Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Силикатный перовскит представляет собой либо (Mg, Fe) SiO 3 (магниевый концевой элемент называется бриджманитом [1] ), либо CaSiO 3 ( силикат кальция ), когда он расположен в структуре перовскита . Силикатные перовскитов не являются стабильными на поверхности Земли, и в основном существуют в нижней части из мантии Земли , приблизительно между 670 и 2700 км (420 и 1,680 миль) глубиной. Считается, что они вместе с ферропериклазом образуют основные минеральные фазы .

Открытие [ править ]

Существование силикатного перовскита в мантии было впервые предположено в 1962 году, а MgSiO 3 и CaSiO 3 были экспериментально синтезированы до 1975 года. К концу 1970-х годов было высказано предположение, что сейсмический разрыв в мантии на высоте около 660 км представляет собой переход от минералов со структурой шпинели с составом оливина к силикатному перовскиту с ферропериклазом .

Природный силикатный перовскит был обнаружен в сильно разрушенном метеорите Tenham . [2] [3] В 2014 году Комиссия по новым минералам, номенклатуре и классификации (CNMNC) от Международной минералогической ассоциации (IMA) одобрила имя bridgmanite для перовскита структурированным (Mg, Fe) SiO 3 , [1] в честь из физик Перси Бриджмена , который был удостоен Нобелевской премии по физике в 1946 году за исследования высокого давления. [4]

Структура [ править ]

Основная статья: Перовскит (структура)

Структура перовскита (впервые идентифицированная в минерале перовските ) встречается в веществах с общей формулой ABX 3 , где A - металл, который образует большие катионы , обычно магний , двухвалентное железо или кальций . B - другой металл, который образует более мелкие катионы, обычно кремний , хотя незначительные количества трехвалентного железа и алюминия.может случиться. X обычно кислород. Структура может быть кубической, но только в том случае, если относительные размеры ионов соответствуют строгим критериям. Обычно вещества со структурой перовскита обладают более низкой симметрией из-за искажения кристаллической решетки, а силикатные перовскиты находятся в орторомбической кристаллической системе . [5]

Происшествие [ править ]

Диапазон устойчивости [ править ]

Бриджманит представляет собой полиморф энстатита под высоким давлением , но на Земле преимущественно образуется, наряду с ферропериклазом , в результате разложения рингвудита (форма оливина высокого давления ) на глубине примерно 660 км или при давлении ~ 24 ГПа. [5] [6] Глубина этого перехода зависит от температуры мантии; он встречается немного глубже в более холодных областях мантии и мельче в более теплых областях. [7] Переход от рингвудита к бриджманиту и ферропериклазу отмечает дно переходной зоны мантии. и верх нижней мантии. Bridgmanite становится неустойчивым на глубине примерно 2700 км, превращая isochemically в пост-перовскита . [8]

Перовскит из силиката кальция устойчив на несколько меньших глубинах, чем бриджманит, становится стабильным примерно на 500 км и остается стабильным во всей нижней мантии. [8]

Изобилие [ править ]

Бриджманит - самый распространенный минерал в мантии. Соотношение бриджманита и перовскита кальция зависит от общей литологии и валового состава. В пиролитической и гарцбургитовой литографии бриджманит составляет около 80% минеральной ассоциации, а перовскит кальция <10%. В эклогитовой литологии бриджманит и перовскит кальция составляют ~ 30% каждый. [8]

Наличие в алмазах [ править ]

Перовскит силиката кальция был идентифицирован на поверхности Земли как включения в алмазах. [9] Алмазы образуются под высоким давлением глубоко в мантии. Благодаря высокой механической прочности алмазов большая часть этого давления сохраняется внутри решетки, что позволяет таким включениям, как силикат кальция, сохраняться в форме высокого давления.

