Омфацит - Omphacite

Омфацит
Eclogite Norway.jpg
Изображение кусочков эклогит (тип породы) из региона Западный Гнейс в Норвегии. Камень содержит минералы омфацит (зеленый), пироп -гранатово-красный), кварц (молочный), кианит (синий) и некоторые фенгит (золотисто-белый).
Общее
КатегорияПироксен
Формула
(повторяющийся блок)		(Ca, Na) (Mg, Fe2+, Al) Si2О6
Классификация Струнца9.DA.20
Классификация Дана65.01.03b.01
(клинопироксен )
Кристаллическая системаМоноклиника
Кристалл классПризматический (2 / м)
(такой же Символ HM )
Космическая группаP2 / n или C2 / c
Ячейкаа = 9,66, b = 8,81,
с = 5,22 [Å]; β = 106,56 °; Z = 4
Идентификация
ЦветОт зеленого до темно-зеленого; от бесцветного до бледно-зеленого в шлифе
Хрустальная привычкаРедко в грубых кристаллах; от гранул до массивных
TwinningОбычное одинарное и полисинтетическое двойникование на {100}
РасщеплениеХорошо на {110}, {110} ^ {110} ≈87 °; прощание на {100}
ПереломНеравномерный до раковинного
УпорствоХрупкий
Шкала Мооса твердость5-6
БлескОт стекловидного до шелковистого
ПолосаЗеленовато-белый
ПрозрачностьПолупрозрачный
Удельный вес3.16-3.43
Оптические свойстваБиаксиальный (+)
Показатель преломленияпα = 1.662 - 1.701 пβ = 1,670 - 1,712 пγ = 1.685 - 1.723
Двулучепреломлениеδ = 0,023
ПлеохроизмСлабый; X = бесцветный; Y = очень бледно-зеленый; Z = очень бледно-зеленый, сине-зеленый
Угол 2VИзмерено: от 58 ° до 83 °, вычислено: от 74 ° до 88 °
использованная литература[1][2][3][4]

Омфацит является членом клинопироксен группа силикатные минералы с формулой: (Ca, Na )(Mg, Fe2+, Al )Si2О6. Это разновидность от темно-зеленого до почти бесцветного. клинопироксен. Обычно появляется в эклогит, что является высоким давлением метаморфическая порода из базальт. Омфацит - это Твердый раствор Fe-содержащих диопсид и жадеит.[5] Он кристаллизуется в моноклинический система с призматическим, обычно двойник формы, хотя обычно и ангидридные. это космическая группа может быть P2 / n или C2 / c в зависимости от тепловой истории.[6] Он показывает типичный пироксен, близкий к 90 °. расщепление. Он хрупкий с удельный вес от 3,29 до 3,39 и Твердость по Моосу от 5 до 6.

Формирование и возникновение

Фазовая диаграмма слэбовой коры в верхней мантии Земли на глубине от 200 до 500 км.[7] Омфацит в целом растворяется в гранате с увеличением глубины. Омфацит устойчив до глубины ~ 500 км.

Омфацит - преобладающая фаза в подчиненный океаническая кора в верхней мантии Земли. В Базальт Срединно-океанического хребта, составляющая океаническую кору, проходит через сверхвысокое давление метаморфический процесс и превращается в эклогит на глубине ~ 60 км в зоны субдукции.[8] Основные минеральные компоненты эклогита включают омфацит, гранат и кремнеземистые фазы высокого давления (коэсит и стишовит ).[7] По мере увеличения глубины омфацит в эклогите постепенно превращается в мажоритарный гранат. Омфацит устойчив до глубины 500 км в недрах Земли.[7][9] Учитывая холод геотерма из субдуцированные плиты омфацит может быть устойчивым даже в более глубокой мантии.

Это также происходит в фация голубого сланца и сверхвысокого давления метаморфических пород.[10] Он также встречается в ксенолитах эклогитов из кимберлит а также в породах земной коры, метаморфизованных при высоких давлениях.[11] Сопутствующие минералы в эклогитах, кроме основных минералов, включают: рутил, кианит, фенгит, и лавсонит. Минералы, такие как глаукофан, лавсонит, титанит, и эпидот встречаются с омфацитом в синий сланец фации метаморфических пород. Название «нефрит» обычно относится к камням, сделанным из жадеит, иногда также применяется к породам, полностью состоящим из омфацита.

Химический состав

Омфацит представляет собой твердый раствор железосодержащего диопсида (CaMgSi3О6) и жадеита (NaAlSi3О6). В зависимости от того, насколько происходит сопряженное замещение (Na, Al) - (Mg-Fe, Ca), химический состав Омфацита непрерывно изменяется от чистого диопсида до чистого жадеита.[5] Из-за относительно небольшого радиуса атомов (Na, Al) ячейка объем линейно уменьшается с увеличением жадеитовой составляющей.[12] Кроме того, связанное замещение также увеличивает жесткость кристаллов. В масса и срезать модуль линейно увеличивается с увеличением жадеитовой составляющей.[5]

Космическая группа

Хотя омфацит является твердым раствором диопсид и жадеит, его космическая группа с ними может быть иначе. Пространственная группа диопсида и жадеита - C2 / c. Однако омфацит может иметь пространственную группу как P2 / n, так и C2 / c. При низкой температуре частичное сопряженное замещение (Na, Al) - (Mg-Fe, Ca) в омфаците упорядочивает атомы в элементарной ячейке и приводит к тому, что омфацит демонстрирует пространственную группу P2 / n с относительно низкой симметрией.[13] При повышении температуры движения атомов увеличиваются, и, наконец, связанное замещение не повлияет на порядок структуры. Когда температура достигает ~ 700-750 ℃, структура омфацита полностью разупорядочивается, и пространственная группа трансформируется в C2 / c.[6] Природный омфацит может иметь структуру C2 / c даже при комнатной температуре, если кристалл омфацита претерпел быстрое понижение температуры.[14]

