Dè a th’ ann an structar Olivine Crystal?

Tha structar criostal Olivine air a dhèanamh suas de rèiteachadh orthorhombic far a bheil silicon iomallach-oxygen tetrahedra (SiO₄) ceangailte le cations meatailt a tha a’ fuireach ann an làraich octahedral. Faodar an structar seo fhaicinn mar chruinneachadh sia-thaobhach dlùth-làn de atoms ocsaidean, le leth de na beàrnan octahedral air an lìonadh le magnesium no ions iarainn agus aon-ochdamh de na beàrnan tetrahedral anns a bheil sileaconach.

Bidh a 'bhuidheann olivine a' criostalachadh anns an t-siostam criostail orthorhombic fo bhuidheann fànais Pbnm (cuideachd air ainmeachadh mar Pnma ann an suidheachaidhean eile). Tha an co-chothromachd bunaiteach seo a’ mìneachadh mar a bhios dadaman gan rèiteachadh fhèin taobh a-staigh an lann chriostail agus a’ toirt buaidh dhìreach air feartan fiosaigeach a’ mhèinnir.

Tha ceithir aonadan foirmle (Z=4) ann an cealla an aonaid agus tha trì tuaghan neo-ionann ann a tha a’ trasnadh aig ceart-cheàrnan. Airson forsterite (Mg₂SiO₄), tha paramadairean glùine àbhaisteach timcheall air=4.75 Å, b=10.20 Å, agus c=5.98 Å. Ann am fayalite (Fe₂SiO₄), tha na paramadairean sin a’ leudachadh beagan gu=4.82 Å, b=10.48 Å, agus c=6.09 Å air sgàth radius ionic nas motha an iarainn an coimeas ri magnesium.

Tha sònrachadh buidheann fànais Pbnm a’ nochdadh mion-fhiosrachadh structarail cudromach. Anns a’ bhuidheann fànais seo tha plèanaichean sgàthan agus ionad tionndaidh, a’ cruthachadh cuingeadan co-chothromachd sònraichte air suidheachaidhean atamach. Tha trì suidheachaidhean ocsaidean eadar-dhealaichte criostalach (O1, O2, O3) taobh a-staigh an structair, le O1 agus O2 nan laighe air plèanaichean sgàthan fhad ‘s a tha O3 ann an suidheachadh coitcheann gun cho-chothromachd sònraichte.

Aig cridhe structar olivine tha an tetrahedron iomallach SiO₄⁴⁻, far a bheil atom silicon sa mheadhan a’ ceangal gu covalent ri ceithir dadaman ocsaidean mun cuairt. Tha na tetrahedra seo gu tur neo-eisimeileach-chan eil iad a’ roinn atoman ocsaidean le tetrahedra faisg air làimh, a’ seòrsachadh olivine mar nesosilicate no orthosilicate. Tha gach bann Si-O a’ tomhas timcheall air 1.63-1.66 Å agus a’ nochdadh caractar làidir covalent.

An tetrahedra mu seach ann an treòrachadh, a' comharrachadh suas is sìos air sreathan co-shìnte ris an axis c- criostalagrafach. Bidh an rèiteachadh eile seo a’ cruthachadh seanalan taobh a-staigh an structair far am faod cations meatailt fuireach. Chan eil an ian sileaconach a’ gabhail a-steach ach aon làrach eadar-dhealaichte criostalach a tha na shuidhe air plèana sgàthan, a’ ciallachadh gu bheil a h-uile dadam silicon san structar co-cheangailte ri gnìomhachd co-chothromachd.

Tha cations meatailt (mar as trice Mg²⁺ no Fe²⁺) ann an dà làrach octahedral sònraichte leis an ainm M1 agus M2. Tha làrach an M1 na shuidhe air ionad tionndaidh agus tha e a’ cruthachadh octahedron nas sgiorraichte le sia dadaman ocsaidean mun cuairt. Tha faid bannan ocsaidean meatailt-ann an M1 a’ dol bho mu 2.07-2.13 Å airson magnesium. Tha làrach an M2 na laighe air plèana sgàthan agus a’ cruthachadh octahedron nas motha, nas cunbhalaiche le astaran MO a’ dol thairis air 2.04-2.21 Å.

