Kamasit

Kamasit - temir va nikelning qotishmasi bo'lib, u Yerda faqat meteoritlarda uchraydi. Xalqaro Mineralogiya Assotsiatsiyasi (IMA) ma'lumotlariga ko'ra, bu mineral tabiiy temirning nikelga boy navi hisoblanadi. Temir: nikel nisbati 90%:10% va 95%:5% orasida; oz miqdorda boshqa elementlar, masalan, kobalt yoki uglerod ham mavjud bo'lishi mumkin. Mineral metall porlashiga ega, kulrang va aniq bo'linishi yo'q, ammo uning kristalli tuzilishi izometrik-geksoktaedraldir. Uning zichligi 8 ga yaqin g / sm va uning qattiqligi Mohs shkalasi bo'yicha 4 ga teng. U ba'zan balkeneisen deb ham ataladi.

Bu nom 1861-yilda yaratilgan boʻlib, yunoncha “ kamak ” yoki “ kamaks ” soʻzidan olingan boʻlib, uzum ustuni degan maʼnoni bildiradi. U temir meteoritlarining (oktahedrit va geksedrit turlari) asosiy tarkibiy qismidir. Oktaedritlarda u taenit bilan aralashib, Widmanstätten naqshlarini hosil qiluvchi tasmalarda uchraydi. Geksaedritlarda Neyman chiziqlari deb ataladigan nozik parallel chiziqlar ko'pincha ko'rinadi, bu ta'sirlardan zarba tufayli qo'shni kamatsit plitalarining strukturaviy deformatsiyasiga dalildir.

Ba'zida kamatsit taenit bilan shunchalik chambarchas aralashgan bo'lishi mumkinki, ularni vizual ravishda ajratib ko'rsatish qiyin, plessit hosil qiladi. Eng katta hujjatlashtirilgan kamatsit kristali 92×54×23 centimetr (36.2×21.3×9.1 in) bo'lgan .

Jismoniy xususiyatlar

Kamasit juda ko'p noyob jismoniy xususiyatlarga ega, shu jumladan Tomson tuzilmalari va juda yuqori zichlik.

Identifikatsiya

Kamasit shaffof emas va uning yuzasida odatda kulrang chiziqlar yoki "ko'rpa" naqshlarining turli xil soyalari mavjud. Kamasit metall yorqinligiga ega. Kamasitning qattiqligi u boshdan kechirgan zarba darajasiga qarab farq qilishi mumkin, lekin odatda mohs qattiqlik shkalasida to'rtinchi o'rinni egallaydi. Shok kamatsitning qattiqligini oshiradi, ammo bu zarba tarixini aniqlashda 100% ishonchli emas, chunki kamatsitning qattiqligi oshishi mumkin bo'lgan ko'plab boshqa sabablar mavjud.

Kamasitning o'lchangan zichligi 7003790000000000000♠7.9 g/cm3 teng7003790000000000000♠7.9 g/cm3 . U katta kristall odatiga ega, ammo tabiiy hodisalarda odatda individual kristallarni ajratib bo'lmaydi. Kamatsitda parchalanish tekisliklari mavjud emas, bu esa uning sinishiga olib keladi. Kamasit magnit va izometrik bo'lib, u optik jihatdan izometrik tarzda harakat qiladi.

Kamasit taenit va plessit deb ataladigan kamatsit va taenitning aralash maydoni bilan sodir bo'ladi.

Taenitda ko'proq nikel mavjud (12 dan 45 gacha wt. % Ni) kamatsitga qaraganda (5 dan 12 gacha wt. % Ni). Nikel tarkibining ko'payishi taenitning yuzga yo'naltirilgan birlik hujayraga ega bo'lishiga olib keladi, kamatsitning yuqori temir miqdori esa uning birlik hujayrasini tana markazida bo'lishiga olib keladi. Bu farq nikel va temirning o'lchamlari o'xshash, ammo atomlararo magnit va kvant o'zaro ta'siridan kelib chiqadi.

Tetragonal faza
Rentgen kukunlari sinovlarida va keyinchalik mikroskop ostida kuzatilgan tetragonal fazaning dalillari mavjud. Ikkita meteorit sinovdan o'tkazilganda, "tetragonal birlik hujayra asosida indekslanishi mumkin bo'lgan, lekin kub yoki olti burchakli birlik kataklari asosida emas" d-qiymatlarini berdi. Bu temirning olti burchakli polimorfi bo'lgan elektron temir ekanligi taxmin qilingan.

