铁陨石的的维斯台登构造(魏德曼花纹/维斯台登结构)

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魏德曼花纹/维斯台登构造
(Widmanstatten Patterns)
发现
然而,现在认为这项发现应该归于早他四年公布相同结果的G. 汤姆森。
名称
对这种图样最常被用到的名称是魏德曼花纹或魏德曼构造,但是在拼写上有一些变化:
- Widmanstetter:Frederick C. Leonard建议的。
- Widmannstetten:例如用在月球上的魏德曼月球坑。
- Widmanstatten:英语。
此外,由于G. 汤姆森较早发现此种花纹,有些作者建议将这种花纹称为汤姆森构造,或是汤姆森-魏德曼构造。
形成的机制
在600-900 °C条件下,陨铁会形成两种镍含量不同的稳定合金——锥纹石和镍纹石。锥纹石的镍含量低(只有5%至15%的镍),镍纹石的镍含量高(可以高达50%)。
八面体铁陨石的镍含量介于锥纹石和镍纹石之间,大约为5-19%。
在以大约每百万年降低1至10度、极度缓慢的降温条件下,锥纹石板会在镍纹石的晶格中沿着某一个晶轴平面的方向成长。
锥纹石在固体金属内扩散成长的温度介于700至450
这也可以解释:为何在实验室中无法制造出魏德曼花纹这种结构。
在铁陨石被切割、抛光和酸蚀时,因为锥纹石和镍纹石的耐酸性不同,腐蚀速度不一样,因此会显示出这种可以看见晶体线的花纹。在右图中,广泛显示的白线是锥纹石(大小在mm级别),像缎带的细线是镍纹石,暗灰的杂斑区域是合纹石。
用途
标本
有许多不同的方法来显示出铁陨石上的魏德曼花纹。通常第一步是要先切片和抛光,然后清洗抛光的切面。然后配置酸洗液:一般是在无水酒精中加入10%左右的浓硝酸即可(也可以铁氯来处理,或使用稀盐酸直接浸泡也可以)。最后将切片放入酸洗液中浸泡一分钟左右,直到花纹明显即可。每颗陨石的镍含量不同,蚀刻所需要的时间也不同,通常是30秒至1分钟左右即可观察到花纹。陨石一但被酸蚀刻,通常需要用强碱(例如碳酸钠)来中和,并且清洗和干燥。最后涂防锈油进行保护。
尺寸
随着镍含量的增加,
- Ogg:最粗糙的八面体陨铁,锥纹石的带宽大于3.3mm,镍含量在5%-9%。
- Og :粗糙的八面体陨铁,锥纹石的带宽在1.3-3.3 mm,镍含量在6.5-8.5%。
- Om:中等的八面体陨铁,锥纹石的带宽在0.5-1.3 mm,镍含量在7-13%。
- Of :细致的八面体陨铁,锥纹石的带宽在0.2-0.5 mm,镍含量在7.5-13%。
- Off:最细致的八面体陨铁,锥纹石的带宽小于<0.2 mm,镍含量在17-18%。
没有魏德曼花纹的铁陨石:
- 有诺伊曼线的称为六面体陨铁;
- 没有任何结构的称为无纹陨铁,即富镍陨铁。
形状和纹路
以不同的方向切割陨石平面,会影响到魏德曼花纹的形状和方向,因为在八面体上的锥纹石薄片是精确排列的。八面体陨铁的晶体结构是并联的八面体,相对的面是互相平行的。八面体有八个面,但锥纹石只有四个面。沿着不同平面切开的八面体陨铁(或者任何八面体对称的物质,是正立方对秤体的次分类),都会呈现下面之中的一种型态:
- 垂直三个轴(立方体)之一切下:两组彼此互相垂直的条纹。
- 平行于八面体之一的平面切下(与三个轴的晶体中心等距离):三组条纹彼此成60°斜交的条纹。
- 其他的角度:四组以不同任意角度交叉的条纹。
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