神秘的铁陨石:维斯台登结构和魏德曼花纹

魏德曼花纹/维斯台登构造

Widmanstatten Patterns

魏德曼花纹也称为汤姆森结构(国内称为“维斯台登构造”),是在八面体陨铁和一些橄榄陨铁中发现的独特的镍-铁结晶体,它们包括一些交织的锥纹石和镍纹石形成的带状物。

发现

在1808年,这种图型以维也纳的帝国磁器厂厂长阿洛伊斯·魏德曼施泰登的名字命名。当他将铁陨石加热时,魏德曼注意到颜色和光泽的变化,在不同区域的铁合金会以不同的速率氧化。他并没有发布它的发现,只是在同事之间进行口头上的沟通。此一发现被维也纳矿物和动物学展示所的所长Carl · Schreibers认同。

然而,现在认为这项发现应该归于早他四年公布相同结果的G. 汤姆森。

汤姆森于1804年在那不勒斯工作时,曾以硝酸处理克拉斯诺亚尔斯克陨石,尝试消除氧化造成的变化。陨石在与硝酸接触后不久,表面出现了奇怪的花纹,他如上文所述,作了详细的说明。但意大利南部的内战和政治上的不稳定,使汤姆森很难和他在英国的同事保持联系。替他传讯的人被谋杀,这使他遗失了重要的通讯。结果在1804年,他的发现只在法国的Bibliothèque Britannique上发表。在1806年初,法国的拿破仑入侵那不勒斯,汤姆森被迫逃到西西里 ,在当年的11月,他在巴勒莫过逝,享年46岁。 在1808年,汤姆森的工作再度在意大利被发表于Atti dell'Accademia Delle Scienze di Siena。横扫欧洲的拿破仑战争妨碍了汤姆森和科学界的接触,另一方面,他的早逝也使他的贡献被埋没了许多年。

展开剩余82%

名称

对这种图样最常被用到的名称是魏德曼花纹或魏德曼构造,但是在拼写上有一些变化:

  • Widmanstetter:Frederick C. Leonard建议的。
  • Widmannstetten:例如用在月球上的魏德曼月球坑。
  • Widmanstatten:英语。

此外,由于G. 汤姆森较早发现此种花纹,有些作者建议将这种花纹称为汤姆森构造,或是汤姆森-魏德曼构造。

形成的机制

金属显微镜抛光切面呈现的魏德曼花纹。

在600-900 °C条件下,陨铁会形成两种镍含量不同的稳定合金——锥纹石和镍纹石。锥纹石的镍含量低(只有5%至15%的镍),镍纹石的镍含量高(可以高达50%)。

八面体铁陨石的镍含量介于锥纹石和镍纹石之间,大约为5-19%。

在以大约每百万年降低1至10度、极度缓慢的降温条件下,锥纹石板会在镍纹石的晶格中沿着某一个晶轴平面的方向成长。

锥纹石在固体金属内扩散成长的温度介于700至450 °C。故每一颗八面体铁陨石中的魏德曼花纹形成时间大约需要两千万年至两亿年。

这也可以解释:为何在实验室中无法制造出魏德曼花纹这种结构。

在铁陨石被切割、抛光和酸蚀时,因为锥纹石和镍纹石的耐酸性不同,腐蚀速度不一样,因此会显示出这种可以看见晶体线的花纹。在右图中,广泛显示的白线是锥纹石(大小在mm级别),像缎带的细线是镍纹石,暗灰的杂斑区域是合纹石。

用途

在极端缓慢的冷却速度下(经历数千万年),镍铁晶体在固体内增长的长度也只有几厘米。这种花纹的存在是材料来自外太空的证明,可以很容易的确定一小块的碎片是否是陨石的一角。所以,这种花纹可以称为铁陨石的“身份证”。

