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單斜硅石
來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

硅石(moganite)或稱單斜硅石,最早對(duì)它的報(bào)道是在 1976年。其英文名來(lái)源于其存在的典型地質(zhì)區(qū)域-西班牙 Gran Canaria 的 Mogan Formation 地質(zhì)構(gòu)造,在最早的研究中它被稱為“Silica G”。1984年首次報(bào)道了其化學(xué)分析、 X 射線衍射與熱分析數(shù)據(jù)以及光學(xué)特性,屬于單斜晶系。斜硅石被認(rèn)為是石英的多晶型物:它具有與石英相同的化學(xué)組成,但具有不同的晶體結(jié)構(gòu)。1994年,國(guó)際礦物協(xié)會(huì)拒絕將其作為單獨(dú)的礦物,因?yàn)樗c石英沒(méi)有明顯的區(qū)別。直到1999年才被國(guó)際礦物學(xué)協(xié)會(huì)新礦物命名及分類委員會(huì)正式批準(zhǔn)為有效的新礦物(CNMMN,NO. 99-035)。

晶體結(jié)構(gòu)與相變

硅石最早被認(rèn)為屬于正交晶系。隨后的研究表明,在常溫常壓下,斜硅石的晶體結(jié)構(gòu)屬于單斜晶系,具有 I2/a( Z = 12) 空間群,其晶胞參數(shù)為 a = 87. 58 nm, b = 48. 76 nm,c = 107. 15 nm 和 β = 90. 08°。在晶胞尺度上,其晶格可以看作由左形和右形的石英的[ 101] 面原子層相互疊加組成。

斜硅石的常溫遠(yuǎn)紅外和中紅外光譜( 20 ~ 5000 cm ) 表明,斜硅石區(qū)別于石英的紅外振動(dòng)峰多集中在 650 cm 以下的遠(yuǎn) 紅 外 區(qū),分 別 位 于 165cm 、207 cm 、296 cm 、 343 cm 、 419 cm 、 576 cm 和612 cm ,和石英的主要區(qū)別在于[SiO] 的彎曲以及晶格振動(dòng)模式區(qū)間。在 570 K 附近,斜硅石會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)相變。相變過(guò)程中,硅土四面體呈剛性結(jié)構(gòu),繞 b 軸轉(zhuǎn)動(dòng),在相變溫度點(diǎn)附近,晶格常數(shù)在 a 軸方向發(fā)生異常變化,而在 b 軸方向是連續(xù)性增加,沒(méi)有出現(xiàn)異常變化的現(xiàn)象。

斜硅石與水分子的關(guān)聯(lián)

2012年,原位高溫近紅外光譜 研究表明,加熱塊狀樣品到 400 K 附近, HO 吸收峰異常迅速的減少,斜硅石中的水在較低的加熱溫度下有異??焖俚臄U(kuò)散率。2018年,科研人員在一顆1.7萬(wàn)年前的月球隕石中,發(fā)現(xiàn)了需水才能形成的礦物質(zhì)——斜硅石。表明月球地層中可能富含大量水資源,月球地下土壤中的含水量可能高達(dá)0.6%(每立方米可提取出6升水),可為人類探索和定居月球所用。

參考資料 >

二氧化硅新物相-斜硅石的研究現(xiàn)狀綜述.礦物學(xué)報(bào).2018-11-30

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