Tha buaidh mhòr aig an eadar-dhealachadh eadar làraich M1 agus M2 air mar a bhios diofar cations gan cuairteachadh fhèin san structar. Anns an t-sreath fuasglaidh chruaidh iarann magnesium, chan eil mòran roghainn làraich aig Mg²⁺ agus Fe²⁺-tha an dà chuid a’ gabhail còmhnaidh air làraich M1 agus M2 gun taghadh làidir. Ach, ann an calcium-le olivines mar monticellite (CaMgSiO₄), is fheàrr leis na h-ianan Ca²⁺ as motha a dhol a-steach do na làraich M2 nas fharsaing fhad ‘s a tha Mg²⁺ airson na h-àiteachan M1 nas lugha.

olivine crystal structure

Tha dòigh eile airson cunntas a thoirt air structar olivine a’ cur cuideam air sublattice ocsaidean. Tha na h-ionan ocsaidean a' cruthachadh sreath dlùth-chòmhnard sia-thaobhach (hcp) air a chruachadh air an axis. Tha am frèam seo a’ toirt seachad an sgafaid air am bi cations silicon agus meatailt gan suidheachadh fhèin.

Taobh a-staigh an rèiteachadh ocsaidean hcp seo, bidh na cations meatailt a’ lìonadh leth de na beàrnan octahedral a tha rim faighinn, fhad ‘s a tha dadaman silicon ann an aon - ochdamh de na beàrnan tetrahedral. Tha an seilbh làraich roghnach seo a’ cruthachadh an stoichiometry olivine àbhaisteach de M₂SiO₄, far a bheil M a’ riochdachadh cations meatailt divalent.

Bidh gach atom ocsaidean a’ ceangal ri aon sileacon agus trì dadaman meatailt, a’ cruthachadh frèam dlùth trì-thaobhach. Chan eil na dadaman ocsaidean co-ionann-tha àrainneachdan ceangail agus astaran beagan eadar-dhealaichte aig na trì suidheachaidhean ocsaidean sònraichte (O1, O2, O3) gu dadaman faisg air làimh. Tha an atharrachadh seo ann an làraich ocsaidean a’ cur ri iom-fhillteachd structarail iomlan agus a’ toirt buaidh air feartan leithid leudachadh teirmeach agus teannachadh.

Tha sreathan iomall-a’ roinneadh octahedra a’ leudachadh co-shìnte ris a’ phlèana (100), crois- ceangailte leis an tetrahedra SiO₄ iomallach. Bidh am feart sreathach seo gu sònraichte cudromach fo chuideam gnìomhaichte, leis gu bheil e a’ cruthachadh phlèanaichean sliochd a dh’ fhaodadh a bhith a’ toirt buaidh air feartan meacanaigeach agus seismic olivine ann an culaidh na Talmhainn.

Tha structar criostal Olivine a’ gabhail a-steach fuasgladh cruaidh leantainneach eadar ball forsterite deireadh magnesium (Mg₂SiO₄) agus an ceann iarainn-ball fayalite (Fe₂SiO₄). Tha an eadar-mheasadh iomlan seo ann leis gu bheil Mg²⁺ (radius ionic ~ 0.72 Å) agus Fe²⁺ (radius ionic ~ 0.77 Å) eadar-dhealaichte ann am meud le dìreach mu 7%, a’ leigeil leotha a dhol an àite gu saor gun a bhith a ’dèanamh atharrachadh mòr air an structar criostail.