Tomson tuzilmalari

Odatda Widmanstätten naqshlari deb ataladigan Tomson tuzilmalari kamatsitni o'z ichiga olgan meteoritlarda tez-tez uchraydigan to'qimalardir. Bular odatda kamatsit va taenit o'rtasida almashinadigan bantlardir. 1804-yilda Uilyam Tomson namunani nitrat kislota (HNO) bilan tozalashdan so'ng kutilmagan geometrik naqshlarni ko'rib, bu tuzilmalarga qoqilib qoldi.HNO HNO). U o'z kuzatishlarini fransuz jurnalida nashr etdi, ammo Napoleon urushlari tufayli o'sha paytdagi meteoritlarni tadqiq qilish bilan shug'ullangan ingliz olimlari uning ishini hech qachon kashf eta olishmadi. Faqat 1808-yilda, to'rt yil o'tgach, xuddi shu naqshlar temir meteoritlarni isitayotgan graf Alois fon Bek Vidmanstetten tomonidan kamatsit va taenitning turli xil oksidlanish tezligidan kelib chiqqan geometrik naqshlarni payqaganida topilgan. Widmanstätten o'zining ko'plab hamkasblariga ushbu naqshlar haqida yozishmalarda aytib berdi, natijada ular ko'pchilik adabiyotlarda Widmanstätten naqshlari deb nomlanadi.

Tomson tuzilmalari yoki Widmanstätten naqshlari meteorit sovishi bilan yaratiladi; yuqori haroratlarda temir va nikel ham yuz markazli panjaralarga ega. Meteorit hosil bo'lganda, u butunlay erigan taenit shaklida boshlanadi (1500 dan ortiq). °C) va u 723 dan oshib ketganda °C qotishmaning asosiy metastabil fazasi taenitga aylanadi va kamatsit cho'kma boshlaydi. Aynan shu oynada meteorit 723 dan pastroq sovib turadi °C, bu erda Tomson tuzilmalari hosil bo'ladi va ular meteoritning harorati, bosimi va tarkibidan katta ta'sir ko'rsatishi mumkin.

Optik xususiyatlar

Kamasit shaffof emas va faqat aks ettirilgan yorug'lik mikroskopida kuzatilishi mumkin. Bu izometrik va shuning uchun izotropik tarzda harakat qiladi.

Meteorit 750 dan pastga soviganida °C temir kamatsit fazasiga o'tganda magnitlanadi. Ushbu sovutish paytida meteorit an'anaviy bo'lmagan termoremanent magnitlanishni oladi. Erdagi termoremanent magnitlanish er qobig'ida hosil bo'lgan temir minerallarini beradi, ular xona haroratida bir xil maydonda hosil bo'lganidan ko'ra yuqori magnitlanish. Bu an'anaviy bo'lmagan termoremanent magnitlanishdir, chunki u taenit kamatsitgacha sovutilganda paydo bo'ladigan kimyoviy qoldiq jarayonga bog'liq. Buni ayniqsa qiziq qiladigan narsa shundaki, bu 0,4 oersted (Oe belgisi) kabi kuchli ekanligi ko'rsatilgan oddiy xondritlarning barcha magnit maydonini hisobga olishi ko'rsatilgan.

Kristallografiya

Kamasit - izometrik mineral bo'lib, tanasi kubik markazlashtirilgan birlik hujayraga ega. Kamasit odatda yirik kristallarda topilmaydi; ammo anomal ravishda eng katta kamatsit kristali topilgan va hujjatlashtirilgan 92 × 54 × 23 santimetr. Katta kristallar juda kam bo'lsa ham, kristallografiya Tomson tuzilmalarining shakllanishida muhim rol o'ynashini tushunish juda muhimdir.

Simmetriya

Kamasit izometrik, geksoktaedral kristallarni hosil qiladi, bu kristallarda ko'plab simmetriya elementlariga ega bo'lishiga olib keladi. Kamasit Hermann-Mauguin yozuvida 4/m 3 2/m sinfiga to'g'ri keladi, ya'ni u uchta to'rtta o'q, to'rtta uch o'q va oltita ikkita o'q va to'qqizta oyna tekisligiga ega. Kamacite Fm 3 m kosmik guruhiga ega.

Birlik katak

Kamasit a-(Fe, Ni), Fe ning takrorlanuvchi birligidan iboratFe Fe Ni Fe, bu a = 8,603 ning hujayra o'lchamlarini tashkil qiladi Å, Z = 54 Å ; V = 636,72 Å 3 . Nol valentli temir (metall Fe ) atomlarining atomlararo magnit va kvant o'zaro ta'siri bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilishi kamatsitning tana markazida joylashgan panjaraga ega bo'lishiga olib keladi.

