Vadsleyit - Wadsleyite

Vadsleyit
Umumiy
TurkumSorosilikat
Formula
(takroriy birlik)		Mg2SiO4
Strunz tasnifi9. VE.02
Kristalli tizimOrtorombik (Xoriuchi va Savamoto, 1981)
Kristal sinfDipiramidal (mmm)
H-M belgisi: (2 / m 2 / m 2 / m)
Kosmik guruhImma
Birlik xujayrasia = 5.7Å, b = 11,71 Å
c = 8,24 Å; Z = 8
Identifikatsiya
RangTo'q yashil
Kristall odatMikrokristalli agregatlar
DiafanlikShaffof
O'ziga xos tortishish kuchi3.84 hisoblab chiqilgan
Optik xususiyatlariIkki tomonlama
Sinishi ko'rsatkichin = 1.76
Adabiyotlar[1][2][3][4]

Vadsleyit, ning yuqori bosimli fazasi olivin, bu ortorombik mineral ph- (Mg, Fe) formulasi bilan2SiO4. U birinchi marta tabiatda Tinchlik daryosida topilgan meteorit dan Alberta, Kanada. U fazaning o'zgarishi natijasida hosil bo'ladi olivin (a- (Mg, Fe)2SiO4) ortib borayotgan bosim ostida va oxir-oqibat aylanadi shpinel - tuzilgan ringvudit (γ- (Mg, Fe)2SiO4) bosim yanada oshgani sayin. Tuzilishi cheklangan miqdordagi boshqa ikki valentli miqdorni olishi mumkin kationlar magnezium o'rniga, lekin a va b tuzilmalariga qarama-qarshi, Fe ning yig'indisi bilan a tuzilishi2SiO4 termodinamik jihatdan barqaror emas. Uning hujayra parametrlari taxminan a = 5,7 Å, b = 11,71 Å va c = 8,24 are.

Vadsleyit Yerning o'tish zonasining yuqori qismida barqaror ekanligi aniqlandi mantiya chuqurlikda 410-520 kilometr (250-320 milya) oralig'ida. Si tarkibidagi kremniy bilan bog'lanmagan oksigenlar tufayli2O7 Wadsleyite guruhlari, u ba'zi bir kislorod atomlarini zanjir ostida qoldiradi va natijada bu oksigenlar osonlikcha hidratlanib, mineral tarkibidagi vodorod atomlarining yuqori konsentratsiyasini ta'minlaydi. Suvli vodleyit Yer sharida suvni saqlash uchun potentsial maydon deb hisoblanadi mantiya bog'liq bo'lmagan kislorod atomlarining past elektrostatik salohiyati tufayli. Wadsleyite kimyoviy formulasida H ni o'z ichiga olmaydi, ammo uning og'irligi 3 foizdan oshishi mumkin2O, va o'tish zonasi bosim-harorat sharoitida gidroksidi eritishi bilan birga bo'lishi mumkin. Suvning eruvchanligi va valsleyitning zichligi Yerdagi harorat va bosimga bog'liq. Oddiy geotermiya davomida ularning maksimal suv saqlash imkoniyatlari taxminan 0,5-1% gacha kamayishi mumkin bo'lsa ham,[5] The O'tish zonasi 60 foizgacha bo'lgan vadsleyit Yerning ichki qismida hali ham asosiy suv ombori bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, vadsleyitga olib keladigan o'zgarish meteorit Yerga yoki boshqa sayyoraga juda katta tezlikda ta'sir qilganda ham zarba bo'lgan taqdirda sodir bo'ladi deb o'ylashadi.

Wadsleyite birinchi marta 1966 yilda Ringvud va Major tomonidan aniqlangan va 1968 yilda Akimoto va Sato tomonidan barqaror bosqich ekanligi tasdiqlangan.[6] Faza dastlab b-Mg nomi bilan tanilgan2SiO4 yoki "beta-faza". Wadsleyite mineralogist Artur Devid Uodsli (1918-1969) uchun nomlangan.

Tarkibi

Oksidning og'irligi bo'yicha magneziya navi vadsleyitning 42,7% SiO bo'ladi2 va massa bo'yicha 57,3% MgO. Wadsleyite tarkibidagi iz elementlarning tahlili shuni ko'rsatadiki, unga bir qator elementlar kiritilgan. Natijalar izlarini namoyish etadi rubidium (Rb), stronsiyum (Sr), bariy (Ba), titanium (Ti), zirkonyum (Zr), niobiy (Nb), gafniy (Hf), tantal (Ta), torium (Th) va uran (U) vadsleyitda va bu elementlarning kontsentratsiyasi Yerning yuqori mantiyasining o'tish zonasida taxmin qilinganidan kattaroq bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, ushbu natijalar Yerdagi kimyoviy differentsiatsiya va magmatizmni tushunishda yordam beradi.[7]

Vodsleyit nominal darajada suvsiz bo'lsa ham, uning og'irligi 3 foizdan oshiq H ni o'z ichiga olishi mumkin2O,[8] demak u Yer okeaniga qaraganda ko'proq suv qo'sha oladi va Yerning ichki qismida H (yoki suv) uchun muhim suv ombori bo'lishi mumkin.

