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    地幔超高压条件下镍黄铁矿的一种新结构相——菱面体相: 辽宁金刚石包体的镍黄铁矿晶体结构

    刘惠芳 李国武 陆琦 施倪承 汤中道 肖平

    刘惠芳, 李国武, 陆琦, 施倪承, 汤中道, 肖平, 2012. 地幔超高压条件下镍黄铁矿的一种新结构相——菱面体相: 辽宁金刚石包体的镍黄铁矿晶体结构. 地球科学, 37(3): 501-506. doi: 10.3799/dqkx.2012.056
    引用本文: 刘惠芳, 李国武, 陆琦, 施倪承, 汤中道, 肖平, 2012. 地幔超高压条件下镍黄铁矿的一种新结构相——菱面体相: 辽宁金刚石包体的镍黄铁矿晶体结构. 地球科学, 37(3): 501-506. doi: 10.3799/dqkx.2012.056
    LIU Hui-fang, LI Guo-wu, LU Qi, SHI Ni-cheng, TANG Zhong-dao, XIAO Ping, 2012. Rhombohedral Structure: A New Phase of Pentlandite in Diamond Inclusion from Liaoning, China. Earth Science, 37(3): 501-506. doi: 10.3799/dqkx.2012.056
    Citation: LIU Hui-fang, LI Guo-wu, LU Qi, SHI Ni-cheng, TANG Zhong-dao, XIAO Ping, 2012. Rhombohedral Structure: A New Phase of Pentlandite in Diamond Inclusion from Liaoning, China. Earth Science, 37(3): 501-506. doi: 10.3799/dqkx.2012.056

    地幔超高压条件下镍黄铁矿的一种新结构相——菱面体相: 辽宁金刚石包体的镍黄铁矿晶体结构

    doi: 10.3799/dqkx.2012.056
    基金项目: 

    国家自然科学基金项目 40872043

    国家自然科学基金项目 49772095

    详细信息
      作者简介:

      刘惠芳(1957-), 女, 主要从事矿物岩石检测与研究.E-mail: liuhuifang@cug.edu.cn

    • 中图分类号: P585

    Rhombohedral Structure: A New Phase of Pentlandite in Diamond Inclusion from Liaoning, China

    • 摘要: 从金刚石中获取的包体矿物经电子探针分析其成分与镍黄铁矿相同, 该包体矿物晶体形态完好, 外形为三(六)方对称.用CCD单晶衍射仪对该矿物进行了单晶德拜衍射, 得到的39个衍射峰, 经粉末法指标化程序判别和计算, 这些衍射峰分别属于两种结构的镍黄铁矿的衍射峰: 一套为菱面体结构(六方定向)镍黄铁矿的衍射; 另一套属于立方结构的镍黄铁矿结构的衍射.菱面体结构镍黄铁矿的晶胞参数: a=0.690 62 nm, c=1.720 95 nm, V=0.710 85 nm3(六方定向); aR=0.698 61 nm, α=59.244 5°, V=0.236 95 nm3(菱面体定向).菱面体结构的衍射表明该镍黄铁矿在地幔超高压环境中形成, 出现立方结构的衍射, 反映了金刚石破碎后, 该镍黄铁矿包体在常压下相变的结果.

       

    • 图  1  金刚石中镍黄铁矿包体的形态(电子显微镜照片)

      a.镍黄铁矿呈三(六)方对称自形粒状;b.镍黄铁矿产出于金刚石原生孔隙中,尚附着在金刚石上;c.附着在金刚石碎片上的镍黄铁矿产出形态

      Fig.  1.  Micrograph (SEM) of pentlandite in diamond inclusion

      图  2  镍黄铁矿立方结构和菱面体结构的衍射特征

      a.立方结构镍黄铁矿(111) 衍射和菱面体结构(003)、(101)衍射;b.立方结构镍黄铁矿(220) 衍射和菱面体结构(104)、(110)、(111)衍射;c.立方结构镍黄铁矿(331) 衍射和菱面体结构(210)、(205)衍射;d.立方结构镍黄铁矿(511) 衍射和菱面体结构(009)、(303)衍射