Kimyo

Formula va dominant elementlar

Kamasit a-(Fe, Ni), Fe ning takrorlanuvchi birligidan iboratFe Fe Ni Fe, bunda temir va nikelning valentligi nolga teng (Fe va Ni ), chunki ular temir meteoritlarida tez-tez uchraydigan metall mahalliy elementlardir. Mikroelementlardan tashqari, u odatda 90% temir va 10% nikeldan iborat deb hisoblanadi, ammo 95% temir va 5% nikel nisbatiga ega bo'lishi mumkin. Bu temirni kamatsitning har qanday namunasida dominant elementga aylantiradi. U Dana va Nikel-Strunz tasniflash tizimlarida mahalliy elementlar bilan guruhlangan.

Shakllanish shartlari

Kamasit taxminan 723 yilda shakllana boshlaydi °C, bu erda temir yuz markazidan tana markaziga bo'linadi, nikel esa yuz markazida bo'lib qoladi. Bu joylarni joylashtirish uchun nikelni atrofidagi joylarga siqib chiqaradigan yuqori temir konsentratsiyasi hosil bo'la boshlaydi, bu esa nikelning oxirgi elementi bo'lgan taenitni hosil qiladi.

Iz elementlari

Kamatsitning iz elementlari bo'yicha ko'plab tadqiqotlar olib borildi. Kamatsit tarkibidagi eng muhim iz elementlari galyum, germaniy, kobalt, mis va xromdir . Kobalt nikel miqdori 5,26% dan 6,81% gacha, kobalt miqdori esa 0,25% dan 0,77% gacha bo'lishi mumkin bo'lgan eng mashhuri. Ushbu iz elementlarning barchasi metalldir va ularning kamatsit taenit chegarasi yaqinida ko'rinishi meteorit paydo bo'lgan muhit haqida muhim maslahatlar berishi mumkin. Mass-spektrometriya shuni ko'rsatdiki, kamatsitda katta miqdorda platina o'rtacha 16,31 (mkg/g), iridiy o'rtacha 5,40 (mkg/g), osmiy o'rtacha 3,89 (mkg/g), volfram bor. oʻrtacha 1,97 (mkg/g), oltin oʻrtacha 0,75 (mkg/g), reniy oʻrtacha 0,22 (mkg/g) boʻlishi kerak. Kobalt va platinaning katta miqdori eng diqqatga sazovordir.

Kamasitni oltingugurtlash laboratoriya sharoitida eksperimental ravishda amalga oshirildi. Oltingugurtlanish uch xil fazaga olib keldi: mono-sulfid qattiq eritmasi (Fe Fe (Ni, Co) Fe S), pentlandit fazasi (Fe Fe (Ni, Co) Fe S Fe), shuningdek, P ga boy faza. Bu quyosh tumanligi bilan bir vaqtda sharoit yaratish uchun laboratoriyada qilingan. Ushbu ma'lumotlar bilan erta quyosh tizimining termodinamik, kinetik va fizik sharoitlari haqida ma'lumot olish mumkin edi. Bu hali ham taxminiy bo'lib qolmoqda, chunki meteoritlardagi ko'plab sulfidlar beqaror va yo'q qilingan. Kamasit ham tochilinitga aylanadi (Fe2+ Fe2+ Fe Fe S Fe (OH) Fe). Bu butun meteoritning qanchalik o'zgarganligi haqida ma'lumot berish uchun foydalidir. Kamasitning tochilinitga o'zgarishini petrologik mikroskoplarda, skanerlash elektron mikroskopida va elektron mikroprob tahlilida ko'rish mumkin. Bu tadqiqotchilarga namunada sodir bo'lgan o'zgarishlar miqdorini osongina indekslash imkonini berish uchun ishlatilishi mumkin. Keyinchalik bu indeksga meteoritning o'zgarishi unchalik aniq bo'lmagan boshqa joylarini tahlil qilganda murojaat qilish mumkin.

