イッディングサイト

イッディングサイト

火成岩
オリビンの風化からイッディングサイトへ
構成
オリビン、粘土、フェリハイドライト

イッディングサイトは、カンラン石の変質から生じた微結晶 岩石です。通常は鉱物として研究され、残留カンラン石、粘土鉱物、酸化鉄、フェリハイドライトの混合物で構成されています。イッディングサイトの不明確な結晶構造に関する議論により、 IMAによって公式鉱物としてリストから削除されました。そのため、適切には岩石と呼ばれています。

イッディングサイトは、液体の水の存在下での玄武岩の風化によって形成され、^{斑晶として説明することができます。}つまり、斑状岩の細粒の基質に肉眼で見える結晶があります。これは、元のオリビンから絶えず変化している組成を持つ仮像であり、構造的および化学的変化の多くの段階を経て、完全に変化したイッディングサイトを形成します。

イッディングサイトは絶えず変化しているため、明確な構造や化学組成を持っていません。イッディングサイトの化学式は、MgO * Fe ₂ O ₃ * 3SiO ₂ * 4 H ₂ O ^[1]と近似されていますが、MgO は CaO に置き換えられます。イッディングサイトの地質学的発生は、地表近くのマグマの注入によって形成された噴出岩または火山岩に限られています。深部の岩石には存在せず、隕石で発見されています。火星隕石で発見されているため、火星の表面またはその近くに液体の水があったときの絶対年齢を取得するために、その年代が計算されています。

アメリカの岩石学者ジョセフ・P・イディングスにちなんで名付けられた。 ^[1]

イッディンサイトは擬似体であり、変質の過程でオリビン結晶は外部形状は維持されているものの、内部構造や化学組成が変化している。これはオリビンの変質のすべての段階に当てはまるわけではない。原子配列がゆがみ、不確定な構造が形成されるためである。イッディンサイトは、構造的および化学的変化の多くの段階を経て、元のオリビンから絶えず変化している組成を持っている。^[2]

イッディンサイトは火星隕石に含まれていることから近年研究対象となっている。イッディンサイトの形成には液体の水が必要であるため、科学者は火星に液体の水があった時期を推定することができる。 [ ^{3]隕石サンプルの} カリウムアルゴン年代測定により、火星の表面に水が存在したのは13億年前から6億5千万年前の間であることがわかった。^[3]

イッディングサイトは明確な化学組成を持たない岩石であるため、正確な組成を計算することはできません。イッディングサイトの仮想最終生成物のおおよその組成は、SiO ₂ = 16%、Al ₂ O ₃ = 8%、Fe ₂ O ₃ = 62%、H _{2 O = 14% と計算されています。オリビンの変質プロセス全体を通じて、SiO 2}、FeO、MgOが減少し、Al ₂ O ₃と H ₂ O が増加します。変質に関連する化学プロセスは、Fe ₂ O _{3の追加と MgO の除去で構成されます (Gay and Le Maitre 1961)。イッディングサイトの化学式は、MgO * Fe 2} O ₃ * 4 H ₂ Oと近似され、ここで MgO は 1:4 の比率で CaO に置き換えられます。^[4]変質過程が進むにつれて、Na2OとK2Oの微量成分もイッディングサイトに_入る。_[ 2 ^]

イッディングサイトの地質学的発生は、噴出岩または半深成岩に限られており、深部岩石には見られません。イッディングサイトは、溶岩の最終冷却中にガス、水、およびカンラン石の反応によって生成されるマグマ上鉱物です。^[4]イッディングサイトの形成は、カンラン石の元の組成に依存しません。ただし、酸化条件、水和、およびイッディングサイトが形成されるマグマが水蒸気に富んでいることに依存します。^[5]カンラン石からイッディングサイトへの変化は、低圧および中温の高度酸化環境で発生します。変化プロセスに必要な温度は、カンラン石が固化する温度以上で、構造再編成を引き起こす温度以下である必要があります。^[2]

イッディングサイトの構造は、オリビンから発生する可能性のある変質の複雑さのため、特徴づけるのが難しい。イッディングサイトは光学的に均質である傾向があり、これは何らかの構造制御があることを示す。構造再配置は、ほぼ最密充填された酸素シートの六角形の配列によって制御される。これらの酸素層は、オリビンセルの x 軸に垂直である。最密充填方向の 1 つは、オリビンセルの z 軸に平行である。オリビン内のこれらのイオン配列は、変質生成物の構造的配向を制御する。X線回折パターンにより、さまざまな変質段階で発生する可能性があるイッディングサイトの 5 つの構造タイプがあることが判明した。それらは、オリビンのような構造、ゲータイトのような構造、ヘマタイト構造、スピネル構造、およびケイ酸塩構造である。^[2]