Tha cumaidhean air an cur an cèill gu gnàthach mar cheudadan molar, leithid Fo₇₀Fa₃₀ (no dìreach Fo₇₀), a’ nochdadh 70% forsterite agus 30% fayalite. Bidh olivines nàdurrach bho chreagan mafic mar as trice a’ dol bho Fo₅₀ gu Fo₉₀, agus tha olivines mantle mar as trice nas magnesianach, le sgrìobhaidhean timcheall Fo₈₈ gu Fo₉₂.

Bidh na crìochan glùine ag àrdachadh cha mhòr a rèir susbaint iarainn. Mar a bhios Fe²⁺ a’ dol an àite Mg²⁺, bidh cealla an aonaid a’ leudachadh leis gu bheil meud an iarainn nas motha a’ putadh dadaman beagan nas fhaide bho chèile. Tha an dàimh seo cho ro-innseach gum faodar tomhasan cealla aonad a chleachdadh gus co-dhèanamh olivine a dhearbhadh le mionaideachd reusanta.

A bharrachd air a’ phrìomh ionadachadh Mg-Fe, faodaidh structar ollaidh a bhith a’ toirt a-steach beagan de chataidean eile. Bidh cailcium a 'dol a-steach don structar ann an àireamhan cuingealaichte, is fheàrr leis an làrach M2. Faodaidh manganese (ann an tephroite, Mn₂SiO₄) magnesium no iarann a chuir an àite gu tur. Faodaidh tomhasan de nicil, cromium, agus eadhon iarann fiodha (Fe³⁺) a dhol a-steach do na làraich octahedral, ach ann an cuibhreannan nas lugha.

Tha structar olivine fhathast seasmhach a-mhàin fo chumhachan cuideam agus teòthachd sònraichte. Mar a bhios doimhneachd a 'dol am meud taobh a-staigh na Talmhainn, bidh an rèiteachadh olivine a' fàs mì-fhàbharach gu lùthmhor agus ag atharrachadh gu bhith na polymorphs nas dùmhail le diofar structaran criostail.

Aig doimhneachd timcheall air 410 km (a rèir cuideam timcheall air 14 GPa), bidh olivine a’ dol tro ghluasad ìre exothermic gu wadsleyite. Tha an cruth-atharrachadh seo a’ toirt a-steach ath-rèiteachadh structarail cudromach far am bi an sublattice ocsaidean a’ gluasad bho bhith a’ pacadh faisg air sia-thaobhach a dh’ ionnsaigh rèiteachadh nas ciùbach. Bidh Wadsleyite a’ cumail a’ cho-chothromachd orthorhombic ach a’ gabhail ri structar coltach ri spinel atharraichte le cuid de dadaman sileaconach ann an co-òrdanachadh octahedral.

Nas doimhne ann an culaidh na Talmhainn, aig doimhneachd timcheall air 520 km (18-20 GPa), bidh wadsleyite ag atharrachadh gu ringwoodite, a bhios a’ gabhail ri structar spinel ciùbach. Ann an ringwoodite, tha a h-uile silicon ann an làraich ochd-chasach seach suidheachaidhean tetrahedral. Bidh na h-eadar-ghluasadan ìre seo ag adhbhrachadh àrdachadh obann ann an dùmhlachd a bhios seismologists a’ lorg mar neo-leantalachd ann an luaths tonn seismeach.

Tha an cuideam aig a bheil na h-eadar-ghluasadan sin an urra ri teòthachd agus co-dhèanamh. Bidh olivine beairteach iarainn ag atharrachadh aig cuideaman nas ìsle na gnèithean beairteach magnesium. Aig 800 ceum, bidh forsterite fìor-ghlan ag atharrachadh gu wadsleyite aig 11.8 GPa, fhad ‘s a tha an gluasad wadsleyite gu-ringwoodite a’ tachairt os cionn 14 GPa. Bidh an deireadh iarainn-ball fayalite a’ leum thairis air an structar wadsleyite gu tur agus ag atharrachadh gu dìreach gu ahrensite (iarann-le ringwoodite analog) aig cuideaman nas ìsle.

olivine crystal structure

Bidh an structar olivine a’ freagairt gu anisotropic ri cuideam gnìomhaichte-treòrachadh criostalach eadar-dhealaichte a’ teannachadh aig ìrean eadar-dhealaichte. Bidh an M2 octahedron a’ teannachadh nas fhasa na an octahedron M1 thairis air a h-uile sgrìobhadh bho forsterite gu fayalite. Tha an teannachadh eadar-dhealaichte seo a’ tachairt leis gu bheil meud tùsail nas motha aig làrach M2 agus barrachd sùbailteachd anns an rèiteachadh ceangail aige.