Taenit bilan aloqasi

Taenit kamatsit -tanit qattiq eritmasining nikelga boy oxirgi elementidir. Taenit tabiiy ravishda Yerda uchraydi, kamatsit esa faqat kosmosdan kelganida Yerda topiladi. Kamasit taenit hosil qiladi va nikelni atrofdagi hududga chiqarib yuboradi, bu hudud taenitni hosil qiladi. Kamatsit panjarasining yuz markazlashtirilgan tabiati va nikel panjarasining tana markazlashtirilgan tabiati tufayli ikkalasi bir-biri bilan aloqa qilganda murakkab burchaklar hosil qiladi. Bu burchaklar Tomson tuzilishida makroskopik tarzda namoyon bo'ladi. Shuningdek, bu munosabat tufayli biz ataksit, geksedrit va oktaedrit atamalarini olamiz. Ataksit qo'pol ravishda olti burchakli yoki oktaedral tuzilmani ko'rsatmaydigan meteoritlarga ishora qiladi. Og'irligi 6% yoki undan kam nikeldan tashkil topgan meteoritlar kamatsitning kristalli tuzilishi izometrik bo'lganligi va meteoritning kubik bo'lishiga olib kelganligi sababli ko'pincha geksaedritlar deb ataladi. Xuddi shunday, agar meteoritda yuz markazli taenit hukmron bo'lsa, u oktaedrit deb ataladi, chunki kamatsit taenitning oktaedral kristalli chegaralaridan ajralib chiqadi va meteorit oktaedral ko'rinadi. Geksaedritlar ham, oktaedrit ham meteorit kristall tekisliklari bo'ylab parchalanganda yoki Tomson tuzilmalarini ta'kidlashga tayyor bo'lganda paydo bo'ladi, shuning uchun ko'pchilik noto'g'ri ataksit deb ataladi.

Issiqlikni kimyoviy tushuntirish

Mikroelementlar kamatsit hosil bo'lishida turli haroratlarda tahlil qilingan, ammo taenit tarkibidagi mikroelementlar meteoritning hosil bo'lish harorati haqida ma'lumot berishga ko'proq mos keladi. Meteorit sovib, taenit va kamatsit bir-biridan ajralib chiqayotganda, ba'zi mikroelementlar taenit yoki kamatsitda joylashishni afzal ko'radi. Taenit kamatsit chegarasini tahlil qilish mikroelementlarning yakuniy joylashuvi bo'yicha hosil bo'lish paytidagi ko'plab boshqa sharoitlar bilan bir qatorda sovutish qanchalik tez sodir bo'lganligi haqida ma'lumot berishi mumkin.

Barqarorlik diapazoni

Kamasit faqat 723 dan past haroratlarda barqaror °C yoki 600 °C (Stacey and Banerjee, 2012), bu erda temir tana markazida joylashgan kristall tuzilishga joylashish uchun etarlicha soviydi. Kamasit ham faqat past bosimlarda barqarordir, chunki u faqat kosmosda hosil bo'ladi.

Shokning ta'siri

Meteoritning zarba tarixini aniqlash uchun kamatsitda metallografik va rentgen nurlanishidan foydalanish mumkin. Shok tarixini aniqlash uchun qattiqlikdan foydalanish tajriba qilingan, ammo juda ishonchsiz deb topilgan. Vickers qattiqlik testi bir qator kamatsit namunalariga qo'llanildi va zarbaga uchragan meteoritlar 160-170 qiymatga ega ekanligi aniqlandi. kg/mm va zarba bo'lmagan meteoritlar 244 gacha qiymatlarga ega bo'lishi mumkin kg/mm. Shok metallografik va rentgen nurlari diffraktsiya usullari yordamida o'lchash mumkin bo'lgan noyob temir konvertatsiya tuzilishini keltirib chiqaradi. Shok tarixini aniqlash uchun metallografik va rentgen nurlari diffraktsiya usullaridan foydalangandan so'ng, Yerda topilgan meteoritlarning 49 foizida zarba dalillari mavjudligi aniqlandi.

Geologik hodisalar

Kamasit meteoritlari Yerdagi har bir qit'ada topilgan va Marsda ham topilgan.

Meteoritlar

Kamasit birinchi navbatda meteoritlar bilan bog'liq, chunki u yuqori harorat, past bosim va kislorod kabi boshqa bir nechta reaktiv elementlarga muhtoj. Xondrit meteoritlarini mavjud xondrullarga qarab guruhlarga bo'lish mumkin. Uchta asosiy turi mavjud: enstatit kondritlari, karbonli xondritlar va oddiy xondritlar. Oddiy xondritlar Yerda topilgan meteoritlarning eng ko'p turi bo'lib, barcha qayd etilgan meteoritlarning 85% ni tashkil qiladi. Oddiy xondritlarning barchasi uch xil manbadan kelib chiqqan deb taxmin qilinadi, shuning uchun ular LL, L va H uch xil bo'ladi; LL - past temir, past metall, L - kam temir, H - yuqori temir miqdori. Barcha oddiy xondritlar kamatsitni o'z ichiga oladi, chunki siz H dan LL xondritlariga o'tayotganda kamayib boradi. Kamatsit, shuningdek, kam uchraydigan ko'plab meteoritlar mezosideritlari va E xondritlarida mavjud. E xondritlar asosan enstatitdan tashkil topgan xondritlar bo'lib, Yerga tushadigan meteoritlarning atigi 2% ni tashkil qiladi. E xondritlar oddiy xondritlarga qaraganda butunlay boshqacha manba jinsiga ega. E xondritlardagi kamatsitni tahlil qilishda ular tarkibida o'rtachadan kamroq nikel borligi aniqlandi.