标本

有许多不同的方法来显示出铁陨石上的魏德曼花纹。通常第一步是要先切片和抛光,然后清洗抛光的切面。然后配置酸洗液:一般是在无水酒精中加入10%左右的浓硝酸即可(也可以铁氯来处理,或使用稀盐酸直接浸泡也可以)。最后将切片放入酸洗液中浸泡一分钟左右,直到花纹明显即可。每颗陨石的镍含量不同,蚀刻所需要的时间也不同,通常是30秒至1分钟左右即可观察到花纹。陨石一但被酸蚀刻,通常需要用强碱(例如碳酸钠)来中和,并且清洗和干燥。最后涂防锈油进行保护。

尺寸

有着细致(带宽0.3mm)魏德曼花纹的吉丙陨石。

随着镍含量的增加, 镍纹石的带宽范围从粗糙到细致。现今,以花纹的带宽为依据,对铁陨石进行分类,称为构造分类法。八面体陨铁可以分为:

  • Ogg:最粗糙的八面体陨铁,锥纹石的带宽大于3.3mm,镍含量在5%-9%。
  • Og :粗糙的八面体陨铁,锥纹石的带宽在1.3-3.3 mm,镍含量在6.5-8.5%。
  • Om:中等的八面体陨铁,锥纹石的带宽在0.5-1.3 mm,镍含量在7-13%。
  • Of :细致的八面体陨铁,锥纹石的带宽在0.2-0.5 mm,镍含量在7.5-13%。
  • Off:最细致的八面体陨铁,锥纹石的带宽小于<0.2 mm,镍含量在17-18%。

没有魏德曼花纹的铁陨石:

  • 有诺伊曼线的称为六面体陨铁;
  • 没有任何结构的称为无纹陨铁,即富镍陨铁。

形状和纹路

以不同的方向切割陨石平面,会影响到魏德曼花纹的形状和方向,因为在八面体上的锥纹石薄片是精确排列的。八面体陨铁的晶体结构是并联的八面体,相对的面是互相平行的。八面体有八个面,但锥纹石只有四个面。沿着不同平面切开的八面体陨铁(或者任何八面体对称的物质,是正立方对秤体的次分类),都会呈现下面之中的一种型态:

  • 垂直三个轴(立方体)之一切下:两组彼此互相垂直的条纹。
  • 平行于八面体之一的平面切下(与三个轴的晶体中心等距离):三组条纹彼此成60°斜交的条纹。
  • 其他的角度:四组以不同任意角度交叉的条纹。

以上内容是维基百科对铁陨石魏德曼花纹的解释。由于所有内容都是英语原文直接翻译过来,部分语句读起来拗口。我本人对此做了适当的修改,以便于简单明了。

维基百科是最全面、最自由的“人民的百科全书”。有很多透露事情真相的敏感内容,故经常出现维基百科中文网站无法打开的情况。但英文版的维基百科是可以顺畅打开的。所以,我提供了魏德曼花纹的英文名词,如果有兴趣的可以直接看英语版本的介绍。

瑞典M铁陨石的切面,具有精细 的魏德曼花纹。

纳米比亚Gibeon铁陨石

的纹石少见。

奥德赛铁陨石切面酸洗图,比较粗的魏德曼花纹。

M铁陨石饰品——戒面

世界著名的阿根廷铁陨石(Campo del Cielo)切面,非常粗的魏德曼花纹。其诺伊曼线也非常丰富。

(0)

相关推荐

  • 世界各地馆藏的精美陨铁,每一件都是一个时代技艺的缩影!

    陨铁的颜色.通常情况下的陨铁多是黑色或褐色的,单个陨铁有蓝色,黄 色和赤色.陨铁的颜色要丰厚一些:绿色,赤色,黄 色,橙色,青色等等.陨铁质地不相同,颜色也不相同.白色陨铁和浅色陨铁反常稀有.真实的陨 ...

  • 铁陨石让收藏者又爱又恨么

    铁陨石有两种分类法被使用,较早的结构分类法是以百分比或是魏德曼花纹为依据,可以从用酸蚀刻后,在抛光的表面上呈现的交叉条纹来评估.这种分类与铁镍的相对丰度相联结,分类为 六面体陨铁:低镍含量,没有魏德曼 ...

