Минерал рингвудит как один из самых редких на планете

Рингвудит является минералом, который очень редко встречается на поверхности Земли, и представляет собой высокобарическую форму оливина. Минерал рингвудит кристаллизуется в кубической сингонии с идеализированной химической формулы Mg₂SiO₄.

История

Минерал рингвудит был впервые обнаружен в образцах других минералов из метеорита Тенхэм, упавшего недалеко от города Саут-Грегори в австралийском штате Квинсленд в 1879 году. Он был проанализирован и впервые описан Р. А. Биннсом, Р. Дж. Дэвисом и С. Дж. Б. Ридом, который назвал минерал в честь австралийского геофизика-экспериментатора и геохимика Альфреда Эдварда Рингвуда.

В 1968 году вышеперечисленные минералоги представили результаты своих исследований в Международную минералогическую ассоциацию (внутренний регистрационный номер IMA: 1968-036) и впоследствии организация признала рингвудит отдельным минералом.

---

Кристаллическая структура

Рингвудит кристаллизуется в кубической форме в пространственной группе № 227 с параметром решетки a = 8,11 Å (в синтетической, химически чистой форме 8,17 Å) и 8 формульными единицами на элементарную ячейку. Кристаллическая решетка имеет структуру шпинели , поэтому рингвудит или γ-оливин иногда называют «шпинелью», особенно в геофизической литературе. В атомном масштабе магний и кремний находятся в октаэдрической и тетраэдрической координации с кислородом соответственно. Связи Si-O и Mg-O имеют смешанный ионный и ковалентный характер.

---

Описание и свойства минерала рингвудит

Рингвудит является очень редким полупрозрачным минералом, который способен образовываться только при очень большом давлении и в очень небольших объемах. Цвет рингвудита варьируется в зависимости от метеоритов, разных агрегатов, содержащих рингвудит, и даже в пределах одного агрегата. Агрегаты рингвудита могут иметь все оттенки синего, фиолетового, серого и зелёного, или быть бесцветными.

Физические свойства рингвудита зависят от давления и температуры образования агрегата. При давлении и температуре переходной зоны мантии расчётная плотность рингвудита составляет 3,90 г/см³ для чистого Mg₂SiO₄, 4,13 г/см³ — для (Mg, Fe)₂SiO₄ пиролитической мантии и 4,85 г/см³ — для Fe₂SiO₄. Это изотропный минерал с показателем преломления n = 1,768.

В синтетических образцах чистый магниевый рингвудит бесцветен, тогда как образцы, содержащие более одного молярного процента Fe₂SiO₄ имеют насыщенный синий цвет. Предполагается, что этот цвет обусловлен переносом заряда Fe2 + Fe3 +. Имеет прыжковую проводимость, энергия активации которой равна 1,4 эВ, которая, в отличие от вадслеита, существенно снижается с увеличением содержания в рингвудите воды: от 0,98 до 0,45 эВ при увеличении содержания воды от 0,01 до 1 мас.% Как и вадслеит, может содержать значительные концентрации воды, до 2,8 мас.% Н₂О. При измерении электропроводности рингвудита в зависимости от температуры и содержания воды подтверждено наличие протонной проводимости. При температуре 1700 К вклад протонной проводимости ничтожно мал при содержании воды менее 0,1 мас.%, но гораздо выше, чем для вадслеита, при содержании воды более 0,5 мас.%. В рингвудите имеется только один пик поглощения, который становится очень широким при высоких содержаниях воды, что может быть связано с увеличением подвижности протона.

---

Образование и месторождения

Минерал рингвудит может образоваться исключительно в условиях крайне высокого давления. На сегодняшний день известно, что данный минерал обнаруживался в каменных метеоритах (хондритах), который там образовывался посредством ударного метаморфизма. Это процесс когда материал сильно сжимается во время удара и подвергается воздействию высоких давлений и температур. Впервые минерал был обнаружен в метеорите Тенхэм, где был обнаружен в небольших прожилках, прорезающих основную массу метеорита. Эти прожилки образовались в результате брекчирования при ударе. Среди сопутствующих минералов были мэйджорит, магнийсодержащее силикатное стекло, а также минералы акимотоит и бриджманит, также впервые обнаруженные в метеорите Тенхэм. Хондрит Курара , также упавший в 1966 году недалеко от Ролинны в Западной Австралии, также содержал рингвудит и мэйджорит (магниево-железный гранат).

Другие известные места, где упали метеориты, содержащие рингвудит, включают горы Гроув на Американском нагорье в Антарктиде, Пампа-дель-Инфьерно в аргентинском департаменте Альмиранте Браун, Суй и Гаоганг в Китае, реку Пис и Катервуд (провинция Саскачеван) в Канаде, муниципалитет Эль-Джабаль-эль-Гарби в Ливии, Дофар в Омане, а также несколько округов в Нью-Мексико и Умбаргер в округе Рэндалл , штат Техас в Соединенных Штатах Америки.

Так же ученые утверждают, что минерал рингвудит присутствует в больших количествах в недрах Земли. В частности называется глубина от 520 до 660 километров, что соответствует переходной зоне между нижней и верхней мантией Земли. Это заключение ученым удалось сделать благодаря обнаружению рингвудита в образце алмаза (5 мм), который был найден на западе Бразилии после извержения диатремы (трещины в земной коре). Этот образец был единственным в мире образцом содержащий рингвудит земного происхождения, но позднее обнаруживались и другие подрбные образцы.