Tridymit ist ein Hochtemperatur- Polymorph des Siliciumdioxids und kommt üblicherweise als winzige, tafelförmige , weiße oder farblose, pseudohexagonale Kristalle oder Schuppen in Hohlräumen felsischer Vulkanite vor . Seine chemische Formel lautet Si₂O₅ . Tridymit wurde erstmals 1868 beschrieben; der Typusfundort liegt in Hidalgo, Mexiko . Der Name leitet sich vom griechischen Wort „tridymos“ für Triplett ab, da Tridymit häufig als verzwillingte Kristalltrillinge [ 2 ] (Zusammensetzungskristalle aus drei verzwillingten Kristallkomponenten) auftritt .

Struktur

Kristallstruktur von α-Tridymit
β-Tridymit

Tridymit kann in sieben kristallinen Formen vorkommen. Zwei der häufigsten unter Normaldruck sind α- und β-Tridymit. Die α-Tridymit-Phase ist bei erhöhten Temperaturen (über 870 °C) begünstigt und wandelt sich bei 1470 °C in β- Cristobalit um. [ 4 ] [ 5 ] Tridymit bildet sich jedoch üblicherweise nicht aus reinem β-Quarz; hierfür müssen Spuren bestimmter Verbindungen hinzugefügt werden. [ 6 ] Andernfalls wird der β-Quarz-Tridymit-Übergang übersprungen, und β-Quarz wandelt sich bei 1050 °C direkt in Cristobalit um, ohne dass die Tridymit-Phase auftritt.

Kristallphasen von Tridymit [ 5 ]
NameSymmetrieWeltraumgruppeTemperatur (°C)
HP (β)SechseckigP 6 3 /mmc460
LHPSechseckigP 6 3 22400
OC (α)OrthorhombischC 222 1220
BetriebssystemOrthorhombisch100–200
OPOrthorhombischP 2 1 2 1 2 1155
MCMonoklinCc22
MXMonoklinC122

In der Tabelle stehen M, O, H, C, P, L und S für monoklin , orthorhombisch , hexagonal , zentriert, primitiv, Tieftemperaturphase und Überstrukturphase. T bezeichnet die Temperatur, bei der die jeweilige Phase relativ stabil ist. Die Phasenumwandlungen sind jedoch komplex und probenabhängig, und alle diese Formen können unter Umgebungsbedingungen koexistieren. [ 5 ] Mineralogische Handbücher ordnen Tridymit oft willkürlich dem triklinen Kristallsystem zu, verwenden aber aufgrund der hexagonalen Kristallform hexagonale Miller-Indizes (siehe Abbildung). [ 2 ]

PT-Diagramm für SiO₂

Mars

Im Dezember 2015 gab das Team des Mars Science Laboratory der NASA die Entdeckung großer Mengen Tridymit im Marias Pass am Hang des Aeolis Mons , besser bekannt als Mount Sharp, auf dem Mars bekannt . [ 7 ] Diese Entdeckung war unerwartet, da das Mineral auf der Erde selten ist und es in der Fundregion offenbar keine vulkanische Aktivität gab. Zum Zeitpunkt der Entdeckung gab es keine Erklärung für seine Entstehung. Die Entdeckung war ein glücklicher Zufall: Zwei Teams, die für zwei verschiedene Instrumente des Rovers Curiosity verantwortlich waren , meldeten jeweils für sich genommen relativ uninteressante Ergebnisse: Das ChemCam- Team berichtete von einer Region mit hohem Siliziumdioxidgehalt, während das DAN- Team hohe Neutronenwerte in demselben Gebiet feststellte. Ohne eine günstige Mars- Konjunktion im Juli 2015, bei der die verschiedenen internationalen Teams die Ruhepause nutzten, um sich in Paris zu treffen und ihre wissenschaftlichen Ergebnisse zu diskutieren, hätten die beiden Teams nichts von den Ergebnissen des jeweils anderen gewusst.

Die hohen Neutronenmesswerte von DAN wären normalerweise als Hinweis auf einen hohen Wasserstoffgehalt in der Region interpretiert worden, und die hohen Siliziumdioxid-Messwerte von ChemCam waren angesichts der weit verbreiteten siliziumdioxidreichen Ablagerungen auf dem Mars nicht überraschend. Zusammengenommen machten die Ergebnisse jedoch deutlich, dass weitere Untersuchungen der Region notwendig waren. Nach der Konjunktion steuerte die NASA den Rover Curiosity zurück zu dem Gebiet, in dem die Messungen durchgeführt worden waren, und entdeckte dort große Mengen an Tridymit. Wie diese entstanden waren, war im Dezember 2015 noch unbekannt. [ 8 ]

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ Warr, LN (2021). „IMA–CNMNC-genehmigte Mineraliensymbole“ . Mineralogical Magazine . 85 (3): 291–320 . Bibcode : 2021MinM...85..291W . doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616 .
  2. ^ a b c Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C. (Hrsg.). „Tridymit“. Handbuch der Mineralogie (PDF) . Band III (Halogenide, Hydroxide, Oxide). Chantilly, VA, USA: Mineralogical Society of America. ISBN 0-9622097-2-4Abgerufen am 5. Dezember 2011 .
  3. ^ Mindat
  4. ^ Kuniaki Kihara; Matsumoto T.; Imamura M. (1986). „Strukturelle Veränderung von orthorhombischem I-Tridymit mit der Temperatur: Eine Studie basierend auf thermischen Vibrationsparametern zweiter Ordnung“. Zeitschrift für Kristallographie . 177 ( 1– 2): 27– 38. Bibcode : 1986ZK....177...27K . doi : 10.1524/zkri.1986.177.1-2.27 .
  5. ^ a b c William Alexander Deer; RA Howie; WS Wise (2004). Gesteinsbildende Minerale: Gerüstsilikate: Kieselminerale, Feldspatoide und Zeolithe . Geological Society. S. 22. ISBN 978-1-86239-144-4Abgerufen am 2. Januar 2012 .
  6. ^ Heaney, PJ (1994). „Struktur und Chemie der Niederdruck-Siliciumdioxid-Polymorphe“. Reviews in Mineralogy . 29 .
  7. ^ Chang, Kenneth (17. Dezember 2015). „Mars-Rover entdeckt sich verändernde Gesteine ​​und überrascht Wissenschaftler“ . New York Times . Abgerufen am 22. Dezember 2015 .
  8. ^ Lakdawalla, Emily (18. Dezember 2015). „Kuriositäten aus der AGU: Der glückliche Fund eines rätselhaften Minerals auf dem Mars und eine Lücke in der Geschichte des Gale-Teleskops“ . The Planetary Society . Abgerufen am 21. Dezember 2015 .