所引述)

…他立即宣布样本是天然的可能性是“不可能的”。他所关心的不是完美的程度，而是金属Al在铜晶石、铁晶石和二十面体准晶相中令人困惑的存在。他认为，金属Al对O有非常强的亲和力，因此它不可能在地球表面自然形成。他修正了结论，考虑到一种不太可能的可能性，即它可能是在核心地幔边界附近存在的高温高压下形成的，或者是在太空中流星的高冲击力碰撞中形成的。[1]

地核/地幔边界显然充斥着大量的化学相互作用，但究竟是什么条件阻止了铝的氧化呢?是物理压力还是其他气体的存在?

显而易见的事实是，铝没有暴露在大气中，但我(有限的)理解是，氧与硅等其他元素结合在一起是丰富的。

参考:

1. Bindi, L. & Steinhardt, P.J.(2014)《寻找被禁晶体》。矿物学杂志，78(2), 467 - 482。(DOI)[PDF](似乎可以免费获得)

Answer 1

实验发现的一个原因是，在地幔-核边界的压力和温度条件导致氧化铝的还原。根据《自然》杂志的文章$\ce{Fe}$和$\ce{Al2O3}$的化学相互作用作为地球核-地幔边界非均质性的来源(Dubrovinsky et al. 2001)通过模拟边界热化学条件的实验，得出了核幔边界区的主要影响因素之一是

铁能够在地核-地幔边界条件下将铝从氧化物中还原出来这可以为地核提供额外的轻元素来源，并在地核-地幔边界产生显著的非均质性。

此外，摘自2001年ESRF要闻网页铁和刚玉在高压和高温下的化学相互作用:对地球深部的启示实验发现，形成铁铝化合物(以及其他合金)的反应发生在被认为存在于地幔-核心边界的温度下:

$ $ \ ce {(2 + 3 x美元)铁+ x氧化铝- > 2美元feal_ {x}美元+ 3 x FeO说美元}$ $

其中$x$在0.02-0.03和0.25之间变化