Olivine Crystal Structure ڇا آهي؟

اوليوائن ڪرسٽل جو ڍانچو هڪ آرٿورومبڪ ترتيب تي مشتمل هوندو آهي جتي الڳ ٿيل سلڪون-آڪسيجن ٽيٽراهڊرا (SiO₄) آڪٽهڊرل سائيٽن تي قبضو ڪندڙ ڌاتو ڪيشنز سان ڳنڍيل هوندا آهن. هن جوڙجڪ کي آڪسيجن ايٽم جي هڪ هيڪساگونل بند-پيڪ ٿيل صف جي طور تي ڏسي سگهجي ٿو، جنهن ۾ اڌ آڪٽهڊرل ويڊس ميگنيشيم يا آئرن آئنز سان ڀريل هوندا آهن ۽ هڪ-ٽيٽراهڊرل وائڊس جو اٺون حصو سلڪون جي قبضي ۾ هوندو آهي.

اوليوائن گروپ خلائي گروپ Pbnm (جنهن کي متبادل سيٽنگن ۾ Pnma پڻ نامزد ڪيو ويو آهي) جي تحت آرٿورومبڪ ڪرسٽل سسٽم ۾ ڪرسٽل ڪري ٿو. هي بنيادي همراه بيان ڪري ٿو ته ڪيئن ايٽم پاڻ کي ڪرسٽل لٽيس اندر ترتيب ڏين ٿا ۽ سڌو سنئون معدني جي جسماني ملڪيت تي اثر انداز ڪن ٿا.

يونٽ سيل چار فارمولا يونٽن تي مشتمل آهي (Z=4) ۽ ڏيکاري ٿو ٽي غير مساوي محور جيڪي ساڄي زاوين تي هڪ ٻئي سان ملن ٿا. Forsterite (Mg₂SiO₄) لاءِ، عام لٽڪيل پيرا ميٽر لڳ ڀڳ هڪ=4.75 Å، b=10.20 Å، ۽ c=5.98 Å آهن. fayalite (Fe₂SiO₄) ۾، اهي پيرا ميٽر ٿورو وڌندا آهن هڪ=4.82 Å، b=10.48 Å، ۽ c=6.09 Å تائين وڌندا آهن ميگنيشيم جي مقابلي ۾ لوهه جي وڏي آئنڪ ريڊيس جي ڪري.

Pbnm اسپيس گروپ نامزدگي اهم ساخت جي تفصيل کي ظاهر ڪري ٿو. هن خلائي گروپ ۾ آئيني جهازن ۽ هڪ انسائيڪلوپيڊيا مرڪز شامل آهن، ايٽمي پوزيشن تي مخصوص سميٽري رڪاوٽون ٺاهي رهيا آهن. ڍانچي جي اندر ٽي ڪرسٽالوگرافي طور مختلف آڪسيجن جون پوزيشنون (O1, O2, O3) موجود آهن، جن ۾ O1 ۽ O2 آئيني جي جهازن تي بيٺل آهن جڏهن ته O3 خاص سميٽري کان سواءِ عام پوزيشن تي قبضو ڪري ٿو.

اوليوائن جي ساخت جي دل تي الڳ ٿيل SiO₄⁴⁻ ٽيٽراهيڊرن آهي، جتي هڪ مرڪزي سلڪون ايٽم چئن ڀرپاسي آڪسيجن ايٽمن سان هم آهنگي سان ڳنڍي ٿو. اهي ٽيٽراهيڊرا مڪمل طور تي آزاد آهن-اهي آڪسيجن ايٽم کي پاڙيسري ٽيٽراهيڊرا سان حصيداري نٿا ڪن، اوليوائن کي nesosilicate يا orthosilicate طور درجه بندي ڪن ٿا. هر Si-O بانڊ لڳ ڀڳ 1.63-1.66 Å ماپن ٿا ۽ مضبوط ڪوولنٽ ڪردار جي نمائش ڪري ٿو.