Geologik paydo bo'lishi

Wadsleyite topilgan Tinchlik daryosi meteorit, L6 gipersten -olivin xondrit Tinchlik daryosidan, Alberta, Kanada. Ushbu meteorit tarkibidagi vadsleyit meteoritning sulfidga boy tomirlarida Yerga olivindan zarba berish bilan bog'liq bo'lgan zarba hodisasi paytida yuqori bosim ostida hosil bo'lgan deb ishoniladi. U tez-tez diametri 0,5 mm (0,020 dyuym) dan oshmaydigan mikrokristalli tosh bo'laklari sifatida uchraydi.[9]

Tuzilishi

Wadsleyite shpinelloid bo'lib, uning tuzilishi shpinellar singari kislorod atomlarining buzilgan kubikga yaqin to'plamiga asoslangan. A o'qi va b o'qi shpinel birligining yarim diagonalidir. The magniy va kremniy tuzilishda to'liq buyurtma qilingan. M1, M2 va M3 uchta alohida oktahedral joylar va bitta tetraedral sayt mavjud. Wadsleyite - bu Si bo'lgan sorosilikat2O7 guruhlar mavjud.[10] Tarkibida to'rt xil kislorod atomlari mavjud. O2 - bu ikki tetraedra o'rtasida taqsimlangan ko'prikli kislorod va O1 - silikat bo'lmagan kislorod (Si bilan bog'lanmagan). Potentsial gidratlangan O1 atomi to'rtta Mg markazida joylashgan2+ oktaedra.[11][12] Agar bu kislorod gidratlangan (protonlangan) bo'lsa, M3 da bo'shliq paydo bo'lishi mumkin. Agar suv qo'shilishi taxminan 1,5% dan oshsa, M3 bo'sh ish joylari kosmik guruhni buzgan holda buyurtma berishlari mumkin Imma, simmetriyani monoklinikaga kamaytirish Men2/m 90.4º gacha bo'lgan beta burchak bilan.

Wadsleyite II - bu ikkitasi (SiO) bo'lgan alohida spinelloid faza4) va ikkilamchi (Si2O7) tetraedral birliklar. Bu magnezium temir silikat wadsleyit va barqarorlik mintaqalari o'rtasida yuzaga kelishi mumkin bo'lgan o'zgaruvchan tarkibi bilan ringvudit b-Mg2SiO4,[13] ammo hisoblash modellari shuni ko'rsatadiki, hech bo'lmaganda sof magneziya shakli barqaror emas.[14] Kremniy atomining beshdan biri ajratilgan tetraedrda, to'rtdan to'rt qismi Si tarkibida2O7 guruhlar, shunda tuzilmani beshdan shpinel va to'rtdan to'rttasi vadsleyit aralashmasi deb hisoblash mumkin.[15]

Kristalografiya va fizik xususiyatlari

Molyar hajm va xona haroratidagi bosim

Vadsleyit kristallanadi ortorombik kristalli tizim va hujayraning birlik hajmi 550,00 Å3. Uning kosmik guruhi Imma va uning hujayra parametrlari a = 5.6921Å, b = 11.46 Å va c = 8.253 Å;[9] mustaqil tadqiqot natijasida hujayra parametrlari a = 5.698 Å, b = 11.438 Å va c = 8.257 be deb topildi.[15] Magnezian sof valsleyiti rangsiz, ammo temir tarkibidagi navlari quyuq yashil rangga ega.

Wadsleyite minerallari odatda a ga ega mikrokristalli to'qima va singan. Kichik kristall kattaligi tufayli batafsil optik ma'lumotlar olinmadi; ammo, wadsleyite hisoblanadi anizotrop past birinchi darajali ikki tomonlama buzilish ranglar [9] Bu o'rtacha bilan ikki tomonlama sinish ko'rsatkichi n = 1.76 ga teng va hisoblangan o'ziga xos tortishish kuchi 3.84 dan. Rentgenda chang difraksiyasi, uning naqshdagi eng kuchli nuqtalari: 2.886 (50) (040), 2.691 (40) (013), 2.452 (100,141), 2.038 (80) (240), 1.442 (80) (244).[9]

Ovoz tezligi

Savamoto va boshq (1984) [16] birinchi navbatda P to'lqini tezlik (Vp) va S to'lqini atrof muhit holatida vodsleyitning Mg-endmember tezligi (Vs) Brillouin spektroskopiyasi. Ularning ma'lumotlariga ko'ra, olivin-vadsleyit fazali o'tish Vp ga sakrashni ~ 13% ga va Vs sakrashni ~ 14% ga olib keladi. Shuning uchun 410 km uzunlikdagi seysmik uzilishning asosiy sababi sifatida olivin-vodsleyit fazasining o'tishi taklif qilingan. Yuqori mantiya va Mantiya o'tish zonasi Yerda.[16]

