我国科学家在陨石中发现一种超高压新矿物---谢氏超晶石(转载王一豪的博客)

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http://s1/middle/802a23e8na8397a1466f0&690 谢氏超晶石 英文名: xieite 简介: “谢氏超晶石”是铬铁矿尖晶石的一种超高压多形,它的化学成分与铬铁矿相同,但具有斜方的晶体结构,密度比铬铁矿高10%,要在相当于地表500公里以下浓度的压力条件下,才能形成这种超高压的矿物。 http://s9/middle/802a23e8na8397b4e1c28&690 宇宙中天体发生相互碰撞可以在陨石中产生极端的高温和超高压环境,从而导致陨石中矿物转变或重结晶为高密度的结构相。矿物在高温超高压下发生的结构转变同样存在于地球深部环境中。40年前,国际著名的岩石矿物学家林格伍德教授曾预言,如果尖晶石类矿物在地球深部发生高压相转变,很可能从立方晶体结构转变为密度更高的超尖晶石结构。其后,若干超尖晶石结构相在实验室被人工合成,但天然的超尖晶石高压矿物一直没有被发现。谢氏超晶石被发现在我国随州陨石中,它是除金刚石以外,迄今被批准和命名的第10种超高压矿物。 |
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发现者简介:
据中科院广州地化所的陈鸣研究员介绍,国际矿物协会已经批准以我国矿物学家谢先德的姓氏为这一新矿物命名。目前,该未知天然铬铁氧化物已经被命名为“谢氏超晶石”(xieite)。谢先德是国际知名的矿物学家,并在矿物冲击领域作出了重要贡献。他于1990年当选国际矿物协会主席,并于1994年当选俄罗斯科学院外籍院士。
此项发现的意义:
陈鸣曾于1996年在美国《科学》杂志上发表文章,首次提出通过陨石研究地球深部的全新概念。他表示,宇宙中天体发生相互碰撞,从而导致陨石中矿物转变或重结晶为高密度的结构相,而矿物在超高压下发生的结构转变同样存在于地球深部环境中。因此,此次发现的天然超高压矿物“谢氏超晶石”,对认识地球深部,特别是地幔的物质组成和结构具有重要的科学意义。
他解释说:“由于陨石的主要矿物组成与地球岩石基本相同,而陨石在撞击时产生的高温高压会使矿物发生结构转变,因此我们可以用陨石来分析地球深部环境中的矿物结构。
谢氏超晶石, 一种FeCr2O4高压多形新矿物
谢氏超晶石在陨石中的发现证明它在地球中也有可能存在,地球表面岩石中存在的谢氏超晶石可能在离地表500km以上深度的地幔中。既然铬铁矿是陨石和地幔岩石中的一种常见副矿物,谢氏超晶石将是一种具有潜在重要性、可用于判断冲击变质陨石和从地球深部折返的地幔岩石的压力标尺。
化学成分为(Mg、Fe)Cr2O4,介于亚铁铬铁矿(FeCr2O4,含FeO32.09%、Cr2O367.91)与镁铬铁矿(MgCr2O4,含MgO20.96%、Cr2O379.04%)之间,通常有人将亚铁铬铁矿和镁铬铁矿也都称为铬铁矿。铬铁矿为等轴晶系,晶体呈细小的八面体,通常呈粒状和致密块状集合体,颜色黑色,条痕褐色,半金属光泽,硬度5.5,比重4.2~4.8,具弱磁性。铬铁矿是岩浆成因矿物,产于超基性岩中,当含矿岩石遭受风化破坏后,铬铁矿常转入砂矿中。铬铁矿是炼铬的最主要的矿物原料,富含铁的劣质矿石可作高级耐火材料。
2.富铬类晶石
又称铬铁尖晶石或铝铬铁矿。化学成分为Fe(Cr,Al)2O4,含Cr2O332%~38%。其形态、物理性质、成因、产状及用途与铬铁矿相同。
3.硬铬尖晶石
化学成分为(Mg、Fe)(Cr、Al)2O4,含Cr2O332%~50%。其形态、物理性质、成因、产状及用途也与铬铁矿相同。
谢先德
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1934年10月生。1956年毕业于南京大学地质系。后赴苏联矿业学院留学,1959年回国。曾任中国科学院广州地球化学研究所所长、研究员,博士生导师(1985年起任);中国科学院广州分院院长、广东省科学院院长。现任广东省科学技术协会主席、 广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室主任。
1990年当选国际矿物协会主席。1994年当选俄罗斯科学院外籍院士。美国科学促进会会员。
谢先德是中国硼酸盐矿物学、动态高压矿物学、陨石冲击变质研究领域的开拓者。他在矿物研究中,共发现硼酸盐新矿物2种、硫酸盐新矿物2种和磷酸盐新矿物1种。长期从事国防科研,对中国首次地下核试验场区的选定和爆后地质效应综合研究做出了贡献,并为我国首次地面成坑核试验效应研究取得重要成果。在我国率先开展动态高压矿物学研究,取得了有实用价值的新成果,首次用陨石作靶样作人工冲击实验,取得了有关的定量化模式;研究地表陨石坑中石英单晶颗粒,发表了新的石英变形七阶段模式。近年来,带领课题组研究在太空中受过强烈撞击的陨石矿物微结构,发现了一系列新矿物相和处于非平衡态新物相组合,由此提出了一些新概念和新观点。以上一系列成果在国际上有一定影响。主笔或参加编写专著10部,译著1部,发表论文140篇。获国家和省部级奖励11项,获美国奖励1项。