Preview

ВЕСТНИК МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ 4. ГЕОЛОГИЯ

Расширенный поиск

Новые высокобарические полиморфные модификации магнетита, ильменита, оливина, пироксенов и полевых шпатов

https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2024-63-3-3-12

Аннотация

Новые высокобарические минералы, прису тствующие в метеоритах, испытавших ударные воздействия, могут рассматриваться как вероятные компоненты глубинных геосфер. В статье дана характеристика структурных особенностей недавно открытых минералов этого генетического типа, представляющих геофизический интерес. Особое внимание обращено на новые данные о структурных трансформациях в глубинных оболочках Земли (Fe,Ti) — оксидов со структурами типа ильменита и постшпинельных фаз, высокобарических модификаций магнетита, оливина, пироксенов и полевых шпатов. Структуры и состав новых НР-минералов из импактных зон, метеоритов и алмазных включений несут информацию о сложной петрологии глубинных геосфер, которая не может проявиться  в продуктах лабораторных экспериментов, а также позволяют спрогнозировать их роль как возможных транспортеров крупных катионов в мантии Земли, влияющих на тепловой режим Земных недр.

Об авторе

Д. Ю. Пущаровский
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Дмитрий Юрьевич Пущаровский

Москва



Список литературы

1. Пущаровский Д.Ю. Структурные трансформации минералов в мантии Земли: новые высокобарические полиморфные модификации оливина и волластонита // Записки Российского минералогического общества. 2023. Т. 152, № 5. С. 66–82.

2. Akaogi M. Olivine–Modified Spinel–Spinel Transitions // In: High-Pressure Silicates and Oxides. Advances in Geological Science. Springer, Singapore. 2022. Ch. 5. P. 71–91.

3. Akaogi M. Phase transitions of minerals in the transition zone and upper part of the lower mantle // Ohtani E., ed.

4. Advances in High-Pressure Mineralogy: Geological Society of America Special Paper 421. 2007. P. 1–13.

5. Bindi L., Brenker F.E, Nestola F., et al. Discovery of asimowite, the Fe-analog of wadsleyite, in shock-melted silicate droplets of the Suizhou L6 and the Quebrada Chimborazo 001 CB3.0 chondrites // Amer. Mineral. 2019. Vol. 104. N 5. P. 775–778.

6. Duffi Th.S., Zha Ch., Downs R.T., et al. Elasticity of forsterite to 16 GPa and the composition of the upper mantle // Nature. 1995. Vol. 378. P. 170–173.

7. El Goresy A., Dubrovinsky L., Gillet P., et al. Akaogiite: An ultra-dense polymorph of TiO2 with the baddeleyite-type structure, in shocked garnet gneiss from the Ries Crater, Germany // Amer. Mineral. 2010. Vol. 95. N 5–6. P. 892–895.

8. Fei Y.W., Frost D.J., Mao H.K., et al. In situ structure determination of the high-pressure phase of Fe3O4 // Amer. Mineral. 1999. Vol. 84. N 1–2. P. 203–206.

9. Gillet P., Chen M., Dubrovinsky L.S., El Goresy A. Natural NaAlSi3O8-Hollandite in the Shocked Sixiangkou Meteorite // Science. 2000. Vol. 287 (5458). P. 1633–1636.

10. Irifune T., Fujino K., Ohtani E. A new high pressure form of MgAl2O4 // Nature. 1991. Vol. 349 (6308). P. 409–411.

11. Kaminsky F.V. The Earth’s lower mantle. Springer. 2017. 331 p.

12. Kawai N., Tachimori M., Ito E. A high-pressure hexagonal form of MgSiO3 // Proc. Japan Acad. 1974. Vol. 50. P. 378–380.

13. Krivovichev S.V. Feldspar polymorphs: diversity, complexity, stability // Zapiski RMO (Proceedings of the Russian Mineralogical Society). 2020. Vol. 149. N 4. P. 16–66.

