涂氏磷钙石:一种磷酸盐高压相新矿物

在随州陨石冲击熔脉中发现了一种磷酸盐新矿物,它是白磷钙石的高压多形,经国际矿物协会新矿物和矿物命名委员会批准,定名为涂氏磷钙石(Tuite)。该矿物属三方晶系,空间群为R-3m,a=5.258(1)?,c=18.727(3)?。一轴晶,正光性,ε=1.706(3),ω=1.701(4)。化学式为(Ca2.51Mg0.29)2.80Na0.28(P1.01O4)2,简化式为Ca3(PO4)2。X射线粉晶衍射的强谱线有:2.628(100)、2.891(80)、1.945(47)、1.730(25)和1.567(22)。根据与其共生的其他高压相矿物形成的温压条件和人工合成实验的结果,推定涂氏磷钙石形成的压力为12～23GPa,温度为1400到2000℃。该新矿物以中国矿物岩石地球化学学会的创建人和首任会长涂光炽的姓氏命名。

涂氏磷钙石的形成条件研究

用微束矿物学和激光拉曼光谱等分析测试技术,并结合人工高压实验结果,研究了我国随州陨石冲击熔脉中的白磷钙石高压相变形成涂氏磷钙石的必要条件,并对寺巷口陨石冲击熔脉中的白磷钙石虽与林伍德石、镁铁榴石和玲根石等高压矿物共生,但仅表现为结构损伤而未相变成涂氏磷钙石的原因进行了探讨。研究结果发现,随州陨石中白磷钙石或氯磷灰石的存在是涂氏磷钙石得以形成的物质前提,陨石熔脉中高达24GPa和2000℃以上的高压高温环境是涂氏磷钙石能够形成的条件保障,而压力释放后熔脉极快的冷却速率是涂氏磷钙石得以淬火并稳定保存的关键。研究还查明,寺巷口陨石冲击熔脉比随州陨石的熔脉要宽1至2个量级,其冷却速率比随州陨石慢得多,因此,熔脉中早先形成的涂氏磷钙石,可能在脉内较高的冲击后温度影响下,慢慢退变质成白磷钙矿。

普通球粒陨石中磷酸盐矿物的冲击变质特征

普通球粒陨石中的磷酸盐矿物主要有2种,一种是无水磷酸钙——白磷钙石(Ca3[PO4]2),另一种是含氯的磷酸钙——氯磷灰石(Ca5[PO4]3Cl)。我国陨落的L群寺巷口陨石和随州陨石中这2种磷酸盐矿物都有产出,其中以白磷钙石较为常见,而在H群的岩庄陨石中仅见有白磷钙石。

随州陨石熔脉中微粒矿物的同步辐射X射线衍射原位研究

为同步辐射X射线衍射原位研究新添加了两个用于陨石冲击熔脉中微细矿物鉴定的成功事例,它们是:(1)随州陨石熔脉中极细粒基质矿物组成的X射线衍射测定;(2)陨石熔脉内被基质矿物包裹的细粒新矿物——涂氏磷钙石的X射线鉴定.研究结果表明,熔脉基质是由结晶很好的石榴石、铁纹石和陨硫铁3种矿物组成,而对微米级大小的涂氏磷钙石的研究,也获得了相当理想的粉晶衍射图,包括17条谱线的d值、强度、相对强度和缪勒指数.石榴石等微细矿物是在上地幔的温压条件下稳定的矿物相,其中涂氏磷钙石是大离子半径亲石元素(如Na,K,Sr,Ba等)和稀土元素的载体相,它能够载带这些元素在地球深部保持下来.