tetrahedra رخ ۾ متبادل، ڪرسٽاللوگرافڪ سي- محور جي متوازي قطارن سان مٿي ۽ هيٺ اشارو ڪندي. هي متبادل انتظام ڍانچي جي اندر چينل ٺاهي ٿو جتي ڌاتو ڪيشنون رهي سگهن ٿيون. سلڪون آئن صرف هڪ ڪرسٽلوگرافڪ طور تي الڳ سائيٽ تي قبضو ڪري ٿو جيڪو آئيني جهاز تي ويٺو آهي، مطلب ته ساخت ۾ سڀ سلڪون ايٽم سميٽري آپريشن سان لاڳاپيل آهن.

ڌاتو ڪيشن (عام طور تي Mg²⁺ يا Fe²⁺) M1 ۽ M2 ليبل ٿيل ٻه الڳ اوڪٽيڊرل سائيٽن تي قبضو ڪن ٿا. M1 سائيٽ هڪ اُلٽ واري مرڪز تي ويٺي آهي ۽ ڇهن ڀرسان آڪسيجن ايٽم سان گڏ هڪ وڌيڪ مسخ ٿيل اوڪٽيڊرون ٺاهيندي آهي. ڌاتو-آڪسيجن بانڊ جي ڊيگهه M1 ۾ تقريبن 2.07-2.13 Å کان مگنيشيم لاءِ. M2 سائيٽ هڪ آئيني جهاز تي آهي ۽ 2.04-2.21 Å جي MO فاصلن سان هڪ وڏو، وڌيڪ باقاعده اوڪٽيڊرون ٺاهي ٿو.

M1 ۽ M2 سائيٽن جي وچ ۾ فرق اهم اثر آهي ته ڪيئن مختلف ڪيشن پاڻ کي ڍانچي ۾ ورهائي ٿو. ميگنيشيم ۾-آئرن سولڊ سولوشن سيريز، Mg²⁺ ۽ Fe²⁺ ٿورڙي سائيٽ جي ترجيح ڏيکارين ٿا-ٻئي M1 ۽ M2 سائيٽن تي قبضو ڪن ٿا بغير مضبوط چونڊ جي. بهرحال، ڪلسيم ۾-اولائنز جهڙوڪ مونٽيسيلائيٽ (CaMgSiO₄)، وڏا Ca²⁺ آئن ترجيحي طور تي وڌيڪ وسيع M2 سائيٽن ۾ داخل ٿيندا آهن جڏهن ته Mg²⁺ ننڍين M1 پوزيشن کي پسند ڪندو آهي.

olivine crystal structure

زيتون جي جوڙجڪ کي بيان ڪرڻ جو هڪ متبادل طريقو آڪسيجن جي ذيلي ذخيري تي زور ڏئي ٿو. آڪسيجن انائنس لڳ ڀڳ هيڪساگونل بند-پيڪ ٿيل (hcp) صفن سان ٺھيل آھن ھڪ- محور سان. هي فريم ورڪ اسڪيلنگ مهيا ڪري ٿو جنهن تي سلکان ۽ ڌاتو ڪيشن پاڻ کي پوزيشن ڪن ٿا.

هن hcp آڪسيجن جي ترتيب جي اندر، ڌاتو ڪيشن موجود آڪٽهڊرل ويڊس جو اڌ ڀريندا آهن، جڏهن ته سلڪون ايٽم هڪ-ٽيٽراهڊرل ويڊس جو اٺون حصو وٺندا آهن. هي چونڊيل سائيٽ جي قبضي M₂SiO₄ جي خصوصيت اوليوين اسٽوچيوميٽري ٺاهي ٿي، جتي M مختلف ڌاتو ڪيشن جي نمائندگي ڪري ٿو.

