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顽火辉石作为斜方辉石晶系的重要Mg端元矿物,是地球上地幔主要组成矿物之一。Li同位素作为重要的地幔地球化学示踪剂,在主要地幔矿物中(如橄榄石,辉石等)的扩散分馏相关性质的研究显得尤为重要。我们通过经典力学的方法,计算模拟了原子尺度下Li同位素在顽火辉石晶格以2种不同的迁移机制(填隙机制和取代空位机制)迁移的活化能和其在不同晶格位上不同温度条件下的分馏作用程度。计算结果表明,Li同位素易以填隙位机制在顽火辉石中迁移。重同位素~7Li会更多的进入晶格填隙位中,而6Li相对更多进入Mg位。温度是影响这种分馏作用的1个关键因素,相应的结果可用来解释地幔Li同位素组成特征及冷却条件下的同位素分馏等科学问题。 相似文献
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Li同位素在斜顽辉石、镁铝榴石及镁铝尖晶石晶格内扩散与分馏的理论计算研究 总被引：1，自引：0，他引：1
斜顽辉石、镁铝榴石和镁铝尖晶石作为辉石族、石榴石族以及尖晶石族中的重要端元,是地球上地幔主要组成矿物。Li同位素是重要的地幔地球化学示踪剂,其在橄榄石、辉石和石榴石等地幔矿物中的扩散分馏的性质对理解Li同位素作为地幔地球化学示踪剂非常重要。我们通过经典力场经验势方法,从原子尺度上计算研究了不同温压条件下Li同位素在斜顽辉石、镁铝榴石和镁铝尖晶石晶格中分别通过不同的填隙机制和取代空位机制迁移的活化能和其在不同晶格位上的分馏效应。我们发现Li同位素是通过取代空位机制在斜顽辉石、镁铝榴石和镁铝尖晶石中进行迁移扩散。Li同位素在不同晶格位上的分馏作用计算表明,在三种矿物中重同位素7Li会更多地进入晶格填隙位中,而6Li则相对更多进入Mg位。温度是影响这种分馏作用的一个关键因素,相应的结果可用来解释地幔Li同位素组成特征及冷却条件下的同位素分馏等科学问题。 相似文献
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放射性钾元素(40 K)是地球演化过程中重要的热源之一,钠(Na)则是俯冲带岩石中的重要组成元素之一。俯冲板块是地壳物质运输到深部地幔的载体,而石榴石和单斜辉石是其中常见的矿物,因此K和Na在单斜辉石和石榴石中行为的研究具有重要意义。本文分以下3个方面总结了近50年来自然界以及高温高压实验中K和Na在石榴石和单斜辉石中行为的研究进展:1含Na、K石榴石的发现及其形成机制,以及Na、K进入石榴石对其晶格所产生的影响;2含K单斜辉石的发现及其形成机制,以及K进入单斜辉石对其晶格所产生的影响;3含K基性岩体系的实验岩石学研究现状。K作为大离子亲石元素,在高温高压下能够分别以KX+Si Y=(Ca,Mg)X+Al Y和MgM1+CaM2=Al M1+KM2的机制进入石榴石和单斜辉石晶格中,对其从地表到深部地幔中的循环具有重要贡献;而在持续俯冲板块中,Na元素在单斜辉石消失后以NaX+Si Y=(Ca,Mg)X+Al Y的机制进入石榴石晶格中,继续被运输到更深的地幔中去。前人在模拟地幔温压条件下对含K玄武岩和单斜辉石体系的高温高压实验研究结果表明,单斜辉石中K2O含量及石榴石中的Na2O含量与压力呈正相关。然而,到目前为止,K和Na在俯冲带温压条件下的富K基性岩(如榴辉岩)体系中的行为仍有待进一步深入研究。 相似文献
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四面体层在端员辉石结构中,含Si的四面体的平均T－O键长为1.618(?)到1.644(?)(表3).四个距离(四面体1.585(?)－1.612(?))中最短的键一般是Si－O2,而最长的键涉及桥接的O3阴离子,只有CaTs和C2/c Li辉石例外.桥键距离的平均值大于非桥键距离的平均值,且在一般情况下两个平均值之差(△)对于具单价阳离子M2的C2/cLi辉石为最小,而对具有二价 M2阳离子的C2/c钙辉石为最大.Pbca和P(21)/c结构的A值介于这两组结构之间。在各种不同的辉石结构间,较短的桥距是与较大的Si－O3－Si(图14)和O3－O3－O3角相关联的.键内的出-Si距离在3.01A和3.13A间变化,在单斜和斜方顽火辉石中高度弯折的B链中存在着最短路 相似文献
