อ่าน 7 นาที
คามาไซต์
คามาไซต์เป็นโลหะผสมของเหล็กและนิกเกลซึ่งพบได้บนโลกเฉพาะในอุกกาบาต เท่านั้น ตามที่สมาคมแร่ธาตุระหว่างประเทศ (IMA) ระบุว่าเป็น แร่เหล็กบริสุทธิ์ชนิดที่มีนิกเกลสูง...
คามาไซต์
| คามาไซต์ | |
|---|---|
รูปแบบ Widmanstättenแสดงให้เห็นแร่เหล็ก-นิกเกิลสองรูปแบบ ได้แก่ คามาไซต์และทาอีไนต์ | |
| ทั่วไป | |
| หมวดหมู่ | แร่จากอุกกาบาต |
| สูตร | α-(เฟ,นิ); เฟ0 0.9นิ0 0.1 |
| การจำแนกประเภทของสตรุนซ์ | 1.AE.05 |
| ระบบผลึก | ไอโซเมตริก |
| คลาสคริสตัล | เฮกโซออกตาเฮดรอล (ม3ม) สัญลักษณ์ HM : (4/ม3 2/ม) |
| กลุ่มอวกาศ | ฉันสูง3เมตร |
| การระบุตัวตน | |
| มวลสูตร | 56.13 กรัม/โมล |
| สี | สีดำเหล็ก สีเทาเหล็ก |
| นิสัยคริสตัล | ขนาดใหญ่ – ผลึกที่มีลักษณะสม่ำเสมอและแยกแยะไม่ได้ รวมตัวกันเป็นมวลขนาดใหญ่ |
| ร่องอก | ไม่ชัดเจน |
| กระดูกหัก | ขรุขระ – พื้นผิวที่ไม่เรียบ ฉีกขาด (เช่น โลหะที่แตกหัก) |
| ความแข็งตามมาตราโมห์ส | 4 |
| ความแวววาว | โลหะ |
| สตรีค | สีเทา |
| ความถ่วงจำเพาะ | 7.9 |
| ลักษณะอื่นๆ | ไม่เป็นสารกัมมันตรังสี ไม่เป็นแม่เหล็ก และไม่เรืองแสง |
| เอกสารอ้างอิง | [ 1 ] [ 2 ] |
คามาไซต์เป็นโลหะผสมของเหล็กและนิกเกลซึ่งพบได้บนโลกเฉพาะในอุกกาบาต เท่านั้น ตามที่สมาคมแร่ธาตุระหว่างประเทศ (IMA) ระบุว่าเป็น แร่เหล็กบริสุทธิ์ชนิดที่มีนิกเกลสูง [ 3 ] [ 4 ] สัดส่วนของเหล็กต่อนิกเกลอยู่ระหว่าง 90 % :10% และ 95%:5% อาจมีธาตุอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย เช่นโคบอลต์หรือคาร์บอน แร่ ชนิดนี้มี ความมันวาว แบบโลหะ มีสีเทา และไม่มีการแตกตัว ที่ชัดเจน แม้ว่าโครงสร้างผลึกจะเป็นแบบไอโซเมตริกเฮกโซออกตาเฮดรัลก็ตาม ความหนาแน่นประมาณ 8 กรัม/ซม³และความแข็ง 4 บนมาตราโมห์บางครั้งก็เรียกว่า บัลเคนไอเซน
ชื่อนี้ถูกตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2404 และมาจากรากศัพท์ภาษากรีกκαμακ- "kamak" หรือκάμαξ "kamaks" ซึ่งหมายถึงเสาเถาวัลย์[ 5 ]เป็นส่วนประกอบหลักของอุกกาบาตเหล็ก ( ประเภท ออกตาเฮดไรต์และเฮกซาเฮดไรต์ ) ในออกตาเฮดไรต์จะพบเป็นแถบสลับกับเทไนต์ทำให้เกิดรูปแบบ Widmanstättenในเฮกซาเฮดไรต์ มักพบ เส้นขนานละเอียดที่เรียกว่าเส้นนอยมันน์ซึ่งเป็นหลักฐานของการเสียรูปโครงสร้างของแผ่นคามาไซต์ที่อยู่ติดกันเนื่องจากแรงกระแทกจากการชน
บางครั้งอาจพบคามาไซต์ปะปนอยู่กับทาไนต์ อย่างใกล้ชิดจน ยากที่จะแยกแยะได้ด้วยสายตา ทำให้เกิดเพลสไซต์ ขึ้น ผลึกคามาไซต์ที่ใหญ่ที่สุดที่มีการบันทึกไว้มีขนาด 92×54×23 ซม. (36.2×21.3×9.1 นิ้ว) [ 6 ]