Biografik eskiz

Artur Devid Uodsli (1918-1969) geologiyaga qo'shgan hissasi tufayli nomini olgan mineralni olish sharafiga muyassar bo'ldi. kristallografiya minerallar va boshqalar noorganik birikmalar.[9] Wadsley nomli vadsleyitga ega bo'lish taklifi yangi minerallar va mineral nomlari bo'yicha komissiya tomonidan ma'qullandi Xalqaro mineralogiya assotsiatsiyasi. Hozirgi vaqtda namunalar geologiya kafedrasi kollektsiyasida saqlanib qolgan Alberta universiteti.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Mindat.org
  2. ^ Vebmineral ma'lumotlar
  3. ^ Mineralogiya bo'yicha qo'llanma
  4. ^ IMA minerallar ro'yxati
  5. ^ Ohtani, Eyji; Litasov, Konstantin; Xosoya, Tomofumi; Kubo, Tomoaki; Kondo, Tadashi (2004). "Suvni chuqur mantiyaga tashish va gidrous o'tish zonasini shakllantirish". Yer fizikasi va sayyora ichki makonlari. 143-144: 255–269. doi:10.1016 / j.pepi.2003.09.015. ISSN  0031-9201.
  6. ^ Akimoto, Syun-iti; Sato, Yosiko (1968). "Co2SiO4 olivinidagi yuqori bosimli transformatsiya va ba'zi geofizik ta'sirlar". Yer fizikasi va sayyora ichki makonlari. 1 (7): 498–504. doi:10.1016/0031-9201(68)90018-6. ISSN  0031-9201.
  7. ^ Mibe, Kenji; Orixashi, Yuji; Nakay, Shunichi; Fujii, Toshitsugu (2006). "Gidrotexnika sharoitida o'tish zonasi minerallari va ultramafik eritmalar o'rtasida elementlarning bo'linishi". Geofizik tadqiqotlar xatlari. 33 (16). doi:10.1029 / 2006gl026999. ISSN  0094-8276.
  8. ^ Inoue, Toru; Yurimoto, Hisayoshi; Kudoh, Yasuxiro (1995). "Suvli modifikatsiyalangan shpinel, Mg1.75SiH0.5O4: mantiya o'tish mintaqasidagi yangi suv ombori". Geofizik tadqiqotlar xatlari. 22 (2): 117–120. doi:10.1029 / 94gl02965. ISSN  0094-8276.
  9. ^ a b v d e Narx, Geoffrey D. (1983). "Tinchlik daryosi meteoritidan tabiiy β- (Mg, Fe) 2SiO4 tarkibidagi vodsleytda yoriqlar hosil bo'lishining mohiyati va ahamiyati". Yer fizikasi va sayyora ichki makonlari. 33 (2): 137–147. doi:10.1016/0031-9201(83)90146-2. ISSN  0031-9201.
  10. ^ Ashbrook, Sharon E.; Polles, Loran Le; Pikard, Kris J.; Berri, Endryu J.; Vimperis, Stiven; Farnan, Yan (2007-03-21). "Mg2SiO4 polimorflarining qattiq jismlari 17O va 29Si NMR spektrlarining birinchi tamoyillari bo'yicha hisob-kitoblari". Fizik kimyo Kimyoviy fizika. 9 (13): 1587–1598. doi:10.1039 / B618211A. ISSN  1463-9084.
  11. ^ Smit, Jozef R. (1987-12-01). "beta -Mg2 SiO4; mantiya ichidagi suv uchun potentsial xostmi?". Amerikalik mineralogist. 72 (11–12): 1051–1055. ISSN  0003-004X.
  12. ^ Smit, Jozef R. (1994-10-01). "Suvli vadsleyit uchun kristallografik model (b-Mg2SiO4): Yerning ichki qismidagi okeanmi?". Amerikalik mineralogist. 79 (9–10): 1021–1024. ISSN  0003-004X.
  13. ^ Kleppe, A. K. (2006). "Vodsleyt II gidroksidi bosimining yuqori bosimli Raman spektroskopik tadqiqotlari". Amerikalik mineralogist. 91 (7): 1102–1109. doi:10.2138 / am.2006.2060 yil. ISSN  0003-004X.
  14. ^ Tokar, Komil; Jochym, Pawel T.; Piekarz, Przemyslav; Żaevski, Jan; Sternik, Malgorzata; Parlinski, Kshishtof (2013). "Wadsleyite II ning termodinamik xususiyatlari va faza barqarorligi". Mineral moddalar fizikasi va kimyosi. 40 (3): 251–257. doi:10.1007 / s00269-013-0565-9. ISSN  0342-1791.
  15. ^ a b Xoriuchi, Xiroyuki; Savamoto, Xiroshi (1981). "β-Mg2SiO4: bitta kristalli rentgen difraksiyasini o'rganish". Amerikalik mineralogist. 66 (5–6): 568–575. ISSN  0003-004X.
  16. ^ a b SAWAMOTO, H.; WEIDNER, D. J .; SASAKI, S .; KUMAZAWA, M. (1984). "Magnezium ortosilikatining o'zgartirilgan shpinel (beta) fazasining yagona kristalli elastik xususiyatlari". Ilm-fan. 224 (4650): 749–751. doi:10.1126 / science.224.4650.749. ISSN  0036-8075.