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本文对西藏丁青玻安岩类深成岩的辉石和新喀里多尼亚玻安岩的斜顽辉石进行了矿物学工作及高分辨电镜观察。丁青斜方辉石堆晶岩辉石的超微结构包括:单斜辉石的(100)双晶、斜方辉石a/4平移畴结构及斜方辉石—单斜辉石相转变。玻安岩斜顽辉石典型超微结构是(100)双晶。由矿物的碎裂、错动以及斜方辉石—单斜辉石相变中只出现偶数倍单斜辉石等表明:矿物结晶及成岩过程中曾受应力作用、后者可能与岩石所处的构造位置有关。由辉石成分计算的地质温度表明,丁青堆晶斜方辉石岩的辉石是在高温下晶出、岩石固结温度是1013～1111℃,当它们在～1000℃下稳定时,斜方辉石出溶了单斜辉石片晶。将玻安岩斜顽辉石加热至1100℃后淬冷及按120℃/h速度冷却均未得到纯的斜顽辉石,可能斜顽辉石是原顽火辉石在应力环境中高温淬冷所成。 相似文献
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利用高分辨电子显微术观察了球粒陨石中的顽火辉石和斜长岩中的紫苏辉石,发现沿a轴方向有周期为13.5?和22.5?两种多形体与单斜辉石及斜方辉石紧密连生。这些新多形体的产生与高温相向低温相转变过程中Si—O链的错排有关。利用高分辨像推测了Si—O链在两种多形体中的排列方式。同时,还观察和讨论了新多形结构向单斜和斜方辉石的转变。 相似文献
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在69～100 GPa冲击压力(估算温度为2600～4300 K)范围内进行了初始样品为(Mg0.92, Fe0.08)SiO3顽火辉石和MgO+SiO2的冲击压缩回收实验。对回收样品进行的X射线衍射(XRD)分析结果表明: 两发顽火辉石回收样品的主相均是单链状结构硅酸盐, 而非钙钛矿结构; 另外, 回收样品中均未观察到氧化物SiO2 和(Mg0.92, Fe0.08)O的XRD特征谱线; 两发MgO+SiO2回收样品中均观察到SiO2和镁橄榄石(Mg2SiO4)而没有氧化物MgO。实验结果表明: 在冲击压缩过程中样品处于钙钛矿结构, 在冲击卸载过程中样品发生了由钙钛矿结构向单链状结构的逆转相变; 在实验的温压范围内, 不可能发生由(Mg0.92, Fe0.08)SiO3向SiO2和(Mg0.92, Fe0.08)O的化学分解相变, 顽火辉石的高压相——钙钛矿结构是稳定的。高压加载或卸载过程引起的晶格畸变导致回收样品和原始样品的谱线差异, 而高压加载导致钙钛矿型(Mg0.92, Fe0.08)SiO3晶格畸变的可能性更大。 相似文献
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在斜顽辉石加温产物中观察到1．35和2．25um宽度堆垛，前者属单斜晶系。这些（2n＋1）×0．45um宽度堆垛可以由辉石的Si－O链错排引起。按单斜辉石或斜方辉石的Si（A）、Si（B）链结构数据所计算的1．35um堆垛，多属单斜晶系，晶胞参数范围是a＝1．357～1．420，b＝0．886，c＝0．516nm，β＝96．1°～108．3°；当斜方辉石的Si－O链作Si（A）Si（B）St（B′）排列时，1．35um堆垛应为斜方晶系。计算的2．25um堆垛的晶胞参数是a＝2．255，b＝0．886，c＝0．516nm，β＝73．8°。 相似文献
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在建立了小行星区星云凝聚模型的基础上，对类地行星区中上物质（硅酸盐、氧化物、金属、硫化物等）的凝聚作用，以及凝聚物的水化作用进行了讨论，进而建立了包括小行星区在内的整个类地行星区的星云凝聚模式。根据地球核慢质量比和关于地球初期演化的研究结果；使用顽火辉石球粒陨石和Ｃ１陨石的化学成分分别做为地球形成区中类顽火辉石球粒陨石质星子和类Ｃ１陨石质星子的成分数据；假定类顽火辉石无球粒陨石质星子的成分与类顽火辉石球粒陨石质星子的硅酸盐部分成分相同，计算出原始地球可能由１．５８％的类铁陨石质星子、１３．９％的类顽火辉石无球粒陨石质星子、８２．５２％类顽火辉石球粒陨石质星子、２％的类Ｃ１陨石质星子组成。 相似文献