Tha sgrùdaidhean aon{0}}criostail X-gatha suas gu 8 GPa a’ nochdadh gu bheil faid banna M2-O a’ giorrachadh nas luaithe na bannan M1-O fo chuideam. Bidh an octahedron M1 a’ fàs gu ìre nas lugha de dhlùthadh le susbaint iarann a tha a’ sìor fhàs, a tha gu paradocsaigeach ag adhbhrachadh gum bi am modulus mòr (an aghaidh teannachadh iomlan) ag àrdachadh beagan bho forsterite gu fayalite - toradh an-aghaidh intuitive an toiseach leis gu bheil iarann nas truime na magnesium.

Bidh teòthachd a 'toirt buaidh eadar-dhealaichte air an structar. Tha teasachadh ag adhbhrachadh gun leudaich an aonad cealla, leis an axis b-a’ sealltainn an co-èifeachd leudachaidh teirmeach as motha. Tha sgrùdaidhean teodhachd àrd air forsterite suas gu 900 ceum a’ sealltainn gu bheil faid banna M-O ag èirigh gu riaghailteach, ach tha an topology structarail bunaiteach fhathast gun atharrachadh gus an tig an teòthachd leaghaidh.

Tha an tetrahedra SiO₄ gu math teann an taca ris a’ mheatailt -oxygen octahedra. Si-Chan eil ach glè bheag de dh'fhaid banna O ag atharrachadh le cuideam no teòthachd air sgàth caractar làidir covalent a' cheangail Si-O. Tha a’ mhòr-chuid de shùbailteachd structarail a’ tighinn bho atharrachaidhean ann am faid banna M-O agus na ceàrnan eadar polyhedra seach a bhith a’ teannachadh nam polyhedra fhèin.

Tha frèam structarail olivine a’ lorg cleachdadh teicneòlach cudromach ann anbataraidhean lithium-iarann phosphate(LiFePO₄ no LFP). Air a lorg mar stuth catod ann an 1996, tha lithium iarann phosphate a’ gabhail ris an aon sheòrsa structar olivine bunaiteach ris an olivine mèinnearach, ach le buidhnean fosfáit a’ dol an àite an tetrahedra silicate aonaranach.

Ann an LiFePO₄, tha an structar a’ cumail suas co-chothromachd orthorhombic (buidheann fànais Pnma/Pbnm) le paramadairean lattice a=6.008 Å, b=10.334 Å, agus c=4.693 Å. Bidh dadaman iarainn ann an làraich ochd-chasach (a’ cruthachadh FeO₆ octahedra), fhad ‘s a tha dadaman fosfair nan suidhe ann an làraich tetrahedral (a’ cruthachadh PO₄ tetrahedra), coltach ri mar a bhios dadaman meatailt agus sileaconach a’ rèiteachadh ann an olivine mèinnearach.

Tha am prìomh eadar-dhealachadh anns na lithium cations a bharrachd. Bidh ions lithium a’ fuireach ann an seanalan octahedral taobh a-staigh an structair, air an rèiteachadh ann am pàtran zigzag. Nuair a bhios tu a’ cur cosgais agus a’ sgaoileadh bataraidh, faodar ions lithium a thoirt a-mach à bith agus a chuir a-steach do na seanailean sin gun a bhith a’ tuiteam às a’ fhrèam olivine bunaiteach. Bidh an iarann a’ dol tro rothaireachd redox eadar Fe²⁺ agus Fe³⁺ gus cothromachadh cosgais a chumail suas mar a bhios lithium a’ gluasad a-steach agus a-mach.