คุณสมบัติทางกายภาพ
แร่คามาไซต์มีคุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นเอกลักษณ์หลายประการ รวมถึงลวดลายแบบ Widmanstättenและความหนาแน่นสูงมาก
การระบุตัวตน
คามาไซต์มีลักษณะทึบแสง และพื้นผิวโดยทั่วไปจะมีเฉดสีเทาเป็นริ้วๆ หรือเป็นลวดลายคล้ายผ้าห่ม คามาไซต์มีความมันวาวคล้ายโลหะ ความแข็งของคามาไซต์อาจแตกต่างกันไปตามระดับของแรงกระแทกที่ได้รับ แต่โดยทั่วไปจะมีค่าความแข็งอยู่ที่ระดับ 4 ตามมาตราโมห์ แรงกระแทกทำให้ความแข็งของคามาไซต์เพิ่มขึ้น แต่สิ่งนี้ไม่สามารถเชื่อถือได้ 100% ในการกำหนดประวัติแรงกระแทก เนื่องจากมีสาเหตุอื่นๆ อีกมากมายที่ทำให้ความแข็งของคามาไซต์เพิ่มขึ้นได้[ 7 ]
แร่คามาไซต์มีความหนาแน่นที่วัดได้ดังนี้7.9 กรัม/ซม³มีลักษณะเป็นผลึกขนาดใหญ่ แต่โดยปกติแล้วผลึกแต่ละชิ้นจะไม่สามารถแยกแยะได้ในธรรมชาติ ไม่มีระนาบการแตกตัวในคามาไซต์ ทำให้การแตกหักเป็นแบบหยาบ คามาไซต์มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กและมีสมมาตร ทำให้มีพฤติกรรมทางแสงแบบสมมาตรเช่นกัน
คามาไซต์เกิดขึ้นพร้อมกับทาอีไนต์และบริเวณผสมของคามาไซต์และทาอีไนต์ที่เรียกว่าเพลสไซต์[ 8 ]
Taenite มีปริมาณนิกเกลมากกว่า (12 ถึง 45 wt.% Ni) เมื่อเทียบกับ kamacite (ซึ่งมี 5 ถึง 12 wt.% Ni) การเพิ่มขึ้นของปริมาณนิกเกลทำให้ taenite มีหน่วยเซลล์แบบ face-centered ในขณะที่ปริมาณเหล็กที่สูงกว่าของ kamacite ทำให้หน่วยเซลล์ของมันเป็น body centered ความแตกต่างนี้เกิดจากนิกเกลและเหล็กมีขนาดใกล้เคียงกัน แต่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมแม่เหล็กและควอนตัมที่แตกต่างกัน[ 9 ]
เฟสสี่เหลี่ยมจัตุรัส
มีหลักฐานของเฟสเตตระโกนัลที่สังเกตได้จากการทดสอบผงเอ็กซ์เรย์และต่อมาภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เมื่อทดสอบอุกกาบาตสองชิ้นแล้วได้ค่า d ที่สามารถ "จัดทำดัชนีบนพื้นฐานของเซลล์หน่วยเตตระโกนัล แต่ไม่ใช่บนพื้นฐานของเซลล์หน่วยลูกบาศก์หรือหกเหลี่ยม" [ 9 ]มีการคาดการณ์ว่าเป็นเหล็กอี ซึ่งเป็นพอลิมอร์ฟหกเหลี่ยมของเหล็ก
ลวดลาย Widmanstätten
ลวดลาย Widmanstättenหรือบางครั้งเรียกว่าลวดลาย Thomsonเป็นลักษณะพื้นผิวที่มักพบในอุกกาบาตที่มีคามาไซต์เป็นส่วนประกอบ โดยมักเป็นแถบสลับกันระหว่างคามาไซต์และทาอีไนต์ ในปี ค.