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采用IR光谱和质谱技术分析了海南福基田幔源巨晶和包体中辉石的结构羟基红外光谱和氢氧同位素。测试的所有巨晶普通辉石和包体中透辉石及顽火辉石均含结构OH,对比印证了国内外同类矿物的红外光谱特征。结构水质量分数分别是:普通辉石87×10-6~389×10-6;透辉石127×10-6~273×10-6;顽火辉石69×10-6~207×10-6。包体中结构水质量分数为1 811×10-6~5 377×10-6,平均为3 133×10-6。包体中辉石的氢氧同位素特征如下:透辉石的δ(D)为-123.17‰,顽火辉石的δ(D)为-132.04‰;透辉石的δ(18O)为5.96‰,顽火辉石的δ(18O)为5.60‰。实验和对比表明,辉石是海南福基田上地幔重要的"水储库",包体未受地壳成分污染,继承和保持了上地幔"富水贫氘"的特征。上述结果为该地区上地幔研究提供了结构水和氢氧同位素的基础资料。 相似文献
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清镇顽火辉石球粒陨石的矿物学特征及其成因 总被引：1，自引：0，他引：1
清镇陨石以具有高度还原的矿物组合为特征。普通球粒陨石和碳质球粒陨石中的亲石元素在顽火辉石球粒陨石内显示亲铜或亲铁的性质。在该陨石中发现的矿物有陨硫钙石。硫镁矿、钾的硫化物——硫铜钾矿,含Si的铁纹石及Ni的硅化物——硅磷镍矿等。顽火辉石和斜顽火辉石具有低的FeO含量,其FeO/(FeO+MgO)比值范围为0.004—0.01。在未完全熔融的球粒中发现具尘粒状贫Ni金届包裹体的残余橄榄石颗粒。本文首次报道陨石中含Ga的闪锌矿和发现陨石中稀少的碱硅镁柱石。金属-硫化物组合显示再加热和熔融的结构特征,金属发生硫化作用并被硫化物所取代。清镇陨石(EH_3)的化学成分与EH_(4,5)球粒陨石很相似,其La/Sm比值比平均EL高,Co/Ni则比EL低。清镇陨石的形成部位比任何其他球粒陨石群更靠近太阳,可能形成于水星-金星区。 相似文献
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作者利用质子微探针和微束ＰＩＸＥ定量分析技术，对山东梭罗树地幔橄榄岩中橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、尖晶石和石榴石等矿物的微量元素组成与分布进行了研究。结果表明，不相容元素（Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ）主要富集于单斜辉石内，尖晶石则几乎富集质子探针所能检出的所有微量元素，而石榴石中微量元素含量最少。研究表明，微区微量元素分布很不均匀，推测可能受地幔交代过程中溶液的渗滤效应以及存在微粒包裹体的共同制约。 相似文献
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为研究太阳风成因水在月表低纬度地区的分布特征,本文对中国科学院地质与地球物理研究所博物馆珍藏的一份Apollo 11月壤样品开展了单颗粒原位纳米离子探针H同位素和水含量深度剖面分析。结果表明月壤颗粒表层(<200nm)具有较高的水含量(剖面最大水含量变化范围为0.35%～1.59%,平均值为0.82%),该结果与前人对Apollo样品的报导类似。除一颗斜长石的H同位素组成(δD=-262‰)落在月幔范围内,其余颗粒表层均非常贫D(δD变化范围为-987‰～-642‰)。该强烈贫D的同位素组成与太阳风一致,完全不同于地球大气水,不仅证明这些样品的月球来源,并且主要是太阳风注入的贡献。矿物颗粒之间的水含量和δD值变化,很可能与太阳风注入后的扩散丢失程度不同有关。另外,我们观察到橄榄石、单斜辉石和长石的水含量剖面比较类似,整体呈现随深度逐渐递减的趋势。相比之下,玻璃质颗粒的水含量剖面呈现随深度先上升再降低的峰形特征,峰位在25～43nm深度。这两者之间的差异很可能跟H在矿物和玻璃中的扩散速率、辐射损伤层等的差异有关。本项研究也证明,即使对于H这样易于受地球污染的元素,在普通条件下(北京... 相似文献