Tha an seasmhachd structarail seo-le sealbhachadh bhon ailtireachd olivine làidir-a’ toirt feartan sàbhailteachd sònraichte dha bataraidhean LiFePO₄ agus beatha rothaireachd fada. Tha na bannan covalent P-O làidir anns an tetrahedra fosfáit a’ cur an aghaidh sgaoileadh ocsaidean, a’ cur casg air na h-ath-bhualaidhean teas-ruith a tha a’ plàigh cuid de cheimigean bataraidh lithium- eile. Faodaidh bataraidhean LFP malairteach còrr air 3,000 cuairtean cosgais a choileanadh fhad ‘s a chumas iad an comas.

Tha an structar olivine a’ cur aon chuingealachadh an sàs: feumaidh ions lithium a bhith air an sgaoileadh tro aon - sianalan meudach air na tuaghan criostalach seach a bhith a’ gluasad gu saor ann an trì tomhasan. Tha seo a’ cuingealachadh seoltachd ionic agus comas reata. Bidh luchd-rannsachaidh a’ dèiligeadh ri seo tro nanostructuring (a’ lughdachadh meud nam mìrean gus slighean sgaoilidh a ghiorrachadh) agus còmhdach gualain (a’ leasachadh seoltachd dealanach). Bidh dreachan atharraichte mar fosfáit iarann lithium manganese (LMFP) a’ cumail suas an structar olivine fhad ‘s a tha iad a’ cur beagan iarann an àite manganese gus bholtachd obrachaidh àrdachadh.

Tha tuigse ùr-nodha air structar olivine a’ tighinn gu ìre mhòr bho dhòighean sgaraidh X-ray. Dhearbh Uilleam Lawrence Bragg agus GB Brown structar criostal forsterite an toiseach ann an 1926 a’ cleachdadh dòighean criostalaidheachd X- tràth. Stèidhich an obair aca olivine mar a bha e air a dhèanamh suas de SiO₄ tetrahedra iomallach- sealladh bunaiteach airson mèinnearachd silicate.

Tha eadar-dhealachadh aon-chriostail X-fhathast mar an ìre òir airson dearbhadh structarail mionaideach. Tha criostal beag olivine (mar as trice 0.1{{{{{}}0.5 mm) air a chuir suas air goniometer agus air a cuairteachadh tro ghiùlan X-ray. Anns a’ phàtran sgaraidh a thig às a sin tha mìltean de mheòrachadh fa leth, gach fear a’ riochdachadh seata eadar-dhealaichte de phlèanaichean criostalach. Bidh bathar-bog sòlaimte ag ùrachadh suidheachadh atamach, paramadairean teirmeach, agus seilbh làraich gus a bhith co-ionnan ris an dian eadar-dhealachadh a chaidh fhaicinn.

Tha eadar-dhealachadh neutron a’ toirt seachad fiosrachadh co-phàirteach, gu sònraichte luachmhor airson a bhith a’ lorg dadaman haidridean (ann an ìrean uisgeach) agus a’ dèanamh eadar-dhealachadh eadar eileamaidean le cunntasan dealanach coltach ri magnesium agus alùmanum. Feumaidh deuchainnean neutron criostalan nas motha agus goireasan sònraichte le stòran neutron, ach tha iad a’ tabhann mionaideachd nas fheàrr airson a bhith a’ dearbhadh structaran magnetach agus cuid de shuidheachadh eileamaid solais.