Хотя положения атомов в двух пространственных группах имеют небольшое различие, это явно не меняет физических свойств омфацита.[5] Абсолютный объемы элементарной ячейки немного отличаются для двух разных пространственных групп, сжимаемости и тепловое расширение не показывает очевидных различий в пределах экспериментальных неопределенностей.[12][15][16]

Этимология и история

Впервые он был описан в 1815 году в Мюнхбергском метаморфическом комплексе, Франкония, Бавария, Германия. Название омфацит происходит от Греческий омфакс или незрелый виноград для типичного зеленого цвета.

использованная литература

  1. ^ Hurlbut, Cornelius S .; Кляйн, Корнелис, 1985 г., Руководство по минералогии, 20-е изд., Стр. 398 - 405, John Wiley and Sons, New York ISBN  0-471-80580-7
  2. ^ Справочник по минералогии
  3. ^ Mindat.org
  4. ^ Веб-минеральные данные
  5. ^ а б c d Хао, Мин; Pierotti, Caroline E .; Ткачев, Сергей; Пракапенко, Виталий; Чжан, Цзинь С. (2019). «Монокристаллические упругие свойства твердого раствора жадеит-диопсид и их влияние на сейсмические свойства эклогита в зависимости от состава». Американский минералог. 104 (7): 1016–1021. Дои:10.2138 / am-2019-6990. ISSN  0003-004X.
  6. ^ а б Fleet, M.E .; Herzberg, C.T .; Bancroft, G.M .; Олдридж, Л. П. (1978). «Исследования омфацитов; I, преобразование P2 / n -> C2 / c». Американский минералог. 63: 1100–1106.
  7. ^ а б c Аоки, Ичиро; Такахаши, Эйити (2004). «Плотность эклогита MORB в верхней мантии». Физика Земли и планетных недр. Новые разработки в физике минералов высокого давления и их приложения к недрам Земли. 143–144: 129–143. Дои:10.1016 / j.pepi.2003.10.007. ISSN  0031-9201.
  8. ^ Аренс, Томас Дж .; Шуберт, Джеральд (1975). «Скорость реакции габбро-эклогита и ее геофизическое значение». Обзоры геофизики. 13 (2): 383–400. Дои:10.1029 / RG013i002p00383. ISSN  1944-9208.
  9. ^ Ирифуне, Т .; Секин, Т .; Ringwood, A.E .; Хибберсон, У. О. (1986). «Преобразование эклогит-гранатит при высоком давлении и некоторые геофизические последствия». Письма по науке о Земле и планетах. 77 (2): 245–256. Дои:10.1016 / 0012-821X (86) 90165-2. ISSN  0012-821X.
  10. ^ Guillot, S .; Mahéo, G .; de Sigoyer, J .; Hattori, K. H .; Печер, А. (2008). «Тетическая и индийская субдукция, наблюдаемая от метаморфических горных пород высокого и сверхвысокого давления в Гималаях». Тектонофизика. Азия вне Тетиса: геохронологические, тектонические и осадочные записи. 451 (1): 225–241. Дои:10.1016 / j.tecto.2007.11.059. ISSN  0040-1951.
  11. ^ Джейкоб, Д. Э. (2004). «Природа и происхождение ксенолитов эклогитов из кимберлитов». Lithos. Избранные доклады восьмой Международной кимберлитовой конференции. Том 2: Том Дж. Барри Хоторна. 77 (1): 295–316. Дои:10.1016 / j.lithos.2004.03.038. ISSN  0024-4937.
  12. ^ а б Пандольфо, Франческо; Камара, Фернандо; Доменегетти, М. Кьяра; Альваро, Маттео; Нестола, Фабрицио; Карато, Шун-Ичиро; Амулеле, Джордж (2015). «Объемное тепловое расширение по стыку жадеит – диопсид». Физика и химия минералов. 42 (1): 1–14. Дои:10.1007 / s00269-014-0694-9. ISSN  1432-2021.
  13. ^ Скелтон, Ричард; Уокер, Эндрю М. (2015). «Влияние катионного порядка на эластичность омфацита из атомистических расчетов». Физика и химия минералов. 42 (8): 677–691. Дои:10.1007 / s00269-015-0754-9. ISSN  1432-2021.
  14. ^ Bhagat, Snehal S .; Басс, Джей Д .; Смит, Джозеф Р. (1992). «Монокристаллические упругие свойства омфацита-C2 / c по данным спектроскопии Бриллюэна». Журнал геофизических исследований: твердая Земля. 97 (B5): 6843–6848. Дои:10.1029 / 92JB00030. ISSN  2156-2202.
  15. ^ Хао, Мин; Zhang, Jin S .; Pierotti, Caroline E .; Рен, Чжиюань; Чжан, Д. (2019). «Упругость монокристаллов при высоком давлении и тепловое уравнение состояния омфакита и их влияние на сейсмические свойства эклогита в недрах Земли». Журнал геофизических исследований: твердая Земля. 124 (3): 2368–2377. Дои:10.1029 / 2018JB016964. ISSN  2169-9356.
  16. ^ Нишихара, Ю; Такахаши, Эйити; Мацукаге, Киоко; Кикегава, Такуми (2003). «Термическое уравнение состояния омфацита». Американский минералог. 88 (1): 80–86. Дои:10.2138 / am-2003-0110. ISSN  0003-004X.