几种典型陨石中矿物相的晶体结构研究

论文摘要

NWA5508陨石为CV3类碳质球粒陨石,陨石内包含大量的球粒、难熔包体和蠕变橄榄石集合体。吉木乃陨石（Jeminay）为八面体铁陨石,其内部含有包裹体和维斯台登构造,但在国际陨石数据库中尚无详细记录。本文利用四圆单晶X射线衍射仪对NWA5508陨石和吉木乃陨石中单晶颗粒矿物相的晶体结构进行了研究,并结合扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱等分析手段进行了物相确认和微观组织分析。首先,利用扫描电镜在NWA5508陨石中包含的球粒、橄榄石和蠕变橄榄石集合体的元素分布,结合ICP荧光分析等其他手段确定其所含矿物相有:橄榄石、顽火辉石、陨硫铁、长石、陨磷铁、磁铁矿和镍铁矿。发现了铁镍原子比例为3:5的镍铁矿并在Rh5V3的晶体结构（空间群为Pmma）的基础上建立了Fe3Ni5新相的晶体结构。同时利用第一性原理的计算研究了各种Fe3Ni5的模型的机械稳定性、热力学稳定性和动力学稳定性。其次,观察金相组织发现吉木乃铁陨石有着十分规则有序的维斯台登条纹构造,通过粉末XRD测试并结合透射电镜对铁纹石和镍纹石的晶体结构进行了分析。通过铁纹石带宽和元素变化规律分析其形成条件和母体信息。实验结果表明镍纹石横截面上镍元素呈“M”状规律变化,冷却速率在502000℃/Ma之间,母体半径较小。包裹体的主要成分为橄榄石,还有少量的铬铁矿。维斯台登构造区域之外发现了化学成分为Fe83.63Co2.43Ni13.88和Fe83.79Co2.19Ni14.04的化合物。最后,利用四圆单晶X射线衍射仪对NWA5508陨石和吉木乃陨石的橄榄石包裹体进行结构测试分析,在NWA5508陨石样品中包含常压相橄榄石化学分子式为Mg1.99Fe0.01SiO4。在吉木乃包裹体内的橄榄石颗粒化学分子式分别为(Mg0.75,Fe0.25)2SiO4和(Mg0.76,Fe0.24)2SiO4。通过晶体的原子分布可知,随着铁元素含量的增加,铁镁原子共占位置增加,铁原子和镁原子的共占比例也发生相应的改变。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 课题研究背景及意义
•   1.2 陨石的探索与发展
•     1.2.1 陨石的采集
•     1.2.2 陨石的分类简述
•   1.3 陨石的矿物学和晶体学研究
•     1.3.1 镍铁矿
•     1.3.2 橄榄石
•   1.4 本文研究目的与内容
• 第2章 实验及计算方法
•   2.1 实验样品
•   2.2 实验仪器
•     2.2.1 四圆单晶X射线衍射仪工作原理
•     2.2.2 四圆单晶X射线衍射仪的使用流程
•   2.3 实验测试与分析
•     2.3.1 显微组织和成分分析
•     2.3.2 物相分析与晶体测试
•   2.4 第一性原理计算
• 3Ni₅相晶体结构研究'>第3章 NWA5508陨石组织分析及Fe₃Ni₅相晶体结构研究
•   3.1 引言
•   3.2 实验过程与方法
•     3.2.1 实验部分
•     3.2.2 计算部分
•   3.3 实验结果与讨论
•     3.3.1 NWA5508陨石的扫描和成分分析
•     3.3.2 NWA5508陨石的拉曼光谱分析
•     3.3.3 NWA5508陨石的XRD粉末测试结果分析
• 3Ni₅相的结构模型和第一性原理计算'>    3.3.4 Fe₃Ni₅相的结构模型和第一性原理计算
•   3.4 本章小结
• 第4章 吉木乃陨石的组织分析及若干晶体相的确认
•   4.1 引言
•   4.2 实验过程与方法
•   4.3 实验结果与分析
•     4.3.1 陨石基体的成分和微观组织分析
•     4.3.2 XRD和TEM测试结果分析
•     4.3.3 吉木乃陨石中的包裹体和富镍无结构区域
•   4.4 本章小结
• 第5章 陨石中橄榄石晶体结构的研究
•   5.1 引言
•   5.2 实验过程与方法
•   5.3 实验结果与分析
•   5.4 本章小结
• 结论
• 附录
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 谢淑贤

导师: 范长增

关键词: 陨石,吉木乃陨石,橄榄石,晶体结构

来源: 燕山大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学,地质学

单位: 燕山大学

分类号: P575;P185.83

DOI: 10.27440/d.cnki.gysdu.2019.001305

总页数: 71

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