Bidh microscopy dealanach tar-chuir (TEM) a’ sgrùdadh structar olivine aig an nanoscale, a’ nochdadh uireasbhaidhean, crìochan fearainn, agus atharrachaidhean ionadail nach fhaicear do dhòighean sgaraidh. Àrd-rùn Is urrainn do TEM ìomhaighean a dhèanamh de cholbhan atamach fa-leth, a’ toirt sealladh dìreach air rèiteachadh nan dadaman. Bidh seo gu sònraichte cumhachdach nuair a bhios tu a’ sgrùdadh sampaill deformed no eadar-ghluasadan ìre far a bheil an structar ag atharrachadh thar astaran beaga.

Bidh Raman agus speactroscopaidh infridhearg a’ sgrùdadh structar olivine tro mhodhan crith. Tha ceithir modhan crathaidh bunaiteach aig an tetrahedron SiO₄, agus tha na triceadan aca an urra ri neart ceangail Si-O agus an àrainneachd structarail mun cuairt. Bidh co-sgrìobhadh a’ toirt buaidh air na triceadan crith seo ann an dòighean a ghabhas ro-innse-tha forsterite a’ nochdadh diofar stùcan speactram na fayalite a chionn ’s gu bheil bannan Fe-O nas laige na bannan Mg-O. Bidh na dòighean speactroscopach seo ag obair gu neo- gu millteach agus faodaidh iad sampallan beaga no in-ghabhail a chomharrachadh.

Bidh an rèiteachadh criostalach a’ cumail smachd dìreach air feartan faicsinneach olivine. Mar as trice bidh am mèinnear a’ nochdadh uaine olive leis gu bheil ions Fe²⁺ ann an co-òrdanachadh octahedral a’ gabhail a-steach solas ann an tonnan sònraichte, a’ sgaoileadh uaine. Tha forsterite fìor-ghlan gun dath gu buidhe bàn-uaine, agus tha cumaidhean beairteach iarainn a’ nochdadh nas dorcha uaine gu donn-dubh.

Tha Olivine a’ nochdadh bristeadh conchoidal seach sgoltadh oir tha am frèam trì-thaobhach de tetrahedra iomallach ceangailte ri octahedra a’ cruthachadh bannan a cheart cho làidir anns gach taobh. Chan eil plèanaichean lag anns an structar a tha coltach ris na structaran duilleag ann am micas no silicates còmhdach. Nuair a bhios olivine a 'briseadh, bidh e a' briseadh gu neo-riaghailteach air feadh an structair seach a bhith a 'sgoltadh air plèanaichean criostalach sònraichte.

Tha an co-chothromachd orthorhombic a’ cruthachadh feartan anisotropic-bidh feartan corporra ag atharrachadh a rèir stiùireadh criostalach. Tha astaran tonn seismic eadar-dhealaichte a rèir stiùir iomadachaidh an coimeas ris na tuaghan criostail. Tha an treòrachadh luaths a' freagairt ris an axis a-, an luaths meadhanach dhan axis c-agus an t-astar slaodach dhan axis b. Bidh an anisotropy seismic seo ann an olivine culaidh a’ cuideachadh le geo-fhiosaichean a bhith a’ mìneachadh stiùir agus meud sruthadh culaidh.

Tha cruas (6.5 -7 air sgèile Mohs) agus dùmhlachd (3.27 - 3.37 g / cm³ airson forsterite, 4.39 g / cm³ airson fayalite) an dà chuid co-cheangailte ri pacadh teann an structair agus neart bannan meatailt-ogsaidean. Tha am frèam ocsaidean nas dùmhail agus astaran meatailt-ogsaidean nas giorra anns an structar olivine a’ cruthachadh mèinnear cruaidh, dùmhail a tha an aghaidh sìdeadh ceimigeach fo chumhachan domhainn na Talmhainn.

olivine crystal structure

Ann an criostalan fìor olivine tha neo-fhoirfeachdan structarail a bheir buaidh mhòr air an giùlan. Tha lochdan puing a’ toirt a-steach beàrnan (adamaichean a tha a dhìth), eadar-roinnean (ataman a bharrachd air am brùthadh a-steach do shuidheachaidhean àbhaisteach), agus uireasbhaidhean ionaid (ataman ceàrr air làraich àbhaisteach). Bidh na h-uireasbhaidhean sin, ged a tha iad tearc, a’ cumail smachd air ìrean sgaoilidh agus giùlan dealain le bhith a’ cruthachadh slighean airson gluasad ianach.

