研究發現天然高壓新礦物「毛河光礦」—新聞—科學網

2021-01-13 科學網
中科院廣州地球化學研究所等 研究發現天然高壓新礦物「毛河光礦」

 

記者從中科院廣州地球化學研究所獲悉，該所同位素地球化學國家重點實驗室研究員陳鳴團隊和上海高壓先進科研中心的科研人員合作發現了一種天然高壓新礦物——毛河光礦（maohokite）。相關研究11月30日發表在《隕石學及行星科學》。

陳鳴表示，新礦物——毛河光礦是以國際著名高壓地球物理學家毛河光的名字命名，目前已獲得國際礦物學協會的批准，編號為IMA 2017-047。毛河光是美國卡耐基研究院地球物理實驗室和北京高壓科學研究中心研究員、中國科學院外籍院士和美國國家科學院院士。

自然界中礦物根據形成壓力條件可劃分為低壓礦物和高壓礦物兩大類型。天然的高壓礦物形成主要與地球深部或星球碰撞的高溫高壓環境有關。據了解，研究人員是在我國岫巖隕石坑的衝擊變質巖石中發現了毛河光礦。

毛河光礦是一種高密度的鎂鐵氧化物礦物，化學成分為MgFe2O4，形成的壓力大於25GPa，相當於離地表670km以下深度的壓力條件。岫巖隕石坑巖石中的鎂鐵碳酸鹽礦物在隕石撞擊產生的高溫高壓下發生了分解和重新組合，形成了毛河光礦。

陳鳴指出，毛河光礦的發現為了解地球下地幔礦物組成提供了重要信息。根據現有的地幔礦物學模型，富含鎂和鐵等元素的下地幔主要由布萊基曼石 (Mg,Fe)SiO3和鐵方鎂石(Mg,Fe)O等礦物組成。根據礦物的晶體化學式，鐵在這兩種礦物中以二價形式存在。然而，近來的高溫高壓實驗研究表明，二價鐵在下地幔的高溫高壓條件下可發生歧化反應轉變為三價鐵和金屬鐵，產生豐富的三價鐵。

在富含三價鐵的下地幔物質中，什麼礦物可以成為三價鐵的主要載體？很顯然，布萊基曼石和鐵方鎂石因受到礦物本身的晶體化學制約難以容納大量的三價鐵離子。據悉，毛河光礦是一種以三價鐵為基本組分的鎂鐵氧化物高壓礦物，天然毛河光礦的發現表明它是下地幔中潛在的重要礦物組成之一。

相關論文消息：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/maps.13222.

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