Коесит – редкая форма диоксида кремния (SiO2), образующаяся при высоком давлении. Обнаружен в метеоритном кратере Барринджер, служит доказательством ударов метеоритов и взрывов.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Кремниевый минерал, редкий полиморф кварца.
Silica mineral, rare polymorph of quartz
Коэзит (Coesite) — форма (полиморф) диоксида кремния (SiO2), образующаяся при очень высоком давлении (2–3 гигапаскаля) и умеренно высокой температуре, воздействующих на кварц. Коэзит был впервые синтезирован Лорингом Коусом-младшим, химиком компании Norton, в 1953 году.
Coesite ('/k//oʊ//s//aɪ//t/) is a form (polymorph) of silicon dioxide (SiO2) that is formed when very high pressure (2–3 gigapascals), and moderately high temperature , are applied to quartz. Coesite was first synthesized by Loring Coes, Jr., a chemist at the Norton Company, in 1953.
События
В 1960 году Эдвард К. Т. Чао, в сотрудничестве с Юджином Шумейкером, сообщил об обнаружении природного коэзита в кратере Баррингера (Аризона, США), что стало доказательством ударного происхождения кратера. После этой публикации, обнаружение коэзита в неметаморфизированных породах стало свидетельством метеоритного удара или взрыва атомной бомбы. Ранее не предполагалось, что коэзит может сохраняться в высокометаморфических породах. В метаморфических породах коэзит был впервые описан в эклогитных ксенолитах из мантии Земли, поднимавшихся вместе с магмой; кимберлиты являются наиболее распространенной вмещающей породой для таких ксенолитов. В настоящее время коэзит в метаморфических породах признан одним из наиболее надежных минеральных индикаторов метаморфизма ультравысоких давлений (UHP). Такие UHP-метаморфические породы отражают процессы субдукции или континентального столкновения, при которых породы земной коры погружаются на глубину в и более. Коэзит формируется при давлении выше примерно 2,5 ГПа (25 кбар) и температуре выше примерно 700 °C, что соответствует глубине около 70 км в земной коре. Он может сохраняться в виде минеральных включений в других минералах, поскольку при частичном переходе в кварц, кварцевая оболочка оказывает давление на ядро зерна, стабилизируя метастабильное состояние при подъеме и выходе пород на поверхность тектоническими силами. В результате, зерна приобретают характерную текстуру поликристаллического кварцевого ободка (см. рисунок в информационной панели). Коэзит был идентифицирован в UHP-метаморфических породах по всему миру, включая западные Альпы в районе Дора-Майра (Италия), хребет Лантермана (Антарктида), массив Кокчетау (Казахстан), район Западного Гнейса (Норвегия), хребет Даби-Шань (Восточный Китай), Гималаи (Восточный Пакистан) и Аппалачи (Вермонт).
In 1960, a natural occurrence of coesite was reported by Edward C. T. Chao, in collaboration with Eugene Shoemaker, from Barringer Crater, in Arizona, US, which was evidence that the crater must have been formed by an impact. After this report, the presence of coesite in unmetamorphosed rocks was taken as evidence of a meteorite impact event or of an atomic bomb explosion. It was not expected that coesite would survive in high pressure metamorphic rocks. In metamorphic rocks, coesite was initially described in eclogite xenoliths from the mantle of the Earth that were carried up by ascending magmas; kimberlite is the most common host of such xenoliths. In metamorphic rocks, coesite is now recognized as one of the best mineral indicators of metamorphism at very high pressures (UHP, or ultrahigh pressure metamorphism). Such UHP metamorphic rocks record subduction or continental collisions in which crustal rocks are carried to depths of or more. Coesite is formed at pressures above about 2.5 GPa (25 kbar) and temperature above about 700 °C. This corresponds to a depth of about 70 km in the Earth. It can be preserved as mineral inclusions in other phases because as it partially reverts to quartz, the quartz rim exerts pressure on the core of the grain, preserving the metastable grain as tectonic forces uplift and expose these rock at the surface. As a result, the grains have a characteristic texture of a polycrystalline quartz rim (see infobox figure). Coesite has been identified in UHP metamorphic rocks around the world, including the western Alps of Italy at Dora Maira, the Lanterman Range of Antarctica, in the Kokchetav Massif of Kazakhstan, in the Western Gneiss region of Norway, the Dabie Shan Range in Eastern China, the Himalayas of Eastern Pakistan, and in the Appalachian Mountains of Vermont.
Кристальная структура
Коэзит — это тектосиликат, в котором каждый атом кремния окружён четырьмя атомами кислорода, образующими тетраэдр. Каждый атом кислорода, в свою очередь, связан с двумя атомами Si, формируя каркас. В элементарной ячейке присутствуют два кристаллографически различных атома Si и пять различных позиций кислорода. Хотя элементарная ячейка близка к гексагональной форме ("a" и "c" почти равны, а β близка к 120°), она по своей природе моноклинна и не может быть гексагональной. Кристаллическая структура коэзита аналогична структуре полевого шпата и состоит из четырёх тетраэдров диоксида кремния, расположенных в кольцах Si₄O₈ и Si₈O₁₆. Эти кольца далее объединяются в цепи. Данная структура метастабильна в области стабильности кварца: коэзит со временем распадается обратно в кварц, что сопровождается увеличением объёма, хотя метаморфическая реакция протекает очень медленно при низких температурах на поверхности Земли. Кристаллическая симметрия — моноклинная C2/c, №15, символ Пирсона mS48.
Coesite is a tectosilicate with each silicon atom surrounded by four oxygen atoms in a tetrahedron. Each oxygen atom is then bonded to two Si atoms to form a framework. There are two crystallographically distinct Si atoms and five different oxygen positions in the unit cell. Although the unit cell is close to being hexagonal in shape ("a" and "c" are nearly equal and β nearly 120°), it is inherently monoclinic and cannot be hexagonal. The crystal structure of coesite is similar to that of feldspar and consists of four silicon dioxide tetrahedra arranged in Si4O8 and Si8O16 rings. The rings are further arranged into chains. This structure is metastable within the stability field of quartz: coesite will eventually decay back into quartz with a consequent volume increase, although the metamorphic reaction is very slow at the low temperatures of the Earth's surface. The crystal symmetry is monoclinic C2/c, No.15, Pearson symbol mS48.