  • 铁陨石为什么这么有价值

    铁陨石价格根据是否国际分类.稀 少程度.铁陨石类别.风化程度.元素含量.是否定向.是否目击等的不同而异.便宜的有几十元/克,而贵的目前的价格则达到几上万元/克甚至更高."这几年铁陨石价格行情 ...

  • 陨铁石存世量极为稀少

    在夏日晴朗的夜晚,天空中偶尔会划过一道光迹,瞬间就消失在茫茫的夜色中,这就是我们熟知的流星现象.它是由于流星体飞入地球大气层,与大气摩擦产生了光和热,最终被燃尽而形成的一束光.流星体的质量很小,大多是 ...

  • 陨铁:积微成著,金石为开

    无球粒陨铁.陨铁和陨铁统称为分异陨铁,它们是由球粒陨铁经高温熔融分异和结晶的产物,代表了小行星内部不同层次的样品.这些小行星的内部结构与地球相似,分三层,中 心为铁核(陨铁),中间为石铁混合幔层(陨铁 ...

  • 陨铁完整介绍

    Murchison陨铁雨于1969年9月28日降落在澳大利亚维多利亚省的默奇森附近,统计到的总重量大于100公斤,陨铁分类为碳质球粒CM2型.Murchison在世界各地的陨铁研究机构和博物馆中比较常 ...

  • 铁陨石与铁矿石和石铁陨石的本质区别及简介

    石铁陨石里的石头是石头,铁是铁,两者是混合在一起的,是石与纯铁的不规则混合,不是完全融合,完全融合那叫化合物,而铁矿石几乎就是单一的或者多一的含铁化合物. 铁陨石几乎是纯铁镍,但还含有少量陨硫铁,橄榄 ...

  • 陨铁的神韵,不知道的快收藏起来

    大多数陨铁的形状与熔融溅射物的形状相似,有球状.细长状.哑铃状.液滴状.纽扣状和不规则的块状等.它成群地撒落在大陆上或海底沉积物中.陨铁的颜色有黑.墨绿.棕褐,表层具拉长状气泡及大小不等的气泡,有的似 ...

  • 陨铁石知识普及

    石铁陨石由铁.镍和硅.酸.盐矿藏构成,铁镍金属含量30至65,这类陨石约占陨石总量的1.2,故商业价值最 高.著 名的石--铁陨石是山东莒南的"铁牛",长1.4米,重达3.72吨, ...

  • 大家请浏览一下陨铁石的收藏与鉴赏

    陨石收藏热席卷全球,能够收藏陨石成了就收藏家身份地位的象征.全世界的陨石可分为石铁陨石.石陨石和铁陨石三种,其中石铁陨石因其独特的历史价值和科研价值备受收藏新贵们的追逐. 多数人所不知的是,珍贵陨铁石 ...

  • 陨铁分辨

    冲击在弹射的标本来自火星(甚至通过影响在此之前)已经产生了一些独特的宏观特征在许多陨铁.最普遍的品种(shergottites)都包含一个diaplectic玻璃形式的斜长石长石称为斜长玻璃.实际上, ...

  • 不一样的收藏——陨铁收藏

    寻宝的过程充满险阻,但一夜暴富的故事又不断施加着诱惑.陨铁在全球的价格,从原来的每磅几美元,攀升到现在堪比钻石的巨额数字.据悉陨铁一克已达万元.数量稀 少及市场的追捧是促成陨铁收藏价格飙升的重要原因. ...

  • “铁陨石”是高贵的与普通收藏品不可同日而语

    铁陨石来源的特殊性和稀 缺性,铁陨石也逐渐成为了国际收藏界与投资家们的保值增值的潜力股,并排列在世界宝藏与国际藏品的重要位置. 科学研究证明,铁陨石是某种铁陨石降落过程中融化的液质冷却后的产物.铁陨石 ...

  • 陨铁具有收藏价值

    陨铁有两种分类法被使用,较早的结构分类法是以百分比或是魏德曼花纹为依据,可以从用酸蚀刻后,在抛光的表面上呈现的交叉条纹来评估.这种分类与铁镍的相对丰度相联结,分类为 :六面体陨铁:低镍含量,没有魏德曼 ...