هر آڪسيجن جو ايٽم هڪ سلڪون ۽ ٽن ڌاتوءَ جي ايٽمن سان ڳنڍي ٿو، هڪ گهڻ ٽي-ڊائينشنل فريم ورڪ ٺاهي ٿو. آڪسيجن جا ايٽم برابر نه هوندا آهن-ٽي الڳ الڳ آڪسيجن جي پوزيشن (O1, O2, O3) ۾ ٿورڙي مختلف بانڊنگ ماحول ۽ فاصلو پاڙيسري ايٽم تائين آهي. آڪسيجن جي سائيٽن ۾ هي تغير مجموعي ساخت جي پيچيدگي ۾ حصو ڏئي ٿو ۽ خاصيتن کي متاثر ڪري ٿو جهڙوڪ حرارتي توسيع ۽ کمپريشن.

ڪنارن جا پرت-شيئرنگ اوڪٽهڊرا (100) جهاز جي متوازي وڌندا آهن، ڪراس-جي الڳ ٿيل SiO₄ tetrahedra سان ڳنڍيل هوندا آهن. لاڳو ٿيل دٻاءُ جي تحت هي پرت واري خصوصيت خاص طور تي اهم ٿي وڃي ٿي، ڇاڪاڻ ته اهو امڪاني سلپ جهاز ٺاهي ٿو جيڪي اوليوائن جي ميخانياتي ۽ زلزلي جي ملڪيت کي ڌرتيء جي مٽيء ۾ متاثر ڪن ٿا.

اوليوائن جي ڪرسٽل ڍانچي ۾ ميگنيشيم جي آخر-ميمبر فارسٽرائٽ (Mg₂SiO₄) ۽ لوهه جي آخر-ميمبر فيالائٽ (Fe₂SiO₄) جي وچ ۾ مسلسل مضبوط حل رکي ٿو. هي مڪمل غلط فهمي موجود آهي ڇاڪاڻ ته Mg²⁺ (ionic radius ~ 0.72 Å) ۽ Fe²⁺ (ionic ridius ~ 0.77 Å) سائيز ۾ فرق صرف 7٪ جي حساب سان آهي، انهن کي اجازت ڏئي ٿو ته اهي ڪرسٽل جي جوڙجڪ کي خاص طور تي خراب ڪرڻ کان سواء آزاديء سان متبادل ڪن.

ڪمپوزيشن کي روايتي طور تي molar فيصد جي طور تي ظاهر ڪيو ويو آهي، جهڙوڪ Fo₇₀Fa₃₀ (يا صرف Fo₇₀)، 70٪ forsterite ۽ 30٪ fayalite کي اشارو ڪري ٿو. مافڪ پٿر مان قدرتي زيتون عام طور تي Fo₅₀ کان Fo₉₀ تائين هونديون آهن، جڏهن ته مينٽل زيتون عام طور تي وڌيڪ ميگنيشين هوندا آهن، جن ۾ Fo₈₈ کان Fo₉₂ جي چوڌاري ٺهيل هونديون آهن.

لوهه جي مواد سان لڳ ڀڳ لڪيريءَ جا پيرا ميٽر وڌي ويندا آهن. جيئن ته Fe²⁺ Mg²⁺ جو متبادل آهي، يونٽ سيل وڌندو آهي ڇاڪاڻ ته لوهه جي وڏي سائيز ايٽم کي ٿورو اڳتي وڌايو آهي. اهو تعلق ايترو ته اڳڪٿي ڪري سگهجي ٿو ته يونٽ جي سيل جي طول و عرض کي استعمال ڪري سگھجن ٿا زيتون جي جوڙجڪ کي مناسب درستگي سان.

وڏي Mg-Fe جي متبادل کان علاوه، زيتون جي جوڙجڪ ٻين ڪيشنن جي معمولي مقدار کي شامل ڪري سگھي ٿي. ڪلسيم محدود مقدار ۾ ساخت ۾ داخل ٿئي ٿو، M2 سائيٽ کي ترجيح ڏئي ٿو. مينگنيز (tephroite ۾، Mn₂SiO₄) مڪمل طور تي ميگنيشيم يا لوهه کي تبديل ڪري سگھن ٿا. نڪيل، ڪروميم، ۽ حتي فيرڪ آئرن (Fe³⁺) جي مقدار کي اوڪٽيڊرل سائيٽن ۾ تبديل ڪري سگھي ٿو، جيتوڻيڪ ننڍن تناسب ۾.

