פרופרלזה היא מינרל של אוקסיד מגנזיום-ברזל עם تركيب שצורתו נפוצה מיוצגת על ידי (Mg,Fe)O. הוא שייך לקבוצת ה-Periclase ופורם סדרה של תמיסה מוצקה בין Periclase עשיר במגנזיום, MgO, לבין Wüstite עשיר ברזל, FeO. במבנה שלו, Fe²⁺ מחליף את Mg²⁺ במקומות שווים של קationToken דו-חיובי, ובכך מאפשר לרכיב להשתנות בהתאם ליחסים המוחלטים של מגנזיום וברזל. השם פירופרקלזה משמש בדרך כלל למקטעים העשויים ברזל במערכת זו, במיוחד ברכיבים שבהם המגנזיום נשאר רכיב עיקרי.
פרופרילס קרטסליזציה ב- מערכת بلורית קובית ולו יש מבנה בסיסי זהה לפליזה. הרכיב והמאפיינים הפיזיקליים שלו יכולים להשתנות באופן ניכר עם עלייה במכמות ברזל. מאחר שהאيونים Mg²⁺ ו-Fe²⁺ הם בעלי רדיוסים אيونיים שונים, ההחלפה של ברזל משפיעה על פרמטרים כמו מימדים של תא יחידה, צפיפות, מאפיינים אופטיים ותנהגות גמישה. המינרל הוא בדרך כלל אפור כהה, חום-אפור, ירוק-אפור או כמעט שחור, aunque appearance can vary with composition, grain size, inclusions, and alteration.
חומר פרוורסידת ברזל טבעי קשור בעיקר לסביבות גאולוגיות ápנאיות גבוהות. זוהה בחלקים מסוימים של סלע מטמורפי שנוצרו תחת תנאי לחץ קיצוניים ובכמויות באלמנטים בדיאמונדים שמקורם בعمק ניכר בתוך כדור הארץ. פרוורסידת ברזל מוכרת גם כשלב מינרלי שיכול להופיע בתנאי לחץ וטמפרטורה של המנטל התחתון. קיומה בסביבות אלו ממחיש את הסטביליות של אוקסידים של מגנזיום-ברזל בתנאים שונים באופן ניכר מהשכבת פני האדמה.
ה تركيب של פירופרקלס איננו בהכרח קבוע ביחס Mg:Fe יחיד. במקום זאת, מגנזיום וברזל יכולים להחליף זה את זה על פני טווח של תיאורים, וה تركיב הכימי המדויק תלוי בסביבה הגאולוגית שבה נוצר המינרל. בعينות nature, אלמנטים קטנים יכולים גם להופיע דרך החלפות נוספות. בשל כך, פירופרקלס מתואר טוב יותר באמצעות ה تركיב הכימי שלו יחד עם מאפיינים מבניים ולא רק לפי הצבע.
היסטוריה וגילוי של פירופריקלזה
פרופרקלס לא נחשב לרוב כespécie של מינרל עם تركيبة קבועה אחת, בדומה לפרופרקלס או לוויסטיט. השם מתאר חומרים עשירים בפליזמה בתוך מערכת התרחבות של MgO–FeO. הקשר בין פרופרקלס עשיר במגנזיום לוויסטיט עשיר בפליזמה היה ידוע כבר זמן רב על ידי מחקר ניסיוני של המערכת Mg–Fe–O, ופרופרקלס טבעי שמכיל פליזמה זוהה מאוחר יותר בחומרים גאולוגיים áp압 גבוהה.
