知識 石英の高圧品種とは?コーサイトの発見とその地質学的意義
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技術チーム · Kintek Solution

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石英の高圧品種とは?コーサイトの発見とその地質学的意義

高圧石英の種類は次のように知られている。 コーサイト 隕石衝突地点や地球マントル深部で発見される。高石英(β-石英)が石英の高温形態であるのに対し、コーザイトは高圧下での構造変化を表す。この区別は、異なる地質条件下でのシリカの挙動を理解する上で重要である。

重要なポイントの説明

石英の高圧品種とは?コーサイトの発見とその地質学的意義
  1. ハイ・クォーツ(β-クォーツ):

    • 高温石英、またはβ-石英は、石英の高温多形体である。標準大気圧下で約573℃以上の温度で形成される。
    • この形態の石英は、低石英(α-石英)の三方晶構造に比べ、より対称的な六方晶構造を持つ。
    • α-石英とβ-石英の転移は可逆的で、圧力ではなく温度に依存する。
  2. コーザイト:高圧品種:

    • コーサイトはシリカの高圧多形体で、通常2~3ギガパスカル(GPa)を超える極圧条件下で形成される。
    • 隕石衝突クレーターで最初に発見され、衝突による強い圧力が石英をコーサイトに変化させた。
    • コーサイトはまた、地殻プレートが衝突する沈み込み帯で形成されるような超高圧変成岩でも発見されている。
  3. 形成条件:

    • 温度と圧力:β-石英が高温で形成されるのに対し、コーサイトは高圧と中温から高温の両方を必要とする。このため、コーザイトは極限地質学的プロセスの重要な指標となる。
    • 地質学的意義:岩石中のコーザイトの存在は、隕石衝突や深い沈み込みなど、過去の高圧現象の証拠となる。
  4. 構造の違い:

    • コーサイトは、水晶に比べてより緻密でコンパクトな結晶構造をしている。この密度は、高圧下でケイ素原子と酸素原子がより密に詰まった結果である。
    • 石英からコーザイトへの構造変換は、通常の表面条件下では不可逆的であるため、コーザイトは高圧環境において安定した鉱物である。
  5. 用途と重要性:

    • 地質調査:高圧変成岩と衝撃構造を識別するための診断ツールとしてコーザイトが使用されている。
    • 材料科学:コーザイトやその他の高圧シリカ多形の性質を理解することは、惑星内部のような極限状態にある物質の研究に役立つ。

シリカの高温型(β-石英)と高圧型(コエサイト)を区別することで、私たちの惑星とその周辺を形成するダイナミックなプロセスについてより深い理解が得られる。

総括表

アスペクト 高石英(β石英) コーザイト
形成条件 標準圧力下、高温(573℃以上)で生成。 超高圧(2-3GPa以上)と中温から高温で形成される。
構造 六方晶構造、α-石英との可逆的転移。 より緻密でコンパクトな構造、通常の条件下では不可逆的変態。
地質学的意義 高温プロセスを示す。 隕石衝突や沈み込み帯のような高圧現象の重要な指標。
用途 高温研究に限定。 地質学研究や材料科学で極限状態の研究に使用。

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