深地幔金刚石中发现的新矿物:达维茂岩

2021-12-29 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:223 /
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硅酸钙钙钛矿(CaSiO3)可以说是地球下地幔中最重要的地球化学相,因为它集中了上地幔中不相容的元素。以前没有人成功地从下地幔中回收过这种高压化合物。这是因为casio 3-钙钛矿是“不可抑制的”,这意味着它从高压环境中移除后无法保持其结构。在一项新的研究中,美国地质学家终于在博......

硅酸钙钙钛矿(CaSiO3)可以说是地球下地幔中最重要的地球化学相,因为它集中了上地幔中不相容的元素。以前没有人成功地从下地幔中回收过这种高压化合物。这是因为casio 3-钙钛矿是“不可抑制的”,这意味着它从高压环境中移除后无法保持其结构。在一项新的研究中,美国地质学家终于在博茨瓦纳奥拉帕金伯利岩管道的钻石中发现了第一个来自地球下地幔的硅酸钙钙钛矿。

This diamond from Botswana contains tiny inclusions of davemaoite. Image credit: Aaron Celestian, Natural History Museum of Los Angeles County.这颗来自博茨瓦纳的钻石含有细小的金刚石包裹体。影像学分:亚伦·塞莱斯特,洛杉矶县自然历史博物馆。

“硅酸钙钙钛矿是下地幔中最重要的地球化学矿物之一,很大程度上是因为它浓缩了上地幔中不相容的元素,包括稀土元素和放射性同位素,它们对地球地幔的热量有重要贡献,”第一作者、来自拉斯维加斯内华达大学地球科学系的Oliver Tschauner博士和他的同事说。

“尽管理论化了几十年,但迄今为止,还没有人成功地从地球下地幔中回收到高压相硅酸盐,这主要是因为它们在脱离高压高温环境后无法保留其矿物学结构。”

“自然界中唯一被证实的其他高压相硅酸盐矿物——布里奇曼岩,是在一颗高度撞击的陨石中发现的。”

在这项新的研究中,研究人员使用同步加速器x光衍射确定并表征了稀土金刚石中的高压氧化钙钙钛矿。

这种独特的钻石是从博茨瓦纳的奥拉帕矿出土的& # 8212;世界上面积最大的钻石矿& # 8212;在20世纪80年代。

1987年,一名宝石交易商将这颗钻石卖给了加州理工学院的一名矿物学家。

“对于珠宝商和买家来说,钻石的大小、颜色和透明度都很重要,内含物也很重要。那些令珠宝商烦恼的黑点& # 8212;对我们来说,它们是一份礼物。我想我们非常惊讶。我们没想到会这样,”茨肖纳博士说。

研究人员发现的结晶化合物被命名为davemaoite,以纪念著名的实验高压地球物理学家Ho-kwang(Dave Mao),并被国际矿物协会新矿物、命名和分类委员会确认为一种新矿物。

卡内基科学研究所地球和行星实验室主任理查德·卡尔森博士说:“鉴于戴夫的工作在整个地球科学领域产生的深远影响,这一荣誉是一个恰当的致敬。

“他的贡献塑造了我们对世界的理解,现在世界的一部分将永远以他的名字命名。”

davemaoite的结构和化学分析表明,它能够在其结构中容纳多种元素,包括钾、钍和铀& # 8212;三种主要产热元素。

这些发现支持下地幔中存在成分不均一性,并且考虑到矿物的总体丰度,建议davemaoite可能影响深地幔中的热量生成。

“我们认为达维玛奥特起源于地球表面以下660至901公里(410至560英里)的地方,”茨肖纳博士说。

卡耐基科学研究所地球和行星实验室的研究员魏莹·费博士说:“达维玛奥特的发现激发了人们寻找自然界中其他困难的高压矿物相的希望。”。

“能够从无法到达的下地幔获得更直接的样本,将填补我们在地球深处化学成分和可变性方面的知识空白。”

《矿物学杂志》和《科学》杂志上的两篇论文描述了达维玛奥特的发现。

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Oliver Tschauner等人,2020年。2020-012a,IMA达维马奥特。矿物学杂志,84;doi: 10.1180/mgm.2020.93

Oliver Tschauner等人,2021年。发现davemaoite,casio 3-钙钛矿,是来自下地幔的矿物。科学374(6569):891-894;doi:10.1126/science . ab 8568


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