14. Krivovichev S.V. High-pressure Silicates: Crystal Chemistry and Systematics // Zapiski RMO (Proceedings of the Russian Mineralogical Society), 2021. Vol. 150. № 5. P. 1–78.

15. Lavina B., Dera P., Kim E., et al. Discovery of the recoverable high-pressure iron oxide Fe4O5 // PNAS, 2011. Vol. 108. N 42. P. 17281–17285.

16. Lavina B., Meng Y. Unraveling the complexity of iron oxides at high pressure and temperature: synthesis of Fe5O6 // Sci. Adv. 2015. Vol. 1(5). e1400260.

17. Liu L.-G. Chemical Inhomogeneity of the Mantle: Geochemical Considerations // Geophysical Research Letters. 1982. Vol. 9. N 2. 124–126.

18. Liu L.-G. High-pressure phase transformations of albite, jadeite and nepheline // Earth Planetary Science Letters. 1978. Vol. 37. N 3. P. 438–444.

19. Liu L.-G. Ilmenite-Type Solid Solutions between MgSiO3 and Al2O3 and Some Structural Systematics among Ilmenite Compounds // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1977. Vol. 41. N 9. P. 1355–1361.

20. Liu L.G. Silicate perovskite from phase transformations of pyrope-garnet at high pressure and temperature // Geophys. Res. Lett. 1974. Vol. 1. N 6. P. 277–280.

21. Liu L.-G. The Anecdote of Liuite // Advances in Anthropology. 2023. Vol. 13. N 3. P. 245–252.

22. Liu L.G. The high-pressure phases of MgSiO3 // Earth Planet. Sci. Lett. 1976. Vol. 31. N 2. P. 200–208.

23. Ma C., Beckett J.R., Prakapenka V. Discovery of New High-Pressure Mineral Tschaunerite, (Fe2+)(Fe2+Ti4+)O , a Shock Induced, Post-Spinel Phase in the Martian Meteorite Shergotty // In 52nd Lunar and Planetary Science Conference. 2021а (LPI Contrib. No. 2548) id 1720.

24. Ma C., Tschauner O., Beckett J.R., Prakapenka V. Discovery of Feiite (Fe2+2(Fe2+Ti4+)O5) and Liuite (GdFeO3-Type FeTiO3), Two New Shock Induced, High-Pressure Minerals in the Martian Meteorite Shergotty // In 52nd Lunar and Planetary Science Conference. 2021б (LPI Contribution No. 2548) id.1681.

25. Ma C., Tschauner O., Beckett J.R., et al. Liebermannite, KAlSi3O8, a new shock-metamorphic, high-pressure mineral from the Zagami Martian meteorite // Meteoritics & Planetary Science. 2018. Vol. 53. N 1. P. 50–61.

26. Madon M, Poirier J.P. Transmission electron microscope observation of α, β and γ-(Mg, Fe)2SiO4 in shocked meteorites: planar defects and polymorphic transitions // Phys Earth Planet Inter. 1983. Vol. 33. N 1. P. 31–44.

27. Marín-Romero J., Fuentes-Cobas L., Rodríguez-Carvajal J., et al. Structure of a Novel Spinel Li0.5Zn5/3Sb2.5/3O4 by Neutron and Synchrotron Diffraction Analysis // Crystals. 2017. Vol. 7(9), 280-. P. 1–8.

28. Miyahara M, Tomioka N, Bindi L. Natural and experimental high-pressure, shock-produced terrestrial and extraterrestrial materials // Prog Earth Planet Sci. 2021. Vol. 8. N 1. P. 1–26.

29. Mori H. Hollandite-type NaAlSi3O8 in shocked meteorites // Paper Presented at the 31st High Pressure Conference of the Japan Society of High Pressure Science and Technology. Osaka. November 1990.P. 134–135.

30. Prissel K., Fei Y., Strobel T.A. Feiite: Synthesis, stability, and implications for its formation conditions in nature // Amer. Mineral. 2023, V. 108, N7, 1315–1321.