ההבחנה המינרלוגית מתבססת בעיקר על הרכב כימי ומבנה קристלי ולא על צבע או מראה חיצוני. פיריקלאז יש לו את ההרכב האידיאלי MgO, בעוד שוויסטיט יש לו את ההרכב האידיאלי FeO. בין שני הסופים הללו, Mg²⁺ ו-Fe²⁺ יכולים להחליף זה את זה במקומו הโครงתי אותו. לפיכך, פירופיריקלאז מייצג הרכבה עשויה ברזל, עם דומינאנסיה של מגנזיום במערכת הокסיד הרחבה יותר. פירופיריקלאז טבעי נצפתה במקורות רבים של לחץ גבוה. אחד מהמקומות הנודעים ביותר הוא כהכלה של מינרלים באלפים, שם אוסף ההכלה יכול לשמור על מינרלים שנוצרו או התאזנו בגדות בתוך השבלול של כדור הארץ. פירופיריקלאז נמצאה גם בשמורות מטמורפיות בעוצמה גבוהה וב סביבות גיאולוגיות אחרות בהן תנאי הלחץ וטמפרטורה מאפשרים את יציבותם של אוקסידים של מגנזיום-ברזל.
ה تركיב של פירופריקלזה יכול להעניק מידע על הظروف בהן נוצרהعينת מסוימת או שווה עצמה מאוחר יותר. היחסים בין מגנזיום וברזל מושפעים מטמפרטורה, לחץ, ריכוז חמצן והרכב של הקבוצה המינרלית הסובבת. כתוצאה מכך, ניתוח כימי הוא בדרך כלל נדרש כדי לשקף בצורה מדויקת את הפירופריקלזה, במיוחד כאשר מבדידים אותה ממקורות קשורים בתהליך הפירוקלזה-ווסטיט.
היווצרות ותנאי גיאולוגיים של פירופרקלס
פרופרקלס מתחילה בתנאים שבהם מגנזיום וברזל קיימים יחד במערכת עשירה באוקסיד, ובתנאי לחץ-טמפרטורה שמייצרים את יציבות המבנה של אוקסיד המגנזיום-ברזל הקובי. הרכבתה מותאמת על ידי הפרופורציות של Mg ו-Fe הזמינים במהלך היווצרותה, וכן על ידי טמפרטורה, לחץ ופואטיית חמצן. בתנאים רדוקטיביים, ברזל נמצא לרוב כ-Fe²⁺, מה שמאפשר לו להחליף ישירות את Mg²⁺ במבנה הפרופרקלס. השינויים בפואטיית חמצן יכולים לשנות את הפרופורציה של הברזל הנמצא כ-Fe²⁺ או Fe³⁺, ולכן משפיעים על יציבות והרכב של האוספרג' של האוקסיד.
במגדרי מטמורפיים áp-לחץ, פירופרקלס יכול להפתח דרך תגובות המלכדים מינרלים סיליקטיים עשירים ב-Mg ופאזות עשירות ברזל. בלחצים מספיק גבוהים, מינרלים יציבים בחלקים עליונים של הקרום והמנטל התחתון יכולים להפוך למקבילויות הכוללות פירופרקלס. לכן קיומו תלוי לא רק בקומפוזיציה של הסלע אלא גם בمسלול לחץ-טמפרטורה שהסלע עבר. גודל הגבישים עשוי להשתנות מגבישים מיקרוסקופיים עד להכלה שכוללת מינרלים אחרים, בהתאם לסביבה הגאולוגית.
פרופרקלס גם ידוע מאלמנטים שיצרו בعمק משמעותי בתוך כדור הארץ. כאשר פרופרקלס קיים כהכלה המוקפת על ידי אלמנט, האלמנט הסובב יכול להגן על ההכלה מאילוץ posterior במהלך ההפיכה שלו לכיוון superficie. הכלה כזו יכולה לשמור מידע כימי ומבנה על סביבה לחץ גבוה שבה הם יצרו או שווו. בדגימות אלו, פרופרקלס מופיע לעיתים קרובות יחד עם מינרלים אחרים אופייניים למקורות של מנטה עמוק.
המינרל יכול גם להופיע במערכים ápיסיים מתקדמים שנוצרו בניסוי, שם תנאי לחץ, טמפרטורה וספיגת חמצן מוגדרים משמשים לחקירת מערכת MgO–FeO. מחקר ניסיוני מדגיש כי המרכיבים והמאפיינים הפיזיקליים של פירופרקלז משתנים עם לחץ, טמפרטורה ומכיל ברזל. קשרים אלה שימושיים בעת אינטרפרטציה שלعينות nature, ובפרט aqu those מהצורות ההלכתיות של סלעים ותכולות מינרליות באורח עמוק.
