斯石英

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斯石英

斯石英的晶体结构
基本資料
類別 氧化物
化學式 SiO2
性質
分子量 u
顏色 纯净时透明
晶体惯态 微晶聚集体
晶系 四方晶系
解理
硬度 9.4
光澤 玻璃光泽
透明性 透明至半透明
比重 4.287
密度 g/cm³
折射率 nω = 1.81
熔點 1650 (±75) °C

斯石英又名超石英重石英[1],是一种超硬超重的二氧化硅同质多形体。它属于四方晶系。在超硬材料氧化亚硼被发现之前,它曾经长期被认为是已知最硬的氧化物。在常温常压下,斯石英处于亚稳定态,会缓慢地发生相变,转变为普通石英;但是该相变是如此缓慢,以至于其迄今还没有被观察到。斯石英首先由苏联高压物理学家斯提肖夫(Sergey M. Stishov)于1961年人工合成。斯石英也因斯提肖夫而得名。天然的斯石英由美籍华裔地质学家赵景德(Edward C. T. Chao)于1962年在美国亚利桑那州的一处陨石撞击坑中发现。[2]

来源[编辑]

迄今为止,几乎所有自然存在的斯石英都产生于高速陨石撞击事件里含有石英岩石中。斯提肖夫和波波娃(S. V. Popova)于1961年首次人工合成斯石英时,使用的条件是16-18万公斤/平方厘米压强以及1200-1400℃的温度,最终他们得到了约0.5毫米长的斯石英晶体[1]。在冲击条件下,斯石英的产生需要非常高的冲击压强(超过100千,也就是超过10 x 109 帕斯卡)以及温度(超过1200 °C)。在2007年,也有报道声称发现钻石中夹杂了痕量的斯石英[3]。同时,一些超高压地幔岩石样本中也检测出含有由斯石英生成的矿物[4]。斯石英也可以由人工模拟以上高温高压条件,通过静水压方式或者冲击方式在实验室中合成[5]

斯石英的密度为4.287 g/cm3,是密度最大的二氧化硅同质多形体。它的晶体结构有四方对称性(空间点群P42/mnm,对称性编号136[6]);皮尔森符号表示为tP6 [7]

斯石英在相当于地球内部360公里以上深度的压强(超过100千)下可以形成并且是稳定的,但在常压下若加热到数百度就会发生相变而转化为普通石英。在陨石撞击事件中,由于岩石的温度会强烈升高,因而有可能观察不到斯石英的存在[1]

参见[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 地质学大辞典. 北京: 地质出版社. 2005.6. ISBN 9787116046702. 
  2. ^ Fleischer M (1962) 一些新矿物的命名(New mineral names), American Mineralogist, 47, 805-812
  3. ^ Wirth, R; Vollmer, C; Brenker, F; Matsyuk, S; Kaminsky, F. 钻石中的纳米级含水铝硅酸盐包覆相(Inclusions of nanocrystalline hydrous aluminium silicate “Phase Egg” in superdeep diamonds from Juina (Mato Grosso State, Brazil)). Earth and Planetary Science Letters. 2007, 259: 384. doi:10.1016/j.epsl.2007.04.041. 
  4. ^ Liu, L; Zhang, J; Greenii, H; Jin, Z; Bozhilov, K. 斯石英在变质沉淀物中曾经存在的证据(Evidence of former stishovite in metamorphosed sediments, implying subduction to >350 km). Earth and Planetary Science Letters. 2007. doi:10.1016/j.epsl.2007.08.010. 
  5. ^ Dubrovinskaia, N. 已知最硬的氧化物:高压二氧化硅同质多形体(High-pressure silica polymorphs as hardest known oxides). Materials Chemistry and Physics. 2001, 68: 77. doi:10.1016/S0254-0584(00)00284-4. 
  6. ^ 斯石英的晶体对称性示意图
  7. ^ Smyth J.R., Swope R.J., Pawley A.R. 铝取代含氢斯石英的晶体化学(H in rutile-type compounds: II. Crystal chemistry of Al substitution in H-bearing stishovite). American Mineralogist. 1995, 80: 454–456. 

外部链接[编辑]