ศ. 1804 วิลเลียม ทอมสันค้นพบโครงสร้างเหล่านี้โดยบังเอิญ เมื่อเขาพบรูปแบบทางเรขาคณิตที่ไม่คาดคิดหลังจากทำความสะอาดตัวอย่างด้วยกรดไนตริก ( HNO₃)3เขาได้ตีพิมพ์ข้อสังเกตของเขาในวารสารภาษาฝรั่งเศส แต่เนื่องจากสงครามนโปเลียน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษซึ่งทำการวิจัยเกี่ยวกับอุกกาบาตเป็นจำนวนมากในเวลานั้นจึงไม่เคยค้นพบงานของเขา จนกระทั่งในปี 1808 สี่ปีต่อมา รูปแบบ การกัดกรด แบบเดียวกันนี้ จึงถูกค้นพบโดยเคานต์Alois von Beck Widmanstättenซึ่งกำลังให้ความร้อนแก่อุกกาบาตเหล็กเมื่อเขาสังเกตเห็นรูปแบบทางเรขาคณิตที่เกิดจาก อัตรา การออกซิเดชัน ที่แตกต่างกัน ของคามาไซต์และทาอีไนต์[ 10 ] Widmanstätten ได้บอกเล่าเกี่ยวกับรูปแบบเหล่านี้ให้เพื่อนร่วมงานหลายคนฟังในจดหมายโต้ตอบ ทำให้รูปแบบเหล่านี้ถูกเรียกว่ารูปแบบ Widmanstätten ในเอกสารส่วนใหญ่
รูปแบบ Widmanstätten เกิดขึ้นเมื่ออุกกาบาตเย็นตัวลง ที่อุณหภูมิสูงทั้งเหล็กและนิกเกลจะมีโครงสร้างแลตติซแบบศูนย์กลางหน้า เมื่ออุกกาบาตก่อตัวขึ้น มันจะเริ่มต้นด้วยเทไนต์ ที่หลอมเหลวทั้งหมด (มากกว่า 1500 °C) และเมื่อมันเย็นตัวลงต่ำกว่า 723 °C เฟส เมตาเสถียร หลัก ของโลหะผสมจะเปลี่ยนเป็นเทไนต์และคามาไซต์จะเริ่มตกตะกอนออกมา ในช่วงที่อุกกาบาตเย็นตัวลงต่ำกว่า 723 °C นี้เองที่โครงสร้าง Thomson จะก่อตัวขึ้น และโครงสร้างเหล่านี้อาจได้รับผลกระทบอย่างมากจากอุณหภูมิ ความดัน และองค์ประกอบของอุกกาบาต[ 8 ]
คุณสมบัติทางแสง
คามาไซต์เป็นแร่ทึบแสงและสามารถมองเห็นได้เฉพาะในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงสะท้อนเท่านั้น มีโครงสร้างแบบไอโซเมตริก ดังนั้นจึงมีพฤติกรรม แบบไอโซ โทรปิก
แม่เหล็ก
เมื่ออุกกาบาตเย็นตัวลงต่ำกว่า 750 °C เหล็กจะกลายเป็นแม่เหล็กเมื่อเปลี่ยนสถานะเป็นคามาไซต์ ในระหว่างการเย็นตัวนี้ อุกกาบาตจะเกิดการเหนี่ยวนำแม่เหล็กตกค้างจากความร้อนแบบไม่ธรรมดา การเหนี่ยวนำแม่เหล็กตกค้างจากความร้อนบนโลกทำให้แร่เหล็กที่เกิดขึ้นในเปลือกโลกมีค่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กสูงกว่าหากเกิดขึ้นในสนามเดียวกันที่อุณหภูมิห้อง การเหนี่ยวนำแม่เหล็กตกค้างจากความร้อนแบบไม่ธรรมดานี้เกิดจาก กระบวนการ ตกค้างทาง เคมี ที่เกิดขึ้นเมื่อเทไนต์เย็นตัวลงเป็นคามาไซต์ สิ่งที่ทำให้เรื่องนี้น่าสนใจเป็นพิเศษคือ มีการแสดงให้เห็นว่าสามารถอธิบายสนามแม่เหล็กทั้งหมดของคอนไดรต์ธรรมดาได้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีความแรงถึง 0.4 โอ เออร์สเตด (สัญลักษณ์ Oe) [ 11 ]
ผลึกศาสตร์
คามาไซต์เป็น แร่ ไอโซเมตริกที่มีหน่วยเซลล์แบบลูกบาศก์ศูนย์กลาง คามาไซต์มักไม่พบในผลึกขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม ผลึกคามาไซต์ที่ใหญ่ที่สุดที่พบและบันทึกไว้มีขนาด 92×54×23 เซนติเมตร[ 12 ]แม้ว่าผลึกขนาดใหญ่จะหายากมาก แต่การศึกษาผลึกศาสตร์ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจบทบาทสำคัญในการก่อตัวของโครงสร้างทอมสัน