Dislocations-lochdan loidhne far a bheil an rèiteachadh criostalagrafach cunbhalach a' briseadh sìos-bunasach air feartan meacanaigeach olivine. Tha èaladh gluasaid (gluasad nan lochdan loidhne sin tron chriostail) a’ riochdachadh prìomh uidheamachd deformachaidh ann an olivine culaidh fo raointean-ama geòlais. Bidh na siostaman sleamhnachaidh sònraichte (planaichean criostalach agus stiùireadh gluasad gluasad) a’ dearbhadh mar a bhios gràinean olivine a’ deformachadh agus a’ leasachadh an treòrachadh criostalach as fheàrr leotha.

Bidh lochdan leudaichte leithid crìochan gràin agus crìochan càraid a 'cruthachadh eadar-aghaidh far a bheil an structar criostail a' gluasad bho aon taobh gu taobh eile. Bidh na crìochan sin a’ toirt buaidh air neart meacanaigeach agus a’ toirt seachad slighean sgaoilidh luath airson atharrachadh ceimigeach. Crìochan fo-ghràin-ìosal-crìochan ceàrn air an dèanamh suas de shreathan de dh'iomartachadh-leasachadh ann an olivine deformed agus clàraich eachdraidh an deformachaidh.

Aig uachdar na Talmhainn, bidh aimsir olivine gu luath a dh'aindeoin a structar làidir. Faodaidh moileciuilean uisge a dhol a-steach air lochdan agus crìochan gràin, ag ath-fhreagairt leis an fhrèam olivine. Is e serpentine an toradh atharrachaidh as cumanta, air a chruthachadh nuair a chuireas moileciuilean uisge a-steach don structar: 2Mg₂SiO₄ + 3H₂O → Mg₃Si₂O₅(OH) ₄ + Mg(OH)₂. Bidh an ath-bhualadh seo a ’leudachadh an tomhas tùsail le 30-40% agus a’ sgrios an structar olivine tùsail, a ’toirt a-steach sreathan de dhuilleagan silicate.

Tha toraidhean atharrachaidh eile a’ toirt a-steach iddingsite (measgachadh grinn de ocsaidean iarainn agus mèinnirean crèadha) agus bobhlaireachd (iarann hydradach-le silicates). Bidh na pròiseasan atharrachaidh sin a’ dol air adhart nas luaithe air sgàinidhean agus oirean criostal far am faigh uisge cothrom air an structar nas fhasa. Faodaidh ath-chur pseudomorphic iomlan tachairt, far a bheil stuth atharraichte a’ cumail an cumadh criostal a-muigh fhad ‘s a bhios an structar a-staigh ag atharrachadh gu tur gu mèinnirean àrd-sgoile.

Dè a tha a’ dèanamh structar olivine eadar-dhealaichte bho mhèinnirean silicate eile?

Tha tetrahedra SiO₄ iomallach ann an Olivine nach bi a’ roinn dadaman ocsaidean ri chèile, ga mhìneachadh mar nesosilicate. Tha seo eadar-dhealaichte le silicates slabhraidh (mar pyroxenes), silicates duilleag (mar micas), agus silicates frèam (mar èiteag) far a bheil tetrahedra a’ roinn ocsaidean gus structaran leudaichte a chruthachadh. Tha an tetrahedra iomallach a’ cruthachadh lìonra dùmhail trì-thaobhach air a chumail còmhla le bannan ocsaidean meatailt.

Carson a tha dà làrach meatailt eadar-dhealaichte aig olivine (M1 agus M2)?