מבנה بلורי של פירופרקלס
פרופרקלס יש את מבנה بلורי קובייתי מאפיין של מערכת ה-Periclase–Wüstite. מבנהו מבוסס על סידור טיפוסי של סלע-מלח או NaCl, שבו אניונים של חמצן יוצרים מסגרת מונעת בזקיפות וcationים דו-ח electro-סיטים ממוקמים בנקודות שילוב משושה בין ihnen. מגנזיום וברזל מחולקים על אותה נקודה קריסטלוגרפית של cation, ולכן המבנה יכול להכיל שינויים ביחס Mg:Fe ללא צורך במבנה בסיסי שונה.
המבנה המושלם יכול להיות מתואר כמערך של קationTokenים Mg²⁺ ו-Fe²⁺ שמסביבם ששה אטומים של חמצן. כל אטום חמצן מואץ גם הוא על ידי שישה קationTokenים דו-ח electro. ההחלפה של Fe²⁺ ב-Mg²⁺ משנה את הממדים הממוצעים של המבנה מכיוון ש-Fe²⁺ יש רדיוס יוני גדול יותר מ-Mg²⁺. עם עלייה במכמות האירונ, פרמטר الخلية והצפיפות גורמים לגדילה באופן כללי, בעוד תכונות פיזיקליות ואלסטיות אחרות משתנות בהתאם להרכב.
לחץ оказывает значительное влияние на структурное поведение ферропериклаза. При давлениях, соответствующих нижней мантии Земли, оксид, содержащий железо, сохраняет кубическую структуру, но электронное состояние железа может меняться. В частности, Fe²⁺ может претерпеть переход от высокоспинового к низкоспиновому под действием давления. Этот переход связан с расположением электронов в ионе железа, а не со изменением общей кристаллической симметрии, но он может влиять на объем минерала, плотность, упругость и другие физические свойства.
הפיזור וההתנהגות האלקטרונית של ברזל בפרוקלזה פירית יכולה להשתנות גם עם טמפרטורה, לחץ ותכולה. גורמים אלה משפיעים על הקשר בין רשת המינרל לבין מאפיינים פיזיקליים שנמדדו בعينות nature או יוצרות בניסיונות מعمل. כתוצאה מכך, מחקר מבנה של פרוקלזה פירית נוטה לשקול גם את תכולת ה-Mg-Fe שלה ואת תנאי הלחץ-טמפרטורה שבה המינרל התפתח או שיווי משקל.
מאפיינים פיזיים וכימיים של פירופרקלס
פרופרקלזה מוגדרת לרוב כמינרל אפור כהה, אפור חום, אפור ירוק או שחור, aunque appearance varies with iron content, grain size, impurities, and the condition of the specimen. בגלל שפרופרקלזה nature קיימת לרוב כגרעינים קטנים או ספוגים מינרליים, גבישים מקרוסקופיים מפותחים היטב נדירים. הבהירות שלה היא בדרך כלל זורמת עד תת-метאלית, והשקיפות שלה נעים מشفועה לעצירה בהתאם thicknes של הגרגיר וקומפוזיציה.
ה تركיב הכימיאלי של פירופרקלס יכול להצטלב באופן כללי כ- (Mg,Fe)O, עם Mg²⁺ ו-Fe²⁺ שמכסים את המיקום הראשי של הקationToken דו-ערכי. הכמות היחסית של ברזל היא משתנה ולא קבועה, והשינוי בקומפוזיציה גורם לשינוי רציף בכמה מאפיינים פיזיקליים בין קומפוזיציות עשירות במגנזיום לكومפוזיציות עשירות בברזל. אלמנטים קטנים יכולים גם להופיע דרך חילופים נוספים, ובפרט בعينות nature שנוצרו תחת תנאי גיאולוגיים מורכבים.