สมมาตร
คามาไซต์ก่อตัวเป็น ผลึก ไอโซเมตริกแบบเฮกซาออกตาเฮดรัล ซึ่งทำให้ผลึกมีองค์ประกอบสมมาตรจำนวนมาก คามาไซต์จัดอยู่ในกลุ่ม 4/m 3 2/m ตามสัญลักษณ์ของเฮอร์มันน์-โมแกงหมายความว่ามีแกนสี่เท่าสามแกน แกนสามเท่าสี่แกน แกนสองเท่าหกแกน และระนาบสะท้อนเก้าระนาบ คามาไซต์มีกลุ่มพื้นที่เป็น Fm 3 m
หน่วยเซลล์
คามาไซต์ประกอบด้วยหน่วยซ้ำของ α-(Fe, Ni), Fe0.9นี0.1ซึ่งประกอบด้วยมิติของเซลล์ที่ a = 8.603 Å , Z = 54 Å ; V = 636.72 Å 3ปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กและควอนตัมระหว่างอะตอมของเหล็กศูนย์วาเลนซ์ (โลหะ Fe 0 ) ที่ทำปฏิกิริยากัน ทำให้คามาไซต์มีโครงสร้างแลตติซแบบศูนย์กลางตัว (body centered lattice)
เคมี
สูตรและองค์ประกอบหลัก
คามาไซต์ประกอบด้วยหน่วยซ้ำของ α-(Fe, Ni), Fe0.9นี0.1ซึ่งทั้งเหล็กและนิกเกลมีวาเลนซ์เป็นศูนย์ (Fe 0และ Ni 0 ) เนื่องจากเป็นธาตุโลหะดั้งเดิมที่พบได้ทั่วไปในอุกกาบาตเหล็ก นอกจากธาตุติดตามแล้ว โดยปกติจะถือว่าประกอบด้วยเหล็ก 90% และนิกเกล 10% แต่สามารถมีอัตราส่วนได้ถึง 95% เหล็กและ 5% นิกเกล ทำให้เหล็กเป็นธาตุหลักในตัวอย่างคามาไซต์ทุกตัวอย่าง โดยจัดอยู่ในกลุ่มธาตุดั้งเดิมในระบบการจำแนกประเภทของ Dana และ Nickel-Strunz [ 9 ]
เงื่อนไขการก่อตัว
แร่คามาไซต์เริ่มก่อตัวที่อุณหภูมิประมาณ 723 องศาเซลเซียส โดยที่เหล็กจะเปลี่ยนโครงสร้างจากแบบหน้าศูนย์กลางไปเป็นแบบตัวศูนย์กลางในขณะที่นิกเกลยังคงเป็นแบบหน้าศูนย์กลาง เพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงนี้ บริเวณที่มีความเข้มข้นของเหล็กสูงกว่าจึงเริ่มก่อตัวขึ้น ทำให้ดันนิกเกลไปอยู่บริเวณรอบๆ ซึ่งก่อให้เกิดแร่ทาไนต์ ซึ่งเป็นแร่ที่มีนิกเกลเป็นองค์ประกอบหลัก
ธาตุรอง
มีการวิจัยมากมายเกี่ยวกับธาตุเจือปนในคามาไซต์ ธาตุเจือปนที่โดดเด่นที่สุดในคามาไซต์ ได้แก่แกลเลียมเจอร์มาเนียมโคบอลต์ทองแดงและโครเมียมโคบอลต์เป็นธาตุที่โดดเด่นที่สุด โดย มี ปริมาณนิกเกลแตกต่างกันไปตั้งแต่ 5.26% ถึง 6.81% และปริมาณโคบอลต์อาจอยู่ระหว่าง 0.25% ถึง 0.77% [ 13 ]ธาตุติดตามเหล่านี้ทั้งหมดเป็นโลหะ และการปรากฏตัวของพวกมันใกล้กับขอบคามาไซต์เทไนต์สามารถให้เบาะแสสำคัญเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมที่อุกกาบาตก่อตัวขึ้นการวิเคราะห์มวลสารด้วยสเปกโทรเม ตรี เผยให้เห็นว่าคามาไซต์มีแพลทินัม ในปริมาณมาก โดยเฉลี่ย 16.31 (μg/g) อิริเดียมโดยเฉลี่ย 5.40 (μg/g) ออสเมียมโดยเฉลี่ย 3.89 (μg/g) ทังสเตนโดยเฉลี่ย 1.97 (μg/g) ทองคำโดยเฉลี่ย 0.75 (μg/g) และรีเนียมโดยเฉลี่ย 0.22 (μg/g) [ 14 ]ปริมาณโคบอลต์และแพลทินัมในปริมาณมากนั้นเป็นสิ่งที่น่าสังเกตที่สุด
