瓦兹利石

✍ dations ◷ 2025-11-23 13:37:30 #瓦兹利石

瓦兹利石>（英语：Wadsleyite）是一种斜方晶系矿物，分子式为 β-(Mg,Fe)₂SiO₄。它首先在加拿大艾伯塔省的皮斯河陨石中被发现。它由橄榄石 (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) 。除了镁以外，该结构可以吸收其他二价阳离子。与 α 和 γ 结构相反， β 结构在热力学上不稳定。其晶胞参数约为 a = 5.7 Å、b = 11.71 Å 和 c = 8.24 Å。

瓦兹利石于 1966 年由 Ringwood 和 Major 首次发现，并于 1968 年被 Akimoto 和 Sato 确认为稳定相。该相最初被称为 β-Mg2SiO4 或“β 相”。 Wadsleyite 以矿物学家 Arthur David Wadsley（1918-1969）的名字命名。

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) 。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。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，可能够包含比地球海洋的水更多，并且可能是地球内部 H（或水）的重要储层。

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。

瓦兹利石在地幔过渡带的上部（深度在 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。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，它们的最大储水能力可能会沿降低至约 0.5-1 wt%，但在过渡带含有高达 60 vol% 的瓦兹利石，仍可能是地球内部的主要水库。此外，导致瓦兹利石的转变被认为也发生在陨石或其他行星对地球的撞击。

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