הكثافة של פירופרקלס שגורה לרוב עולה עם עליית כמות הפליזים כי Fe²⁺ משקלו גדול יותר מ-Mg²⁺ וله רדיוס יוני גדול יותר. גודלי תא היחידה גם נוטים לעלות כאשר Fe²⁺ מחליף את Mg²⁺. קשרי זה מספקים סימנים תיאורתיים שימושיים בעת מחקר פירופרקלס בדימות רנטגן או שיטות אנליטיות אחרות. עם זאת, לחץ וטמפרטורה יכולים גם להשפיע על פרמטרים מבניים שנמדדו, ולכן לא צריך להסיק את המרכיבים רק ממאפיין פיזיקלי אחד ללא חישוב תנאי הגאולוגיה.
הפרופרקלס יש לו טמפרטורת התפכות גבוהה וمستabile על פני טווח רחב של תנאי לחץ וטמפרטורה. מאפיינים פיזיקליים שלו מושפעים חזק מלחץ, במיוחד בסביבות לחץ גבוה שבהן קיימים דוגמאות nature. מאפיינים אלסטיים, צפיפות, התנהגות חשמלית ומאפיינים מדידים אחרים יכולים להשתנות עם ריכוז ברזל ולחץ. התנהגות ה-Fe²⁺ תחת לחיצה היא חשובה במיוחד מכיוון ששינויים בสถานת הספין האלקטרונית שלה יכולים לשנות את המאפיינים הפיזיקליים של המינרל ללא שינוי מבנה המינרל הקובי.מצד צד כימי, הפרופרקלס שייך למערכת הокסיד MgO–FeO. תחת תנאי אוקסידציה מספיקים, חלק מהברזל עשוי להופיע במצב אוקסידציה גבוה יותר או שהפרופרקלס עשוי להתקיים יחד עם יונים אחרים של ברזל ומינרלים סיליקטיים. לפיכך, הכימיה המדויקת של 샘פל טבעי תלוייה בסביבת היווצרותו והיסטוריה הגאולוגית הבאה. ניתוח כيميائي양ני הוא לכן צורך כדי לקבוע את יחס Mg/Fe ולזהות חילוף איברים קטנים.
סוגי וצורות של פירופרקלס
פרופרקלס לא יש לה קבוצה של סוגים רשמיים שנדחים לרוב על בסיס צבע או מראה. במקום זה, חומרים טבעיים נבדלים בדרך כלל לפי התוכן הכימי שלהם, ובפרט את היחס בין המגנזיום לברזל. מאחר שהאيونים Mg²⁺ ו-Fe²⁺ יכולים להחליף אחד את השני במבנה stesso, לדוגמה עשויים להראות שונות משמעותית בתוכן כימי תוך שמירה על אותה מבנה Kristal cubic.
- מגנזיום-riche פירופרקלס: Fe²⁺ קיים כרכיב משני, עם מגנזיום שנותן את הקationToken הדו-חיבורי המוביל. ההרכבות האלה מתקרבות לסיום הפלסיה, MgO.
- צורת פירופריקלזה בינונית: מגנזיום וברזל קיימים בפרופורציות ניכרות, יוצרים תרכובות בין פריקלאזס לוווסטיט. מאפיינים פיזיקליים כמו צפיפות ומידות תא יחידה משתנים בהתאם ליחס Mg:Fe.
- חומר עשיר בברזל: ברזל מייצג חלק גדול יותר מהתוכן של קationToken דו-חיבורי, וה تركيب מתקרב לצד FeO של המערכת MgO–FeO.
- הרכיבות של פירופרקלס-פרולפרקלס: عينות קרובות לסיום MgO עלולות להכיל כמויות קטנות יחסית של Fe²⁺. הקצאתן תלויה ברכיב הכימיקלי שנמדד באמצעות ניתוח ולא במבט חיצוני.
- פלגוניט במערך áp pressures: חומר המופיע ב암ים ממקור עמוק או בחלקים מינרליים נצפים יכול להכיל תיאורים שמשפיעים על לחץ, טמפרטורה, פוטנציאל חמצן, ותجميعת המינרלים הסובבים. ההבדלים הגאולוגיים הללו אינם מייצגים בהכרח סוגים מיניים נפרדים.