ธาตุรองที่สำคัญ การทดแทน สารละลายของแข็ง
ได้มีการทำการทดลองซัลฟิวไรเซชันของคามาไซต์ในห้องปฏิบัติการ ผลการซัลฟิวไรเซชันทำให้เกิดสามเฟสที่แตกต่างกัน ได้แก่ สารละลายของแข็งโมโนซัลไฟด์( Fe)x(Ni,Co)1-xS ) เฟสเพนท์แลนไดต์ ( Fex(Ni,Co)9-xเอส8) รวมถึงเฟสที่อุดมด้วย P การทดลองนี้ทำในห้องปฏิบัติการเพื่อสร้างสภาวะที่สอดคล้องกับเนบิวลาสุริยะ ด้วยข้อมูลนี้ จะสามารถดึงข้อมูลเกี่ยวกับสภาวะทางอุณหพลศาสตร์ จลนศาสตร์ และทางกายภาพของระบบสุริยะยุคแรกได้ อย่างไรก็ตาม ยังคงเป็นการคาดเดาอยู่ เนื่องจากซัลไฟด์ในอุกกาบาตจำนวนมากไม่เสถียรและถูกทำลายไปแล้ว[ 15 ]คามาไซต์ยังเปลี่ยนไปเป็นโทชิลินิต ( Fe )2+· 5-6 (Mg, Fe2+)5เอส6(โอ้)10) สิ่งนี้มีประโยชน์ในการให้เบาะแสว่าอุกกาบาตโดยรวมมีการเปลี่ยนแปลงไปมากน้อยเพียงใด การเปลี่ยนแปลงจากคามาไซต์เป็นโทชิลินิตสามารถมองเห็นได้ในกล้องจุลทรรศน์ทางธรณีวิทยา กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน และการวิเคราะห์ไมโครโพรบอิเล็กตรอน สิ่งนี้สามารถใช้เพื่อช่วยให้นักวิจัยสามารถจัดทำดัชนีปริมาณการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในตัวอย่างได้อย่างง่ายดาย ดัชนีนี้สามารถอ้างอิงได้ในภายหลังเมื่อวิเคราะห์พื้นที่อื่นๆ ของอุกกาบาตที่การเปลี่ยนแปลงไม่ชัดเจนนัก[ 16 ]
ความสัมพันธ์กับเทไนต์
ทาอีไนต์ (Taenite)เป็นแร่ที่มีนิกเกลเป็นองค์ประกอบหลักของสารละลายของแข็งคามาไซต์-ทาอีไนต์ ทาอีไนต์เกิดขึ้นตามธรรมชาติบนโลก ในขณะที่คามาไซต์จะพบได้บนโลกก็ต่อเมื่อมาจากอวกาศเท่านั้น คามาไซต์ก่อตัวเป็นทาอีไนต์และขับไล่นิกเกลออกไปยังบริเวณโดยรอบ ซึ่งบริเวณนี้จะก่อตัวเป็นทาอีไนต์ เนื่องจากโครงสร้างผลึกของคามาไซต์เป็นแบบศูนย์กลางที่หน้า (face centered) และโครงสร้างผลึกของนิกเกลเป็นแบบศูนย์กลางที่ตัว (body centered) ทำให้ทั้งสองเกิดมุมที่ซับซ้อนเมื่อสัมผัสกัน มุมเหล่านี้ปรากฏให้เห็นได้ในระดับมหภาคในโครงสร้างทอมสัน (Thomson structure) นอกจากนี้ ด้วยความสัมพันธ์นี้ เราจึงได้คำว่า อะแท็กไซต์ (Ataxite), เฮกซาเฮดไรต์ (Hexahedrites) และออกตาเฮดไรต์ (Octahedrites) อะแท็กไซต์หมายถึงอุกกาบาตที่ไม่แสดงโครงสร้างแบบเฮกซาเฮดไรต์หรือออกตาเฮดไรต์อย่างชัดเจน อุกกาบาตที่ประกอบด้วยนิกเกล 6% โดยน้ำหนักหรือน้อยกว่า