31. Pushcharovsky D., Pushcharovsky Yu. The Mineralogy and the Origin of Deep Geospheres: A Review // Earth-Sci. Rev. 2012. Vol. 113, N 2. P. 94–109.

32. Putnis A, Price G.D. High-pressure (Mg, Fe)2SiO4 phases in the Tenham chondritic meteorite // Nature. 1979. Vol. 280. P. 217–218.

33. Ricolleau A., Fei Y. Equation of state of the high-pressure Fe3O4 phase and a new structural transition at 70 GPa // Amer. Mineral. 2016. Vol. 101. N 3. P. 719–725.

34. Ringwood A.E, Major A. The system Mg2SiO4 — Fe2SiO4 at high pressures and temperatures // Phys Earth Planet Inter. 1970. Vol. 3. P. 89–108.

35. Ringwood A.E., Reid A.F., Wadsley A.D. High-pressure KAlSi3O8, an aluminosilicate with sixfold coordination // Acta Crystallographica. 1967. Vol. 23. N 6. P. 1093–1095.

36. Schilling H., Wolff H., Dronskowski R., Lerch M. Fluorite-Type Solid Solutions in the System Y—Ta—O—N: A Nitrogen-Rich Analogue to Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) // Z. Naturforsch., B: Chem. Sci. 61 (2006) 6, 660–664.

37. Schollenbruch K., Woodland A.B., Frost D.J., Langenhorst F. Detecting the spinel–post-spinel transition in Fe3O4 by in situ electrical resistivity measurements // High Pressure Research: An International Journal. 2009. Vol. 29. N 4. P. 520–524.

38. Sinmyo R., Bykova E., Ovsyannikov S., et al. Discovery of Fe7O9: a new iron oxide with a complex monoclinic structure // Scientific Reports. 2016. Vol. 6, 32852–.

39. Tomioka N., Bindi L, Okuchi T, et al. Poirierite, a dense metastable polymorph of magnesium iron silicate in shocked meteorites // Commun Earth Environ. 2021. Vol. 2. № 1. P. 1–8.

40. Tomioka N., Mori H., Fujino K. Shock-induced transition of NaAlSi3O8 feldspar into a hollandite structure in a L6 chondrite // Geophysical Research Letters. 2000. Vol. 27. N 24. 3997–4000.

41. Tomioka N., Okuchi T. A new high-pressure form of Mg-2SiO4 highlighting diffusionless phase transitions of olivine // Scientific Reports. 2017. Vol. 7(1–9), 17351–.

42. Wu X., Steinle-Neumann G., Narygina O., et al. In-situ high-pressure study of LiNbO3-type FeTiO3: X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy // High Pressure Research. 2010. Vol. 30. N 3. P. 395–405.

43. Xie X., Gu X., Yang H., et al. Wangdaodeite, the LiNbO3structured high-pressure polymorph of ilmenite, a new mineral from the Suizhou L6 chondrite // Meteoritics & Planetary Science. 2019. Vol. 55, Issue 1. P. 184–192.

44. Zurkowski C. C., Lavina B., Prissel K., et al. Structure and titanium distribution of feiite characterized using synchrotron single-crystal X-ray diffraction techniques // Amer. Mineral. 2024. Vol. 109. N 1. P. 144–149.


Рецензия

Для цитирования:


Пущаровский Д.Ю. Новые высокобарические полиморфные модификации магнетита, ильменита, оливина, пироксенов и полевых шпатов. ВЕСТНИК МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ 4. ГЕОЛОГИЯ. 2024;(3):3-12. https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2024-63-3-3-12

For citation:


Pushcharovsky D.Yu. New high-pressure polymorphs of magnetite, ilmenite, olivine, pyroxenes and feldspars. Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 2024;(3):3-12. (In Russ.) https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2024-63-3-3-12

Просмотров: 135


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0579-9406 (Print)