הצבע לא צריך להיחשב כמפתח עיקרי להבדלה בין סוגי המרכיבים הללו. ניתוח כימי נדרש כדי לקבוע את הכמויות היחסיות של מגנזיום וברזל, בעוד שדיפרקציה של רентגן וצורות מבניות אחרות יכולות לשמש confirming את המבנה הקובי והגדרת השינויים הקשורים למסת המרכיב.
איפה מוצאת פירופריקלזה?
פרופרילס הוא בעיקר קשור לסביבות גיאולוגיות ápנויות גבוהות ולא סלעים משטח רגיל. נוכחות טבעית הוסברה בסידורי מינרלים מהמקור העמוק, כולל פרופרילס שמור כהכלה בתוך אלמונדס. במקומות אלה, המינרל יכול להישאר אוחז באלמונד השולט במהלך העברת הגבול מהעומק למשטח כדור הארץ, מאפשר את בחינת התאמה ומבנה הקריסטלי שלו לאחר שהסלע השולט מגיע לظروف עמוקות יותר.
פרופירלזה קשורה גם לסלעים מטמורפיים áp-לחץ שבהם פאזות של אוקסיד מגנזיום-ברזל הופכות יציבות תחת לחץ וטמפרטורה עולים. נוכחותה תלויה בקומפוזיציה הכימית הכוללת של הסלע וכן בתנאי לחץ, טמפרטורה וריכוז חמצן במהלך היווצרות המינרלים או שיווי משקל מאוחר יותר. היא יכולה להופיע יחד עם מינרלים סיליקטיים áp-לחץ, אוקסידים אחרים, ומינרלים המכילים מגנזיום וברזל.
המינרל קשור במיוחד למקורות מטאלים עמוקים. בלחיצות המתאימות למגמת התחתונה של כדור הארץ, פירופרקלס יכול להתקיים יחד עם פאזות לחץ גבוה של סיליקטים מגנזיום-ברזל. יציבותו ותכולתו עלולים להשתנות עם העומק מכיוון שלחץ עולה משפיע על חלוקת הברזל והמגנזיום בין מינרלים מקיימים. טמפרטורה ופואניטי חמצן יכולים גם להשפיע על יחס Fe/Mg והמצב האוקסידציה של הברזל במערך.
عينות natureליות הן לרוב קטנות ויכולות להופיע כהכלה, קבוצות דקיקות או גרגירים נפרדים בתוך סלעים áp-לחץ. בזאת הסיבה, פירופרקלס מומשך לרוב באמצעות טכניקות מיקרו-אנליטייות במקום בחינה ידנית רגילה. ניתוח המיקרו-מפלט האלקטרוני יכול לקבוע את היחס Mg/Fe שלו, בעוד שקרינת- renting, ספקטרוסקופיה רמנ וצורות אחרות יכולות לספק מידע על מבנה המינרל והמצב הפיזיקלי שלו.
איך להכיר פירופריקלזה
פרופרילס יכול להיות קשה להכרה מהתצפית לבדו מכיוון שعينות nature אינן נפוצות בגדלים קטנים, צבע כהה או כלולות במחזיות אחרות. גם הרכבה שלו חופפת עם פאזות אחרות של חומרים מגנזיום-פליזים, במיוחד פרקלס וויסטיט. לכן, זיהוי מדויק דורש מידע על הרכב הכימי והמבנה kristalלי, ולא רק על צבע, לוסטר או מורפולוגיה של גרגירים.
ניתוח כימיה הוא אחד המETHODS היסודיים המשמשים להגדרת פירופרקלס. ניתוח מיקרו-מפלס אלקטרוני יכול לקבוע את ריכוזי המגנזיום והברזל ולהגדיר את יחס Mg/Fe של גרעין בודד. ניתן גם למדוד אלמנטים נוספים כדי לזהות חילופים קטנים. מאחר שיחס Fe/Mg יכול להשתנות באופן ניכר, ניתוח cantitative הוא במיוחד שימושי להבדלה בין פירופרקלס לבין תרכובות קרובות יותר לסיומת periclase או wüstite.