Mo'l-ko'llik

Kamatsit faqat kosmosda hosil bo'lganligi va Yerda faqat meteoritlarda topilganligi sababli, u Yerda juda kam miqdorda mavjud. Quyosh sistemamizdan tashqarida uning ko'pligini aniqlash qiyin. Temir, kamatsitning asosiy komponenti, koinotdagi oltinchi eng ko'p element va odatda metall deb hisoblangan ushbu elementlarning eng ko'p qismidir.

Birlashgan minerallar

Taenit va tochilinit odatda kamatsit bilan bog'liq bo'lgan minerallardir.

Arizona meteor krateri

Kamasit Arizona shtatidagi Meteor kraterida topilgan va o'rganilgan. Meteor krateri sayyoramizdagi birinchi tasdiqlangan meteor zarbasi joyi bo'lib, 1950-yillargacha bunday deb tan olinmagan. 1960-yillarda Qo'shma Shtatlar Geologik xizmati mineralni meteoritlarga bog'laydigan sayt atrofidan to'plangan namunalarda kamatsitni topdi.

Sayyoralar

Kamasit asosan meteoritlarda hosil bo'ladi, lekin Mars kabi yerdan tashqari jismlarda topilgan. Bu Mars Exploration Rover (MER) Opportunity tomonidan kashf etilgan. Kamatsit Marsda paydo bo'lmagan, lekin u erga meteorit tomonidan qo'yilgan. Bu, ayniqsa, qiziqish uyg'otdi, chunki meteorit kamroq ma'lum bo'lgan mezosideritlar sinfiga tushdi. Mezosideritlar Yerda juda kam uchraydi va uning Marsda paydo bo'lishi uning kattaroq manba jinsining kelib chiqishi haqida ma'lumot beradi.

Foydalanadi

Kamatsitning asosiy tadqiqot usuli meteorit tarixini yoritishdir. Temir konstruksiyalardagi zarba tarixiga yoki kamatsit-taenit chegarasidan foydalangan holda meteoritning paydo bo'lish sharoitlariga qarashdan qat'i nazar, kamatsitni tushunish bizning koinotimizni tushunish uchun kalit hisoblanadi.

Muzeylar, universitet va fotosurat namunalarini tayyorlash

Kamatsitning kamdan-kamligi va umuman zerikarli ko'rinishi tufayli u xususiy kollektorlar orasida mashhur emas. Biroq, ko'plab muzeylar va universitetlarning kolleksiyalarida kamatsit namunalari mavjud. Odatda kamatsit namunalari Tomson tuzilmalarini ko'rsatish uchun jilo va kislota yordamida tayyorlanadi. Namunalarni tayyorlash ularni erituvchida yuvishni o'z ichiga oladi, masalan, Tomson Tomson tuzilmalarini chiqarish uchun nitrat kislota bilan qilgan. Keyin ular qattiq jilolanadi, shuning uchun ular porloq ko'rinadi. Umuman olganda, kamatsitni taenitdan osongina ajratish mumkin, chunki bu jarayondan so'ng kamatsit taenitdan bir oz quyuqroq ko'rinadi.

Kelajakka qarash

Kamasit va taenitning ikkalasi ham iqtisodiy jihatdan qimmatli bo'lish potentsialiga ega. Asteroid qazib olishni yanada foydali qiladigan variant iz elementlarini to'plash bo'ladi. Bir qiyinchilik platina va oltin kabi elementlarni tozalash bo'ladi. Platinaning qiymati taxminan 12 000 AQSh dollari / kg va (kamasit tarkibida 16,11 moddasi mavjud) mkg/g platina) va oltin taxminan 12000 AQSh dollari/kg (kamasit tarkibida 0,52 moddasi bor) mkg/g oltin); ammo daromadli daromad olish ehtimoli juda past. Kosmosdan foydalanish uchun asteroid qazib olish ancha amaliy bo'lishi mumkin, chunki Yerdan materiallarni tashish qimmatga tushadi. Xalqaro kosmik stansiyaning modullarini boshqa missiyalarda qayta ishlatish bo'yicha joriy rejalarga o'xshab, kosmosda kosmik kemalarni qurish uchun temir meteoritdan foydalanish mumkin. NASA koinotda kosmik kema qurishning dastlabki rejalarini ilgari surdi.

Manba

uz.wikipedia.org