Вадслеит

Вадслеит или Уэдслиит (англ. wadsleyite) — высокобарная полиморфная модификация оливина. Является минералом ромбической сингонии.[2] Впервые был обнаружен в хондрите Peace River в Канаде.

Вадслеит
Формула Mg2SiO4
Кристаллографические свойства
Сингония ромбическая сингония[1]

Описание

Описан в 1966—1968 годах[3], назван в честь австралийского химика Артура Вадсли (Arthur David Wadsley (1918—1969)), известного своими работами в области структурной кристаллографии минералов и неорганических соединений.

Вадслеит (β-Mg2SiO4) может формироваться либо путем трансформации на глубине около 300 км клинопироксенов в соответствии с реакцией:

2(Mg,Fe)SiO3 = (Mg,Fe)2SiO4 (вадслеит) + SiO2 (стишовит),

либо как результат перестройки оливина на глобальной границе «410 км». На рубеже «520 км» вадслеит трансформируются в шпинелеподобный рингвудит (γ-Mg2SiO4).

Вадслеит и рингвудит рассматриваются как главные аккумуляторы воды в переходной зоне (410—670 км), запасы которой превышают объём Мирового океана.[4] С кристаллохимической точки зрения эта особенность состава формально безводных вадслеита и рингвудита определяется заменой в их структурах части анионов O2− на гидроксильные группы OH−. Предпосылкой для этого в структуре вадслеита служит присутствие атома О, который не участвует в SiO4-тетраэдрах, а координирован лишь пятью атомами Mg. Таким образом, сумма валентных усилий на этом анионе — 1.67, что можно объяснить лишь вхождением до 33 % группами ОН и в сочетании с искажением катионных полиэдров.

Трансформация оливина в вадслеит должна приводить к увеличению скоростей прохождения сейсмических волн на 13 %. На самом же деле, на глубине 410 км она увеличивается всего на 3 — 5 %. Чтобы избежать противоречий между петрологической моделью верхней мантии и сейсмологическими данными, допускается вхождение дополнительных атомов железа и водорода в структуру вадслеита, что приводит к уменьшению жёсткости вещества переходной зоны, и, соответственно, к снижению скорости распространения сейсмических волн.

Как предполагает Ю. М. Пущаровский, обогащение вадслеита железом должно вовлечь в реакцию большое количество оливина мантии. В свою очередь это должно сопровождаться изменением химического состава пород вблизи границы раздела «410».[5]

Примечания
  1. mineralienatlas (англ.)
  2. Уэдслиит — wiki.web.ru. wiki.web.ru. Дата обращения: 3 сентября 2018.
  3. IMA1982-012: Price G. D., Putnis A., Agrell S. O., Smith D. G. W. Wadsleyite, natural ß-(Mg,Fe)2SiO4 from the Peace River meteorite, The Canadian Mineralogist. 1983. N 21. P. 29-35
  4. Ю. М. Пущаровский, Д. Ю. Пущаровский. Геология мантии Земли. — 2010.
  5. Гаврилов, Виктор Петрович - Геотектоника : учеб. для студентов вузов, обучающихся по специальности "Геология нефти и газа" по направлению подгот. дипломир. специалистов "Прикладная геология" - Search RSL. search.rsl.ru. Дата обращения: 28 сентября 2018.

Литература
  • Ashbrook S. E., Le Polle L, Pickard C. J., Berry A.J, Wimperise S and Farnanf I (2006) First-principles calculations of solid-state 17O and 29Si NMR spectra of Mg2SiO4 polymorphs. Physical Chemistry Chemical Physics, 2007, 9, 1587—1598 (Also available at http://www.rsc.org/pccp.)
  • H Horiuchi and H Sawamoto (1981) β-(Mg,Fe)2SiO4: Single crystal X-ray diffraction study. American Mineralogist, 66, 568—575
  • Huang XG, Xu YS, Karato SH (2005) Water content in the transition zone from electrical conductivity of wadsleyite and ringwoodite. Nature. 434, 746—749. 7 April 2005
  • Kleppe, Annette K, (2006) High-pressure Raman spectroscopic studies of hydrous wadsleyite II, In: American Mineralogist, July 2006, Vol. 91, Issue 7, pp. 1102—1109
  • Mibe K, Orihashi Y, Nakai S, Fujii T (2006) Element partitioning between transition-zone minerals and ultramafic melt under hydrous conditions. Geophysical Research Letters 33 (16): Art. No. L16307. 19 Aug 2006
  • GD Price, A Putnis, SO Agrell and DGW Smith (1983) Wadsleyite, natural β-(Mg,Fe)2SiO4 from the Peace River meteorite. Canadian Mineralogist, 21, 29-35
  • JR Smyth (1987) β-Mg2SiO4: A potential host for water in the mantle? American Mineralogist, 72, 1051—1055
  • JR Smyth (1994) A crystallographic model for hydrous wadsleyite: An ocean in the Earth’s Interior? American Mineralogist, 79, 1021—1024
  • JR Smyth, T Kawamoto, SD Jacobsen, RJ Swope, RL Hervig, and JR Holloway (1997) Crystal structure of monoclinic hydrous wadsleyite. American Mineralogist, 82, 270—275.
  • K Tokár, PT Jochym, P Piekarz, J Łażewski, M Sternik, and K Parlinski (2013) Thermodynamic properties and phase stability of wadsleyite II Physics and Chemistry of Minerals 40(3), 251—257, doi:10.1007/s00269-013-0565-9
  • Van De Moortèle B, Reynard B, McMillan PF, Wilson M, Beck P, Gillet P, Jahn S (2007) Shock-induced transformation of olivine to a new metastable (Mg,Fe)2SiO4 polymorph in Martian meteorites. Earth and Planetary Science Letters 261 (3-4): 469—475. 10 Sep 2007 (Also available at https://web.archive.org/web/20090211202427/http://portal.isiknowledge.com/portal.cgi.)

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.