瓦兹利石
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瓦兹利石（英语：Wadsleyite）[1] 是一种斜方晶系矿物，分子式为β-(Mg,Fe)2SiO4。 在加拿大艾伯塔省的皮斯河陨石中被发现，为橄榄石（α-(Mg,Fe)2SiO4）在增加压力下相变而成，并随着压力增加最终转变为尖晶石结构的尖晶橄榄石(γ-(Mg,Fe)2SiO4) [2]。其晶胞参数约为a = 5.7 Å、b = 11.71 Å和c = 8.24 Å[3]。
| 瓦兹利石 | |
|---|---|
| 基本资料 | |
| 类别 | 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 |
| 性质 | |
| 颜色 | 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 |
| 光学性质 | 二轴晶 |
| 折射率 | n = 1.76 |
瓦兹利石于1966年由Ringwood和Major首次发现，于1968年被Akimoto和Sato确认为稳定相[4]，该相最初被称为 β-Mg2SiO4或“β相”。Wadsleyite以矿物学家 Arthur David Wadsley（1918年-1969年）的名字命名。
组成 编辑
纯镁质的瓦兹利石，按氧化物的重量百分比为 42.7% SiO2 和 57.3% MgO。瓦兹利石中的微量元素包括：铷 (Rb)、锶 (Sr)、钡 (Ba)、钛 (Ti)、锆 (Zr)、铌 (Nb)、铪 (Hf)、钽 (Ta)、钍 (Th) 和铀 (U) [5]。这些元素的浓度可能比地球上地幔过渡带中假设的浓度要大。 此外，这些分析结果有助于了解地球内部的化学分异和岩浆作用[6]。虽然分子式是无水的，但瓦兹利石可以包含超过3%（重量）的 H2O[7]。
成因及产状 编辑
瓦兹利石是在加拿大艾伯塔省和平河的L6超铅橄榄石球粒陨石中发现的。据信，该瓦兹利石是在陨石撞击地球时，由陨石内富硫化物脉中的橄榄石在高压下形成的。呈微晶岩石碎片，直径通常不超过0.5毫米。瓦兹利石的伴生矿物有尖晶橄榄石、橄榄石、斜方辉石、斜长石、陨硫铁[8]。
瓦兹利石在地幔过渡带的上部（深度410-520 公里之间）为稳定相，由于在瓦兹利石分子结构 Si2O7中的氧原子，未与硅完全配置结合，因此一些氧原子很容易和氢结合成水，从而使矿物中含有高浓度的氢原子。由于此种未键合的氧原子具低静电势。含水瓦兹利石被认为是地幔中储水的潜在场所[7]。尽管瓦兹利石在其化学式中不含H，但它可能含有超过3%（重量）的H2O，并且可能在过渡区压力－温度条件下与含水熔体共存，水的溶解度和瓦兹利石的密度取决于地球的温度和压力。根据正常地热梯度，瓦兹利石的最大储水能力可能会沿降低至约0.5-1 wt%[9]。
参见 编辑
参考文献 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.