Tha an co-chothromachd orthorhombic agus an rèiteachadh pacaidh sònraichte de dadaman ocsaidean a’ cruthachadh dà shuidheachadh ochd-chriostail eadar-dhealaichte le meudan agus saobhadh beagan eadar-dhealaichte. Tha M1 na shuidhe air ionad tionndaidh agus tha e nas lugha agus nas sgiorraichte, fhad ‘s a tha M2 na laighe air plèana sgàthan agus tha e nas motha agus nas cunbhalaiche. Tha an t-eadar-dhealachadh seo a’ toirt buaidh air dè na cations as fheàrr leotha dè na làraich agus a bhios a’ cumail smachd air feartan fiosaigeach an stuth.

Ciamar a tha co-dhèanamh a 'toirt buaidh air structar criostail olivine?

Mar a bhios iarann an àite magnesium thairis air an t-sreath fayalite forsterite, bidh an cealla aonad a’ leudachadh gu co-ionnan leis gu bheil Fe²⁺ nas motha na Mg²⁺. Tha an topology structarail bunaiteach fhathast gun atharrachadh-an aon bhuidheann fànais, na h-aon shuidheachaidhean atamach, na h-aon àrainneachdan co-òrdanachaidh. Bidh faid bannan ag àrdachadh beagan, ach tha rèiteachadh nan dadaman a’ fuireach gu bunaiteach coltach. Leigidh seo le fuasgladh cruaidh iomlan eadar na buill dheireannaich.

An gabh structar olivine uisge no luaineach eile?

Ann an structar olivine àbhaisteach chan eil buidhnean hydroxyl no uisge moileciuil ann. Ach, faodaidh suimean lorg de hydrogen a thoirt a-steach mar lochdan puing- gu h-àbhaisteach mar bhuidhnean OH a’ cur an àite dadaman ocsaidean no a’ fuireach ann an làraich a tha falamh mar as trice. Tha na susbaint "uisge" seo fhathast glè ìosal (mar as trice<50 ppm by weight), but even trace hydrogen significantly affects electrical conductivity and diffusion rates. Water content increases with pressure, making transition zone olivine polymorphs potentially important water reservoirs in Earth's deep interior.

Tha structar criostal olivine a’ nochdadh na feartan bunaiteach a leanas:

Siostam criostal: Orthorhombic le buidheann fànais Pbnm (no Pnma ann an suidheachadh eile)

Parameters Lattice:

Forsterite: a ≈ 4.75 Å, b ≈ 10.20 Å, c ≈ 5.98 Å

Fayalite: a ≈ 4.82 Å, b ≈ 10.48 Å, c ≈ 6.09 Å

Blocaichean Togail: SiO₄ tetrahedra iomallach ceangailte tro mheatailt-octahedra ocsaidean (MO₆)

Làraichean meatailt: Dà làrach octahedral sònraichte (M1 agus M2) le diofar mheudan agus saobhadh

Suidheachaidhean ocsaidean: Trì làraich ocsaidean a tha eadar-dhealaichte criostalach anns an aonad neo-chunbhalach

Seòrsa structarail: Dùin sia-thaobhach-làn raon ocsaidean le cations ann am beàrnan tetrahedral agus octahedral

Seòrsachadh: Nesosilicate (orthosilicate) mar thoradh air aonadan tetrahedral iomallach

Co-òrdanachadh: Si ann an co-òrdanachadh 4 (tetrahedral), M cations ann an co-òrdanachadh 6 (octahedral)

Tha am frèam structarail seo air leth làidir, a’ cumail suas seasmhachd thar raointean sgrìobhaidh farsaing ann an àrainneachdan geòlais agus aig an aon àm a’ toirt seachad bunait airson stuthan bataraidh adhartach ann an tagraidhean teicneòlach. Tha an co-mheasgachadh de structar olivine de cheanglaichean làidir covalent Si-O le co-òrdanachadh sùbailte meatailt-ocsaidean ga fhàgail mar aon de na structaran mèinnearach as cudromaiche agus as ioma-chruthach air an Talamh.