瓦茲利石
瓦茲利石> （英語：Wadsleyite） [1] 是一種斜方晶系礦物，分子式為 β-(Mg,Fe)2SiO4。 它首先在加拿大艾伯塔省的皮斯河隕石中被發現。 它由橄欖石 (α-(Mg,Fe)2SiO4) 在增加壓力下相變而成，並隨著壓力增加最終轉變為尖晶石結構的尖晶橄欖石 (γ-(Mg,Fe)2SiO4) [2]。 除了鎂以外，該結構可以吸收其他二價陽離子。與 α 和 γ 結構相反， β 結構在熱力學上不穩定。 其晶胞參數約為 a = 5.7 Å、b = 11.71 Å 和 c = 8.24 Å[3]。
| 瓦茲利石 | |
|---|---|
| 基本資料 | |
| 類別 | 双硅酸盐矿物 |
| 化学式 | Mg2SiO4 |
| 晶体分类 | 斜方双锥晶类 |
| 晶体空间群 | Imma |
| 晶胞 | a = 5.7 Å, b = 11.71 Å c = 8.24 Å; Z = 8 |
| 性質 | |
| 顏色 | 浅灰棕色 |
| 晶体惯态 | 呈显微晶质集合体 |
| 晶系 | 正交晶系 |
| 比重 | 3.84 |
| 光學性質 | 二轴晶 |
| 折射率 | n = 1.76 |
瓦茲利石 於 1966 年由 Ringwood 和 Major 首次發現，並於 1968 年被 Akimoto 和 Sato 確認為穩定相[4]。 該相最初被稱為 β-Mg2SiO4 或“β 相”。 Wadsleyite 以礦物學家 Arthur David Wadsley（1918-1969）的名字命名。
組成 编辑
純鎂質的瓦茲利石，按氧化物的重量百分比為 42.7% SiO2 和 57.3% MgO。瓦茲利石中的微量元素包括：銣 (Rb)、鍶 (Sr)、鋇 (Ba)、鈦 (Ti)、鋯 (Zr)、鈮 (Nb)、鉿 (Hf)、鉭 (Ta)、釷 (Th) 和鈾 (U) [5]。 這些元素的濃度可能比地球上地幔過渡帶中假設的濃度要大。 此外，這些分析結果有助於了解地球內部的化學分異和岩漿作用[6]。雖然分子式是無水的，但瓦茲利石可以包含超過 3%（重量）的 H2O[7]， 可能夠包含比地球海洋的水更多，並且可能是地球內部 H（或水）的重要儲層。
成因及產狀 编辑
瓦茲利石 是在加拿大艾伯塔省和平河的 L6 超鉛橄欖石球粒隕石中發現的。 據信，該瓦茲利石是在隕石撞擊地球時，由隕石内富硫化物脈中的橄欖石在高壓下形成的。 呈微晶岩石碎片，直徑通常不超過 0.5 毫米。瓦茲利石的伴生礦物有尖晶橄榄石、橄榄石、斜方辉石、斜长石、陨硫铁[8]。
瓦茲利石 在地幔過渡帶的上部（深度在 410-520 公里之間）為穩定相。 由於在瓦茲利石分子結構 Si2O7中的氧原子，未與硅完全配置結合，因此一些氧原子很容易和氫結合成水，從而使礦物中含有高濃度的氫原子。 由於此種未鍵合的氧原子具低靜電勢。含水瓦茲利石被認為是地幔中儲水的潛在場所[7]。 儘管瓦茲利石在其化學式中不含 H，但它可能含有超過 3%（重量）的 H2O，並且可能在過渡區壓力-溫度條件下與含水熔體共存。 水的溶解度和瓦茲利石的密度取決於地球的溫度和壓力。 根據正常地熱梯度，它們的最大儲水能力可能會沿降低至約 0.5-1 wt%[9]，但在 過渡帶含有高達 60 vol% 的瓦茲利石，仍可能是地球內部的主要水庫。 此外，導致瓦茲利石的轉變被認為也發生在隕石或其他行星對地球的撞擊。
参见 编辑
參考文獻 编辑
- ^ Warr, L.N. (2021). "IMA–CNMNC approved mineral symbols". Mineralogical Magazine. 85 (3): 291–320. Bibcode:2021MinM...85..291W. doi:10.1180/mgm.2021.43. S2CID 235729616.
- ^ Tokár, Kamil; Jochym, Paweł T.; Piekarz, Przemysław; Łażewski, Jan; Sternik, Małgorzata; Parlinski, Krzysztof (2013). "Thermodynamic properties and phase stability of wadsleyite II". Physics and Chemistry of Minerals. 40 (3): 251–257. Bibcode:2013PCM....40..251T. doi:10.1007/s00269-013-0565-9. ISSN 0342-1791.
- ^ Mindat.org
- ^ Akimoto, Syun-iti; Sato, Yosiko (1968). "High-pressure transformation in Co2SiO4 olivine and some geophysical implications". Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1 (7): 498–504. Bibcode:1968PEPI....1..498A. doi:10.1016/0031-9201(68)90018-6. ISSN 0031-9201.
- ^ Webmineral data
- ^ Mibe, Kenji; Orihashi, Yuji; Nakai, Shun'ichi; Fujii, Toshitsugu (2006). "Element partitioning between transition-zone minerals and ultramafic melt under hydrous conditions". Geophysical Research Letters. 33 (16). Bibcode:2006GeoRL..3316307M. doi:10.1029/2006gl026999. ISSN 0094-8276.
- ^ 7.0 7.1 Inoue, Toru; Yurimoto, Hisayoshi; Kudoh, Yasuhiro (1995). "Hydrous modified spinel, Mg1.75SiH0.5O4: A new water reservoir in the mantle transition region". Geophysical Research Letters. 22 (2): 117–120. Bibcode:1995GeoRL..22..117I. doi:10.1029/94gl02965. ISSN 0094-8276.
- ^ Price, Geoffrey D. (1983). "The nature and significance of stacking faults in wadsleyite, natural β-(Mg, Fe)2SiO4 from the Peace River meteorite". Physics of the Earth and Planetary Interiors. 33 (2): 137–147. Bibcode:1983PEPI...33..137P. doi:10.1016/0031-9201(83)90146-2. ISSN 0031-9201.
- ^ Ohtani, Eiji; Litasov, Konstantin; Hosoya, Tomofumi; Kubo, Tomoaki; Kondo, Tadashi (2004). "Water transport into the deep mantle and formation of a hydrous transition zone". Physics of the Earth and Planetary Interiors. 143–144: 255–269. Bibcode:2004PEPI..143..255O. doi:10.1016/j.pepi.2003.09.015. ISSN 0031-9201.