มักเรียกว่าเฮกซาเฮดไรต์ เนื่องจากโครงสร้างผลึกของคามาไซต์เป็นแบบไอโซเมตริก ทำให้อุกกาบาตมีรูปร่างเป็นลูกบาศก์ ในทำนองเดียวกัน หากอุกกาบาตมีเทไนต์แบบศูนย์กลางหน้าเป็นหลัก จะเรียกว่าออกตาเฮไดรต์ เนื่องจากคามาไซต์จะแยกตัวออกจากขอบเขตผลึกออกตาเฮไดรต์ของเทไนต์ ทำให้อุกกาบาตมีลักษณะเป็นออกตาเฮไดรต์ ทั้งเฮกซาเฮไดรต์และออกตาเฮไดรต์จะปรากฏขึ้นก็ต่อเมื่ออุกกาบาตแตกตามระนาบผลึกหรือเมื่อเตรียมเพื่อเน้นโครงสร้างทอมสัน ดังนั้นในตอนแรกจึงมักถูกเรียกว่าอะแท็กไซต์โดยเข้าใจผิด[ 8 ] [ 17 ]
ช่วงความเสถียร
คามาไซต์จะเสถียรเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำกว่า 723 °C [ 8 ]หรือ 600 °C (สเตซีย์และบานเนอร์จี, 2012) [ 11 ]เนื่องจากเหล็กจะเย็นลงเพียงพอที่จะจัดเรียงตัวในโครงสร้างผลึกแบบศูนย์กลางตัว คามาไซต์ยังเสถียรเฉพาะที่ความดันต่ำเท่านั้น ซึ่งสามารถสันนิษฐานได้เพราะมันก่อตัวขึ้นในอวกาศเท่านั้น [ 8 ]
ผลกระทบจากอาการช็อก
สามารถใช้ โลหะวิทยาและการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์กับคามาไซต์เพื่อกำหนดประวัติการกระแทกของอุกกาบาต การใช้ความแข็งเพื่อกำหนดประวัติการกระแทกได้มีการทดลองแล้ว แต่พบว่าไม่น่าเชื่อถือเพียงพอ การทดสอบความแข็งแบบวิคเกอร์ถูกนำมาใช้กับตัวอย่างคามาไซต์จำนวนหนึ่ง และพบว่าอุกกาบาตที่ได้รับแรงกระแทกมีค่าความแข็ง 160–170 กก./มม. และอุกกาบาตที่ไม่ได้รับแรงกระแทกอาจมีค่าความแข็งสูงถึง 244 กก./มม. [ 7 ]แรงกระแทกทำให้เกิดโครงสร้างการเปลี่ยนแปลงของเหล็กที่ไม่เหมือนใคร ซึ่งสามารถวัดได้โดยใช้เทคนิคโลหะวิทยาและการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ หลังจากใช้เทคนิคโลหะวิทยาและการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์เพื่อกำหนดประวัติการกระแทก พบว่า 49% ของอุกกาบาตที่พบในโลกมีหลักฐานของการกระแทก
ปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยา
พบอุกกาบาตคามาไซต์บนทุกทวีปบนโลก และยังพบบนดาวอังคารด้วย[ 18 ]
อุกกาบาต
คามาไซต์มีความเกี่ยวข้องกับอุกกาบาตเป็นหลัก เนื่องจากต้องใช้อุณหภูมิสูง ความดันต่ำ และธาตุที่ทำปฏิกิริยาได้น้อยกว่า เช่น ออกซิเจน อุกกาบาตชนิดคอนไดรต์สามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มตามคอนดรูลที่มีอยู่ มีสามประเภทหลัก ได้แก่ เอนสตาไทต์คอนไดรต์ คาร์บอนเนเชียสคอนไดรต์ และคอนไดรต์ธรรมดา คอนไดรต์ธรรมดาเป็นอุกกาบาตประเภทที่พบมากที่สุดบนโลก คิดเป็น 85% ของอุกกาบาตทั้งหมดที่บันทึกไว้[ 17 ]เชื่อกันว่าคอนไดรต์ธรรมดาทั้งหมดมีต้นกำเนิดมาจากแหล่งกำเนิดที่แตกต่างกันสามแหล่ง ดังนั้นจึงมีสามประเภทคือ LL, L และ H โดย LL หมายถึงเหล็กต่ำ โลหะต่ำ L หมายถึงปริมาณเหล็กต่ำ และ H หมายถึงปริมาณเหล็กสูง คอนไดรต์ธรรมดาทั้งหมดมีคามาไซต์ในปริมาณที่ลดลงเมื่อเคลื่อนจากคอนไดรต์ H ไปยังคอนไดรต์ LL [ 19 ] คามาไซต์ยังพบได้ในอุกกาบาตชนิดเมโซไซเดอไรต์และคอนไดรต์ E ที่พบได้น้อยกว่าอีกด้วย อุกกาบาตชนิด E chondrites เป็นอุกกาบาตชนิด chondrites ที่ประกอบด้วยเอนสตาไทต์เป็นหลัก และคิดเป็นเพียง 2% ของอุกกาบาตที่ตกลงสู่พื้นโลก อุกกาบาตชนิด E chondrites มีหินต้นกำเนิดที่แตกต่างจากอุกกาบาตชนิด chondrites ทั่วไปโดยสิ้นเชิง[ 17 ]จากการวิเคราะห์คามาไซต์ในอุกกาบาตชนิด E chondrites พบว่าโดยทั่วไปแล้วมีนิกเกลน้อยกว่าค่าเฉลี่ย[ 20 ]
ความอุดมสมบูรณ์
เนื่องจากคามาไซต์เกิดขึ้นเฉพาะในอวกาศและพบได้บนโลกเฉพาะในอุกกาบาตเท่านั้น จึงมีปริมาณน้อยมากบนโลก ปริมาณของคามาไซต์นอกระบบสุริยะ นั้น ยากที่จะระบุได้ เหล็กซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของคามาไซต์เป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่หกในจักรวาลและเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในบรรดาธาตุที่โดยทั่วไปถือว่าเป็นโลหะ[ 21 ]
ตัวอย่างเฉพาะ
หลุมอุกกาบาต อริโซนา
มีการค้นพบและศึกษาคามาไซต์ในหลุมอุกกาบาตเมเทอร์รัฐแอริโซนา หลุมอุกกาบาตเมเทอร์เป็นสถานที่ที่ได้รับการยืนยันว่าเป็นจุดที่เกิดการชนของอุกกาบาตเป็นครั้งแรกบนโลก และไม่ได้เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปจนกระทั่งช่วงทศวรรษ 1950 ในช่วงทศวรรษ 1960 สำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกาได้ค้นพบคามาไซต์ในตัวอย่างที่รวบรวมจากบริเวณรอบๆ สถานที่ดังกล่าว ซึ่งเชื่อมโยงแร่ชนิดนี้กับอุกกาบาต[ 22 ]
ดาวเคราะห์
คามาไซต์ส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นบนอุกกาบาต แต่ก็พบได้ในวัตถุนอกโลก เช่น ดาวอังคาร การค้นพบนี้เกิดขึ้นโดยยานสำรวจดาวอังคาร (MER) Opportunityคามาไซต์ไม่ได้เกิดขึ้นบนดาวอังคาร แต่ถูกนำมาไว้ที่นั่นโดยอุกกาบาต ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าสนใจเป็นพิเศษเพราะอุกกาบาตนั้นจัดอยู่ในกลุ่มเมโซไซเดอไรต์ซึ่งเป็นกลุ่มที่ไม่ค่อยเป็นที่รู้จัก เมโซไซเดอไรต์นั้นหายากมากบนโลก และการพบมันบนดาวอังคารเป็นเบาะแสเกี่ยวกับที่มาของหินต้นกำเนิดขนาดใหญ่[ 23 ]
การใช้งาน
การเตรียมตัวอย่างสำหรับพิพิธภัณฑ์ มหาวิทยาลัย และการถ่ายภาพ