زيتون جي جوڙجڪ صرف مخصوص دٻاءُ ۽ درجه حرارت جي حالتن هيٺ مستحڪم رهي ٿي. جيئن ڌرتيءَ جي اندر جي کوٽائي وڌندي وڃي ٿي، تيئن زيتون جو بندوبست توانائيءَ جي لحاظ کان نامناسب ٿيندو وڃي ٿو ۽ مختلف ڪرسٽل ڍانچين سان denser polymorphs ۾ تبديل ٿي وڃي ٿو.

تقريبن 410 ڪلوميٽر جي کوٽائي تي (14 GPa جي چوڌاري دٻاء جي مطابق)، اوليوائن واڊسليائٽ ڏانهن هڪ خارجي مرحلي جي منتقلي مان گذري ٿو. ھن تبديليءَ ۾ ھڪ اھم ڍانچي جي بحالي شامل آھي جتي آڪسيجن ذيلي ذخيري مسدس کان وڌيڪ ڪعبي ترتيب ڏانھن منتقل ٿئي ٿي. Wadsleyite orthorhombic symmetry برقرار رکي ٿي پر هڪ تبديل ٿيل اسپنل-جهڙو ڍانچو اختيار ڪري ٿي جنهن ۾ ڪجهه سلڪون ايٽمس آڪٽهڊرل ڪوآرڊينيشن ۾ آهن.

ڌرتيءَ جي مٽيءَ جي اونهائي ۾، لڳ ڀڳ 520 ڪلوميٽر جي اونهائي (18-20 GPa) تي، واڊسليائٽ ringwoodite ۾ بدلجي ٿي، جيڪا ڪعبي اسپنل جي جوڙجڪ کي اختيار ڪري ٿي. ringwoodite ۾، سڀ سلڪون octahedral سائيٽن تي قبضو ڪن ٿا بلڪه tetrahedral پوزيشن. انهن مرحلن جي منتقلي سبب اوچتو کثافت ۾ اضافو ٿئي ٿو جنهن کي زلزلي جا ماهر زلزلي جي موج جي رفتار ۾ وقفي جي طور تي ڳوليندا آهن.

اهو دٻاءُ جنهن تي اهي منتقلي ٿينديون آهن ان جو دارومدار درجه حرارت ۽ ساخت تي هوندو آهي. لوهه-ميگنيشيم-رچ قسمين جي ڀيٽ ۾ گهٽ دٻاءَ تي لوهه جي زيتون بدلجي ٿو. 800 درجا تي، خالص فورسٽرائٽ 11.8 GPa تي واڊسليائٽ ۾ بدلجي ٿو، جڏهن ته واڊسليائٽ-کان-رنگ ووڊائٽ جي منتقلي 14 GPa کان مٿي ٿئي ٿي. لوهه جي پڇاڙي-ميمبر فيالائيٽ واڊسليٽ جي جوڙجڪ کي مڪمل طور تي ڇڏي ٿي ۽ سڌو سنئون ايرنسائٽ (لوهه-برنگ ووڊائٽ اينالاگ) ۾ گهٽ دٻاءَ تي تبديل ٿي وڃي ٿي.

olivine crystal structure

زيتون جو ڍانچو anisotropically لاڳو دٻاءُ جو جواب ڏئي ٿو-مختلف ڪرسٽلگرافڪ هدايتون مختلف شرحن تي دٻجي وڃن ٿيون. M2 octahedron M1 octahedron کان وڌيڪ آسانيءَ سان دٻجي ٿو سڀني ڪمپوزيشنز ۾ Forsterite کان fayalite تائين. هي تفاوت ڪمپريشن ان ڪري ٿئي ٿو ڇاڪاڻ ته M2 سائيٽ وٽ هڪ وڏو ابتدائي حجم آهي ۽ ان جي بانڊنگ ترتيب ۾ وڌيڪ لچڪ آهي.