ההבדידות של רנטגן יכולה לשמש לאישור המבנה הקובי של המינרל. ההחלפה של Fe²⁺ ב-Mg²⁺ משפיעה על הממדים של תא היחידה, ולכן פרמטרי רשת מדודים יכולים לספק מידע נוסף על הרכב. עם זאת, פרמטרי מבנה גם משפיעים על לחץ, טמפרטורה ומציאות פיזיקלית של המדגם, במיוחד כאשר חומרים שנוצרו תחת תנאי לחץ גבוה נבחנים לאחר שיקום. ספקטרוסקופיה של רמנ וצורות אחרות של שיטות ספקטרוסקופיות יכולות להעניק מידע נוסף על מצב מבני וחימלי של המינרל, ובפרט כאשר השבבים הזמינים הם מאוד קטנים. עבור פירופרקלזה שמוחזקת כהכלה בדיאמונד או מינרל אחר, שיטות אנליטיות בלתי משמידות יכולות להיות במיוחד שימושיות מכיוון שההכלה יכולה להיות רק מספר מיקרונים ברוחב.
המינרלים והשלבים העיקריים שעשויים להבדיל מפרופרקלס_INCLUDE פריקלסה ואת ווסטיט. פריקלזה מייצגת את הסופר של MgO, בעוד ווסטיט מציינת את הסופר של FeO במערכת הออกסידים של Mg-Fe. מאחר שהשלבים הללו שותפים למבנה ולחומרים דומים מאוד, לא תמיד ניתן להבחין ביניהם באופן מדויק על בסיס תכונות חזותיות. לכן, צריך לשקול יחד את המרכיב הכימי, נתוני קריסטלוגרפייה ואת ההקשר הגיאולוגי בעת זיהויعين מדגם טבעי.
השימושים והיישומים של פירופריקלזה
ferropericlase איננה מוגדרת כמוצר גלולתי, חומרי גלם כוני, או מינרל למסגרת. המaterial הטבעי נתקל בדרך כלל כחטפים קטנים, מועמדים מינרליים, או רכיבים של קבוצות מינרליות áp-לחץ, ולא כחומר שהושקע לצורך שימוש מסחרי. הרכבה משתנה וOccurrences גאולוגיות טיפוסיות מגבילות את השימוש בה כמוצר מינרלי קונבנציונלי.
השימושים העיקריים בפרוקסיט מוגדרים על ידי מחקר מינרלוגי וניסויי. דגימות nature יכולות להיבחן כדי לחקור את הקשרים הכימיים בין מגנזיום וברזל במינרלי אוקסיד, ולבחון כיצד יסודות אלה מתפזרים בין פאזות áp-גבוהה מתאימות. נתונים על תכולה מינרלית של פרוקסיט יכולים גם להיחשב יחד עם מידע ממקורות מינרליים קשורים כדי לחקור את תנאי הלחץ, הטמפרטורה והออกסجين של היווצרות המינרלים.
פירופריקלזא מוסקרנת גם ניסיונית בגלל שהמאפיינים שלה משתנים תחת לחץ. מחקר מקובל בוחן את השפעת הלחץ וטמפרטורה על המבנה הגבישי, צפיפות, אלסטיות והמצב האלקטרוני של ברזל. השינוי הנגרם על ידי לחץ בין מצבים גבוהים ומגבירים של Fe²⁺ הוא חלק חשוב בתנהגותה תחת תנאי כדור הארץ העמוק ויכול להשפיע על מספר מאפיינים פיזיקליים מדידים.
במבחנים של אלמנטים ממקורות עמוקים כמו יהלומים, צמצומים של פירופרקלס יכולים לספק מידע על הظروف שהמינרל המארח חווה בعمק. מאחר שצמצומים בודדים עשויים להיות ממש קטנים, טכניקות אנליטיות כמו מיקרוסקופיה אלקטרונית, ניתוח מיקרו-אלקטרוני, רנטגן, ספקטרוסקופיה רמנ וتقניקות ספקטרוסקופיות אחרות נפוצות יותר מאשר בחינת דוגמאות מסורתיות.