斯石英
| 斯石英 | |
|---|---|
 斯石英的晶體結構 | |
| 基本資料 | |
| 類別 | 氧化物 |
| 化學式 | SiO2 |
| 性質 | |
| 顏色 | 純淨時透明 |
| 晶體慣態 | 微晶聚集體 |
| 晶系 | 四方晶系 |
| 解理 | 無 |
| 莫氏硬度 | 9.4 |
| 光澤 | 玻璃光澤 |
| 透明性 | 透明至半透明 |
| 比重 | 4.287 |
| 折射率 | nω = 1.81 |
| 熔點 | 1650 (±75) °C |
斯石英又名超石英、重石英[1]，是一種超硬超重的二氧化硅同質多形體。它屬於四方晶系。在超硬材料低氧化硼被發現之前，它曾經長期被認為是已知最硬的氧化物。在常溫常壓下，斯石英處於亞穩定態，會緩慢地發生相變，轉變為普通石英；但是該相變是如此緩慢，以至於其迄今還沒有被觀察到。斯石英首先由蘇聯高壓物理學家斯提肖夫（Sergey M. Stishov）於1961年人工合成。斯石英也因斯提肖夫而得名。天然的斯石英由美籍華裔地質學家趙景德（Edward C. T. Chao）於1962年在美國亞利桑那州的一處隕石撞擊坑中發現。[2]
來源
[編輯]迄今為止，幾乎所有自然存在的斯石英都產生於高速隕石撞擊事件里含有石英的岩石中。斯提肖夫和波波娃（S. V. Popova）於1961年首次人工合成斯石英時，使用的條件是16-18萬公斤/平方厘米壓強以及1200-1400℃的溫度，最終他們得到了約0.5毫米長的斯石英晶體[1]。在衝擊條件下，斯石英的產生需要非常高的衝擊壓強（超過100千巴，也就是超過10 x 109 帕斯卡）以及溫度（超過1200 °C）。在2007年，也有報道聲稱發現鑽石中夾雜了痕量的斯石英[3]。同時，一些超高壓地幔岩石樣本中也檢測出含有由斯石英生成的礦物相[4]。斯石英也可以由人工模擬以上高溫高壓條件，通過靜水壓方式或者衝擊方式在實驗室中合成[5]。
斯石英的密度為4.287 g/cm3，是密度最大的二氧化硅同質多形體。它的晶體結構有四方對稱性（空間點群為P42/mnm，對稱性編號136[6]）；皮爾森符號表示為tP6 [7]。
斯石英在相當於地球內部360公里以上深度的壓強（超過100千巴）下可以形成並且是穩定的，但在常壓下若加熱到數百度就會發生相變而轉化為普通石英。在隕石撞擊事件中，由於岩石的溫度會強烈升高，因而有可能觀察不到斯石英的存在[1]。
參見
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ 1.0 1.1 1.2 地质学大辞典. 北京: 地質出版社. 2005年6月. ISBN 9787116046702.
- ^ Fleischer M (1962) 一些新礦物的命名（New mineral names） （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, American Mineralogist, 47, 805-812
- ^ Wirth, R; Vollmer, C; Brenker, F; Matsyuk, S; Kaminsky, F. 钻石中的纳米级含水铝硅酸盐包覆相（Inclusions of nanocrystalline hydrous aluminium silicate “Phase Egg” in superdeep diamonds from Juina (Mato Grosso State, Brazil)）. Earth and Planetary Science Letters. 2007, 259: 384. doi:10.1016/j.epsl.2007.04.041.
- ^ Liu, L; Zhang, J; Greenii, H; Jin, Z; Bozhilov, K. 斯石英在变质沉淀物中曾经存在的证据（Evidence of former stishovite in metamorphosed sediments, implying subduction to >350 km） (PDF). Earth and Planetary Science Letters. 2007 [2010-11-14]. doi:10.1016/j.epsl.2007.08.010. （原始內容 (PDF)存檔於2010-07-17）.
- ^ Dubrovinskaia, N. 已知最硬的氧化物：高压二氧化硅同质多形体（High-pressure silica polymorphs as hardest known oxides）. Materials Chemistry and Physics. 2001, 68: 77. doi:10.1016/S0254-0584(00)00284-4.
- ^ 斯石英的晶体对称性示意图. [2010-11-14]. （原始內容存檔於2007-09-17）.
- ^ Smyth J.R., Swope R.J., Pawley A.R. 铝取代含氢斯石英的晶体化学（H in rutile-type compounds: II. Crystal chemistry of Al substitution in H-bearing stishovite） (PDF). American Mineralogist. 1995, 80: 454–456 [2010-11-14]. （原始內容存檔 (PDF)於2012-03-08）.
外部連結
[編輯]- （英文）斯石英的性質
- （英文）隕石撞擊坑中斯石英的來源 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
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