      Fig.  2.  Diffraction peaks of cubic structure and diffraction peaks of rhombohedral structure for pentlandite

      图  3  氯化钠型结构向菱形结构转变示意

      a.常压下氯化钠型结构;b.高压条件下菱形结构;大球.表示硫原子;小球.表示金属原子

      Fig.  3.  Diagram of NaCl-type structure changed to rhombohedral structur

      表  1  金刚石包体镍黄铁矿的电子探针分析结果(%)

      Table  1.   Electron microprobe analysis results of pentlandite in diamond inclusion

      Fe Ni Co S 合计 计算分子式 Ni/Fe Me/S
      1 31.06 34.18 0.44 33.17 98.85 (Ni4.50Fe4.30Co0.06)8.86S8 1.05 8.86/8
      2 30.94 34.13 0.49 34.02 99.58 (Ni4.38Fe4.18Co0.06)8.62S8 1.04 8.62/8
      3 30.09 34.64 0.48 32.91 99.12 (Ni4.60Fe4.34Co0.06)9.00S8 1.04 9/8
      4 30.66 34.84 0.50 33.36 98.24 (Ni4.56Fe4.22Co0.06)8.84S8 1.08 8.84/8
      5 30.94 34.11 0.50 32.84 98.40 (Ni4.50Fe4.30Co0.06)8.86S8 1.05 8.86/8
      6 32.04 33.52 0.51 33.31 99.38 (Ni4.54Fe4.33Co0.07)8.94S8 1.00 8.94/8
      7 31.19 34.45 0.51 32.87 99.01 (Ni4.40Fe4.42Co0.07)8.89S8 1.05 8.89/8
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      表  2  金刚石包体Ni、Fe硫化物矿物的X射线衍射数据

      Table  2.   X-ray diffraction data of Ni, Fe sulfide minerals in diamond inclusion

      菱面体结构镍黄铁矿衍射峰(本次) 立方结构镍黄铁矿衍射峰(本次) 镍黄铁矿立方PDF 30-657
      hkl 计算d(nm) 实验d(nm) Int* hkl d(nm) Int hkl d(nm) Int
      111 0.5675 30 111 0.5794 29
      003 0.573 65 0.561 30 s
      101 0.564 94 0.543 30 m
      200 0.510 7 16 200 0.501 8 6
      102 0.491 11 0.493 00 s
      220 0.354 7 8 220 0.354 8 6
      104 0.349 26 0.349 20 m
      110 0.345 31 0.341 70 m
      111 0.338 56 0.339 40 m
      311 0.300 1 91 311 0.302 6 98
      222 0.289 9 8 222 0.289 7 29
      006 0.286 83 0.286 29 w
      202 0.282 47 0.282 74 w
      203 0.265 18 0.266 30 w
      106 0.258 62 0.259 60 w
      400 0.250 97 7 400 0.250 89 5
      331 0.227 66 8 331 0.230 31 16
      210 0.226 06 0.224 93 w
      205 0.225 74 0.223 22 m 420 0.223 22 4 420 0.224 47 3
      422 0.205 40 5 422 0.204 92 2
      511 0.192 10 30 511 0.193 18 34
      009 0.191 22 0.191 39 s
      303 0.188 32 0.188 80 m
      440 0.175 83 100 440 0.177 43 100
      220 0.172 65 0.173 19 w
      305 0.172 51 0.171 76 w
      221 0.171 79 0.171 33 w
      531 0.169 80 15 531 0.169 67 4
      600 0.166 80 5 600 0.167 27 1
      312 0.162 88 0.163 28 w
      209 0.161 10 0.161 14 m
      313 0.159 35 0.158 69 w
      620 0.157 14 3 620 0.158 69 1
      218 0.155 84 0.155 85 w
      533 0.153 11 22 533 0.153 09 8
      622 0.150 58 20 622 0.151 32 8
      444 0.143 96 5 444 0.144 88 1
      0012 0.143 41 0.142 60 m
      404 0.141 24 0.141 54 m
      注:Int*:衍射峰相对强度;s.强;m.中;w.弱.
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    出版历程
    • 收稿日期:  2011-03-25
    • 网络出版日期:  2021-11-09
    • 刊出日期:  2012-05-01

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