Деформация [ править ]

Экспериментальная деформация поликристаллического MgSiO 3 в условиях самой верхней части нижней мантии предполагает , что силикатно перовскита деформируется путем дислокации ползучести механизма . Это может помочь объяснить наблюдаемую сейсмическую анизотропию в мантии. [10]

См. Также [ править ]

  • Рингвудит

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b «Бриджманит» . Mindat.org .
  2. ^ Томиока, Наотака; Фуджино, Киёси (22 августа 1997 г.). «Природный (Mg, Fe) SiO 3 -Ильменит и -Перовскит в метеорите Тенхэм». Наука . 277 (5329): 1084–1086. Bibcode : 1997Sci ... 277.1084T . DOI : 10.1126 / science.277.5329.1084 . PMID 9262473 . 
  3. ^ Чаунер, Оливер; Ма, Чи; Беккет, Джон Р .; Прешер, Клеменс; Пракапенко, Виталий Б .; Россман, Джордж Р. (27 ноября 2014 г.). «Обнаружение бриджманита, самого распространенного минерала на Земле, в ударном метеорите» (PDF) . Наука . 346 (6213): 1100–1102. Bibcode : 2014Sci ... 346.1100T . DOI : 10.1126 / science.1259369 . PMID 25430766 . S2CID 20999417 .   
  4. ^ Вендель, JoAnna (10 июня 2014). «Минерал назван в честь Нобелевского физика» . Эос, Сделки Американского геофизического союза . 95 (23): 195. Bibcode : 2014EOSTr..95R.195W . DOI : 10.1002 / 2014EO230005 .
  5. ^ а б Хемли, RJ; Коэн RE (1992). «Силикатный перовскит». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 20 : 553–600. Bibcode : 1992AREPS..20..553H . DOI : 10.1146 / annurev.ea.20.050192.003005 .
  6. ^ Эйджи, Карл Б. (1998). «Фазовые превращения и сейсмическое строение в верхней мантии и переходной зоне». В Хемли, Рассел Дж. (Ред.). Минералогия сверхвысоких давлений . С. 165–204. DOI : 10.1515 / 9781501509179-007 . ISBN 978-1-5015-0917-9.
  7. ^ Фланаган, Меган П .; Ширер, Питер М. (10 февраля 1998 г.). «Глобальное картирование топографии на скачках скорости переходной зоны путем суммирования предвестников» . Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 103 (B2): 2673–2692. Bibcode : 1998JGR ... 103.2673F . DOI : 10.1029 / 97JB03212 .
  8. ^ a b c Стиксруд, Ларс; Литгоу-Бертеллони, Каролина (30 мая 2012 г.). «Геофизика химической неоднородности мантии». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 40 (1): 569–595. Bibcode : 2012AREPS..40..569S . DOI : 10.1146 / annurev.earth.36.031207.124244 .
  9. ^ Нестола, Ф .; Королев, Н .; Копылова, М .; Rotiroti, N .; Пирсон, Д.Г.; Памато, MG; Альваро, М .; Peruzzo, L .; Герни, JJ; Мур, AE; Дэвидсон, Дж. (Март 2018 г.). «Перовскит CaSiO 3 в алмазе указывает на рециклинг океанической коры в нижнюю мантию» (PDF) . Природа . 555 (7695): 237–241. Bibcode : 2018Natur.555..237N . DOI : 10.1038 / nature25972 . PMID 29516998 . S2CID 3763653 .   
  10. ^ Кордье, Патрик; Унгар, Тамаш; Жолдос, Лехель; Тичи, Геза (апрель 2004 г.). «Дислокационная ползучесть в перовските MgSiO3 в условиях самой верхней нижней мантии Земли». Природа . 428 (6985): 837–840. Bibcode : 2004Natur.428..837C . DOI : 10,1038 / природа02472 . PMID 15103372 . S2CID 4300946 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Брайнер, Жанна (16 июня 2014 г.). «Самый изобильный, но скрытый минерал Земли, наконец, обнаружен и назван» . Живая наука .
  • Перкинс, Сид (27 ноября 2014 г.). «Уважение давно назрело: самый распространенный минерал Земли наконец получил официальное название» . Наука .
  • Чаунер, Оливер; Ма, Чи; Беккет, Джон Р .; Прешер, Клеменс; Пракапенко, Виталий Б .; Россман, Джордж Р. (28 ноября 2014 г.). «Обнаружение бриджманита, самого распространенного минерала на Земле, в ударном метеорите» (PDF) . Наука . 346 (6213): 1100–1102. Bibcode : 2014Sci ... 346.1100T . DOI : 10.1126 / science.1259369 . PMID  25430766 . S2CID  20999417 .
  • Шарп, Томас (28 ноября 2014 г.). «Бриджманит - наконец-то назван». Наука . 346 (6213): 1057–1058. Bibcode : 2014Sci ... 346.1057S . DOI : 10.1126 / science.1261887 . PMID  25430755 . S2CID  206563252 .