เนื่องจากความหายากและลักษณะโดยทั่วไปที่ดูหมองคล้ำของคามาไซต์ จึงไม่เป็นที่นิยมในหมู่นักสะสมส่วนตัว อย่างไรก็ตาม พิพิธภัณฑ์และมหาวิทยาลัยหลายแห่งมีตัวอย่างคามาไซต์อยู่ในคอลเลกชัน โดยปกติแล้ว ตัวอย่างคามาไซต์จะถูกเตรียมโดยใช้สารขัดเงาและกรดเพื่อแสดงโครงสร้างของทอมสัน การเตรียมตัวอย่างเกี่ยวข้องกับการล้างตัวอย่างในตัวทำละลาย เช่นที่ทอมสันทำด้วยกรดไนตริกเพื่อดึงโครงสร้างของทอมสันออกมา จากนั้นจึงขัดเงาอย่างหนักเพื่อให้ดูเงางาม โดยทั่วไปแล้ว คามาไซต์สามารถแยกแยะออกจากทาไนต์ได้ง่าย เนื่องจากหลังจากกระบวนการนี้ คามาไซต์จะดูมืดกว่าทาไนต์เล็กน้อย[ 24 ]
มองไปสู่อนาคต
คามาไซต์และทาอีไนต์ต่างก็มีศักยภาพที่จะมีมูลค่าทางเศรษฐกิจ ตัวเลือกที่จะทำให้การขุดแร่จากดาวเคราะห์น้อยมีกำไรมากขึ้นคือการรวบรวมธาตุต่างๆ ความยากลำบากอย่างหนึ่งคือการกลั่นธาตุต่างๆ เช่น แพลทินัมและทองคำ แพลทินัมมีมูลค่าประมาณ 12,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม (คามาไซต์มีแพลทินัม 16.11 ไมโครกรัมต่อกรัม) และทองคำมีมูลค่าประมาณ 12,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม (คามาไซต์มีทองคำ 0.52 ไมโครกรัมต่อกรัม) อย่างไรก็ตาม โอกาสที่จะได้รับผลตอบแทนที่คุ้มค่านั้นค่อนข้างน้อย[ 25 ]การขุดแร่จากดาวเคราะห์น้อยเพื่อใช้ในอวกาศอาจเป็นไปได้จริงมากกว่า เนื่องจากการขนส่งวัสดุจากโลกมีค่าใช้จ่ายสูง คล้ายกับแผนการปัจจุบันในการนำโมดูลของสถานีอวกาศนานาชาติกลับมาใช้ใหม่ในภารกิจอื่นๆ อุกกาบาตเหล็กสามารถนำมาใช้สร้างยานอวกาศในอวกาศได้NASAได้เสนอแผนเบื้องต้นในการสร้างยานอวกาศในอวกาศ[ 26 ]
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ คามาไซต์
คามาไซต์เป็นโลหะผสมของเหล็กและนิกเกลซึ่งพบได้บนโลกเฉพาะในอุกกาบาต เท่านั้น ตามที่สมาคมแร่ธาตุระหว่างประเทศ (IMA) ระบุว่าเป็น แร่เหล็กบริสุทธิ์ชนิดที่มีนิกเกลสูง...
คุณสมบัติทางกายภาพ
แร่คามาไซต์มีคุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นเอกลักษณ์หลายประการ รวมถึง ลวดลายแบบ Widmanstätten และความหนาแน่นสูงมาก
การระบุตัวตน
คามาไซต์มีลักษณะทึบแสง และพื้นผิวโดยทั่วไปจะมีเฉดสีเทาเป็นริ้วๆ หรือเป็นลวดลายคล้ายผ้าห่ม คามาไซต์มีความมันวาวคล้ายโลหะ ความแข็งของคามาไซต์อาจแตกต่างกันไปตามระดับของแรงกระแทกที่ได้รับ แต่โดยทั่วไปจะมีค่าความแข็งอยู่ที่ระดับ 4 ตามมาตราโมห์...
ลวดลาย Widmanstätten
ลวดลาย Widmanstätten หรือบางครั้งเรียกว่า ลวดลาย Thomson เป็นลักษณะพื้นผิวที่มักพบในอุกกาบาตที่มีคามาไซต์เป็นส่วนประกอบ โดยมักเป็นแถบสลับกันระหว่างคามาไซต์และทาอีไนต์ ในปี ค.ศ.