オリビンは、空間群 Pbnm の斜方晶構造を持っています。^[6]オリビンのような構造は、変質によってもたらされた化学変化によってオリビンが分解する段階を表しています。^[2]これらの構造は、セル寸法 a = 4.8、b = 10.3、c = 6.0 Å、空間群 Pbnm、d 間隔 2.779 Å です。オリビンの軸は、a が X 軸に平行、b が Y 軸に平行、c が Z 軸に平行になるように配向されています。^[6]イッディングサイトから取得された X 線回折パターンは、真のオリビンパターンから非常に拡散したスポットのパターンまでさまざまです。これは、原子置換によって歪んだ原子配列が生じたために生じた歪んだ構造を示しています。^[2]

ゲータイトのような構造が一般的であるのは、ゲータイトがオリビンと同じ空間群にあるためです。^[6]これにより、オリビン内でゲータイトが成長し、両方の構造に共通する最密面が形成されます。^[2]ゲータイトのような構造のセル寸法は、a = 4.6、b = 10.0、c = 3.0  Åです。^[6]ゲータイトによって引き起こされる回折スポットは、材料が適切に配向されていても拡散します。これらの構造は、元のオリビンと平行に整列しており、a 軸 (ゲータイト) は a 軸 (オリビン) と平行、b 軸 (ゲータイト) は b 軸 (オリビン) と平行、c 軸 (ゲータイト) は c 軸 (オリビン) と平行です。^[6]オリビンとゲータイトの優先配向は、z 軸と平行である場合です。^[2]

ヘマタイトのような構造は、ゲータイトと似た形で発生します。ヘマタイトは三角形の結晶系を持ち、ほぼ六方最密酸素フレームワークを持つことによって双晶を形成し、オリビンと同様の構造配向を示します。^[2]双晶が発生すると、ヘマタイトのようなイッディングサイトの配向は次のようになります。オリビンのa軸はヘマタイトのc軸と平行になり、オリビンのb軸はヘマタイトの+/− [010]面と平行になり、オリビンのc軸はヘマタイトの+/− [210]面と平行になります。^[6]このヘマタイト構造は非常によく配向しており、アニオンフレームワークの安定性が高く、カチオンが構造全体に移動できるため発生します。^[2]

スピネル構造は、立方晶系で立方最密充填の複数の酸化物構造で構成されています。スピネル構造は、撚り合わされた配向を持ち、最密充填シートによって制御されています。^[2]この撚り合わされた配向は、次のように説明できます。オリビンのa軸は(111)スピネル面と平行です。オリビンのb軸は+/−(112)と平行で、オリビンのc軸は+/−(110)スピネル面と平行です。これらの変化はイッディングサイトではまれですが、存在する場合は鋭い回折斑点を示し、簡単に識別できます。

ケイ酸塩構造は、ここで議論されている構造の中で最も変化に富んでいます。一般的なケイ酸塩構造は、長さがオリビンのX軸に平行で、六角形のセルの側面がオリビンのZ軸に平行な円筒の六角形の配列で構成されています。この構造によって引き起こされる回折効果は、非常に無秩序な層の積み重ねを持つシート状ケイ酸塩構造の形成に起因すると考えられます。^[2]

イッディングサイトは、通常、薄い黄褐色または緑がかった隠微結晶質の帯で縁取られた結晶を持つ擬似体である。^[6]イッディングサイトの色は、赤褐色から橙褐色、濃いルビーレッド、橙赤色まで変化する。平面偏光におけるイッディングサイトの色は、後期の変質段階まで同じであるが、多色性の強化効果により暗い色に変化する。変質プロセスが進むにつれて、ほとんどの種類のイッディングサイトでベータ屈折率（通常 1.9）の増加が見られる。イッディングサイトは、変質プロセスが進むにつれて、複屈折と分散の増加も示す。

変質を終えたサンプルの中には、さまざまなへき開が見られるものもあり、そのためあまり良い診断ツールとは言えません。ほとんどのサンプルにはへき開が全くありません。^[2]オーストラリア、ニューサウスウェールズ州リズモア近郊の鉱脈から採取した薄片は、よく発達した1つのへき開と、互いに直角に交わる2つの副次的なへき開を持つ層状の性質を持っています。アルファは1.7～1.68、ガンマは1.71～1.72、複屈折は0.04です。^[6]平均して、イッディングサイトの密度はおよそ2.65 g/cm ³、硬度は3（方解石）です。^[7]これらの値の変動は、変質過程のさまざまな段階で生じる可能性のある結晶構造の違いにより予想されます。

• ボルグ・ラース、ドレイク・マイケルズ。「火星のマグマ活動と表面または表面付近の液体の水の時期に関する隕石証拠のレビュー」。地球物理学研究ジャーナル。第 110 巻、E12S03、pp. 1–10、2005 年。
• エッゲトン、リチャード。「オリビン上のイッディングサイト縁の形成：透過型電子顕微鏡による研究」粘土と粘土鉱物、第32巻第1号、1～11頁、1984年。
• スミス、キャサリン他「玄武岩の風化：イッディングサイトの形成」粘土と粘土鉱物、第35巻第6号、pp.418-428、1987年。
• 孫明山「ニューメキシコのいくつかの玄武岩中のイッディングサイトの性質」アメリカ鉱物学者42; pp. 7–8, 1957。

• ウィスコンシン大学での講義 2007-07-12 にWayback Machineにアーカイブ