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嫦娥五號(hào)月球樣品中首次發(fā)現(xiàn)高壓礦物(3)

2022-06-21 18:22:12 來源：觀察者網(wǎng) A+A-

圖2. 嫦娥五號(hào)月壤樣品中含賽石英（Sft）和斯石英（Sti）的二氧化硅碎屑（背散射電子圖像）,；α-Crs-like phase：似α-方石英的二氧化硅相Pl：長石；Px：輝石

圖3.賽石英的透射電子顯微鏡的明場像（a,、c和e）和選區(qū)電子衍射花樣（b,、d和f）

中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所杜蔚研究員團(tuán)隊(duì)，在一塊嫦娥五號(hào)月壤粉末光片（編號(hào)CE5C0800YJFM00101GP）中發(fā)現(xiàn)了二氧化硅的兩種高壓相——賽石英和斯石英,，這是科學(xué)家們首次在地外返回樣品中發(fā)現(xiàn)賽石英,。賽石英和斯石英出現(xiàn)在一塊二氧化硅碎屑中（圖2），與之共存的還有似α-方石英的二氧化硅相及二氧化硅玻璃,。其中,，賽石英和斯石英（圖2和圖3）均被不定形態(tài)的二氧化硅葉片有規(guī)律地切割，形成不同形式的格子結(jié)構(gòu)（賽石英為近直角四邊形,；斯石英為近六邊形）,，指示了它們的形成機(jī)制為固態(tài)相轉(zhuǎn)變。透射電鏡顯微結(jié)構(gòu)分析結(jié)果指示,，賽石英和似α-方石英的二氧化硅相之間存在一定的結(jié)晶學(xué)取向關(guān)系,，推測α-方石英為二者固態(tài)相轉(zhuǎn)變前的母體礦物，斯石英則可能是由賽石英轉(zhuǎn)變而來,。此外,，根據(jù)賽石英和斯石英的TTT曲線（圖4），結(jié)合賽石英,、斯石英,、似α-方石英的二氧化硅相和二氧化硅玻璃的分布比例,，可以估算α-方石英轉(zhuǎn)變?yōu)橘愂ⅲ愂⑥D(zhuǎn)變?yōu)樗故⒌霓D(zhuǎn)化率分別為~10–50%和20%,。

圖4. 賽石英和斯石英的時(shí)間-溫度-轉(zhuǎn)變TTT（Time-Temperature-Transformation）曲線,，修改自Kubo et al. (2015)

賽石英和斯石英穩(wěn)定共存的溫壓區(qū)間為~50–90GPa和~500–2500K，但是賽石英易受到?jīng)_擊熱效應(yīng)破壞（>1100K）,，因此不太可能形成于較大沖擊壓力域,。參考有賽石英的月球隕石和火星隕石經(jīng)歷的沖擊壓力條件，形成本樣品中賽石英和斯石英的沖擊壓力應(yīng)不超過40GPa,。另外,，根據(jù)Kubo等（2015）的高溫高壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果，賽石英可在低至11GPa的條件下由α-方石英的中間相方石英X-I轉(zhuǎn)變形成,，且在溫度升至900K左右時(shí),，賽石英可繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)樗故ⅰＲ虼?，賽石英和斯石英共存的壓力下限約為11GPa,。

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