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尖晶橄榄石

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尖晶橄榄石 (Ringwoodite)
Fo90晶体 (~150 micrometers across)成分的蓝色尖晶橄榄石,合成于20 GPa和1200 °C.
基本資料
類別Nesosilicates
Spinel group
化学式Mg2SiO4
施特龙茨分类9.AC.15
晶体空间群Isometric
H-M symbol: (4/m32/m)
Space group: Fd3m
晶胞a = 8.113 Å; Z = 8
性質
顏色深蓝色,也有红色,紫罗兰,或无色(纯 Mg2(SiO4))
晶体惯态Microcrystalline aggregates
晶系立方晶系
Hexoctahedral class
透明性半透明
比重3.564 (Fo100); 3.691 (Fo90); 4.845 (Fa100)
光學性質各向同性
折射率n = 1.8
双折射none
多色性none
參考文獻[1][2][3]

尖晶橄欖石,亦作γ相橄欖石或從英語音譯作林伍德石[4],是一種於高溫高壓環境下(約介於525公里至660公里間的地函)產生的礦物,為橄欖石(一種鐵鎂矽酸鹽礦物)的同質異相英语Polymorphism (materials science)體。

尖晶橄欖石能將水合物包含於其結構中[5],結合其於地球內部地函出現的證據,說明很有可能在410至660公里深處的过渡带地幔1%是水,就相当于地球上所有海洋水量总和的3倍[6][7]

此礦物首次在1969年於Temham隕石中被發現[8],且被認為很有可能大量地存在於地球的地函中。从巴西茹伊纳地区地面上的岩浆中发现的钻石中存在40微米长的晶体内含物。光谱分析表明这就是尖晶橄榄石;在线发表于《自然》上的进一步分析显示,尖晶橄榄石含有氢氧键,表明晶格中至少含有1.4%的水[9]

尖晶橄欖石又名林伍德石(Ringwoodite),以著名的澳洲地球內部學家泰德·林伍德英语Ted Ringwood(1930-1993)命名,他主要研究地函礦物(如輝石與橄欖石)於地球內部超過600公里深處的同質異相體特性。

在地面以下410km深处(14GPa)的地幔过渡带上界,橄欖石(α相)的晶体粒度随着压力升高转变为更高密度和波速的瓦兹利石英语Wadsleyite(似尖晶橄欖石)(β相),体积减少8%。在过渡带520km深处,瓦兹利石变成尖晶橄榄石(γ相)与石榴石,体积减少29%。而在超過660公里深處(23.5GPa)的地函,高压相的尖晶橄榄石随着压力升高发生了两种密度更大的后尖晶石相变:布里奇曼石方镁石英语periclase

參考資料[编辑]

  1. ^ Handbook of Mineralogy (PDF). [2016-05-19]. (原始内容存档 (PDF)于2012-05-27). 
  2. ^ Ringwoodite on Mindat.org. [2016-05-19]. (原始内容存档于2016-04-09). 
  3. ^ Ringwoodite on Webmineral. [2016-05-19]. (原始内容存档于2016-06-08). 
  4. ^ 科技新聞分析稀有鑽石 科學家:地球內或存在水世界. 大紀元時報. 2022-10-03 [2022-10-04]. (原始内容存档于2022-10-09) (中文(繁體)). 
  5. ^ Ye, Y., D.A. Brown, J. R. Smyth, W.R. Panero, S.D. Jacobsen, Y.-Y. Chang, J.P. Townsend, S.M. Thomas, E. Hauri, P. Dera, and D.J. Frost (2012). "Compressibility and thermal expansion study of hydrous Fo100 ringwoodite with 2.5(3) wt% H2O"页面存档备份,存于互联网档案馆). American Mineralogist 97, 573-582.
  6. ^ Rare Diamond confirms that Earth's mantle holds an ocean's worth of water. Scientific American. March 12, 2014 [March 13, 2014]. (原始内容存档于2014-03-13). 
  7. ^ Schmandt, Brandon; Jacobsen, Steven D.; Becker, Thorsten W.; Liu, Zhenxian; Dueker, Kenneth G. Dehydration melting at the top of the lower mantle. Science. 13 June 2014, 344 (6189): 1265–1268 [13 June 2014]. doi:10.1126/science.1253358. (原始内容存档于2014-06-16). 
  8. ^ R A. Binns, R. J. Davis, and No S. J. B Reed (1969). "Ringwoodite, natural (Mg,Fe)2SiO4 spinel in the Tenham meteorite". Nature 221,943 944.
  9. ^ 《中国科学报》. 钻石瑕疵揭示地幔掺水之谜. 2014-03-18 [2022-10-06]. (原始内容存档于2022-10-07) (中文(简体)).