سنگل-ڪرسٽل ايڪس- 8 GPa تائين شعاعن جي تفاوت جو مطالعو اهو ظاهر ڪري ٿو ته M2-O بانڊ ڊگھائي دٻاءَ هيٺ M1-O بانڊن کان وڌيڪ تيز ٿين ٿا. M1 octahedron لوهه جي مواد کي وڌائڻ سان نسبتاً گهٽ دٻجي وڃي ٿو، جيڪو متضاد طور تي بلڪ ماڊيولس (مجموعي طور ڪمپريشن جي مزاحمت) کي فورسٽرائٽ کان فيلائيٽ تائين ٿورو وڌڻ جو سبب بڻائيندو آهي- هڪ شروعاتي طور تي ضدي نتيجو آهي ڇاڪاڻ ته لوهه ميگنيشيم کان ڳرو آهي.

درجه حرارت مختلف طور تي ساخت کي متاثر ڪري ٿو. گرمي سبب يونٽ جي سيل کي وسعت ڏئي ٿي، جنهن ۾ b- محور سڀ کان وڏو حرارتي توسيع کوٽائي ڏيکاري ٿو. اعلي-فورسٽرائٽ تي 900 درجا تائين درجه حرارت جا اڀياس ڏيکاريا آهن ته M-O بانڊ جي ڊگھائي منظم طريقي سان وڌي ٿي، پر بنيادي ڍانچي جي ٽوپولوجي ۾ تبديلي نه رهي جيستائين پگھلڻ جي درجه حرارت جي ويجهو اچي.

SiO₄ tetrahedra واضح طور تي سخت ثابت ٿئي ٿو ڌاتو-آڪسيجن آڪٽهڊرا جي مقابلي ۾. Si-O بانڊ جي ڊگھائي گھٽ ۾ گھٽ تبديل ٿئي ٿي يا ته دٻاءُ يا گرمي پد سان، ڇاڪاڻ ته Si-O بانڊ جي مضبوط ڪوولنٽ ڪردار جي ڪري. اڪثر ساخت جي لچڪ M-O بانڊ جي ڊگھائي ۽ پولي هيڊرا جي وچ واري زاوين ۾ ايڊجسٽمينٽ مان ايندي آهي بلڪه پولي هيڊرا جي پاڻ ۾ ڪمپريشن.

زيتون جي جوڙجڪ فريم ورڪ ۾ اهم ٽيڪنالاجي ايپليڪيشن ملن ٿاlithium لوهه phosphate بيٽرين(LiFePO₄ يا LFP). 1996 ۾ ڪيٿوڊ مواد جي طور تي دريافت ڪيو ويو، ليٿيم آئرن فاسفيٽ ساڳئي بنيادي زيتون جي جوڙجڪ جي قسم کي معدني زيتون جي طور تي اختيار ڪري ٿو، جيتوڻيڪ فاسفيٽ گروپن سان الڳ ٿيل سليڪٽ ٽيتراهرا کي تبديل ڪري ٿو.

LiFePO₄ ۾، جوڙجڪ orthorhombic symmetry (خلائي گروپ Pnma/Pbnm) کي برقرار رکي ٿي ليٽيس پيرا ميٽرز a=6.008 Å، b=10.334 Å، ۽ c=4.693 Å. لوهه جا ايٽم اوڪٽايڊرل سائيٽن تي قبضو ڪن ٿا (FeO₆ octahedra ٺاهي رهيا آهن)، جڏهن ته فاسفورس ايٽم ٽيٽراهيڊرل سائيٽن ۾ ويهندا آهن (PO₄ tetrahedra ٺاهيندا آهن)، هڪجهڙائي سان ڪيئن ڌاتو ۽ سلڪون ايٽم معدني اوليائن ۾ ترتيب ڏين ٿا.

اهم فرق اضافي ليتيم ڪيشنز ۾ آهي. ليتيم آئنز اوڪٽيڊرل چينلن ۾ رهجي ويندا آهن ساخت جي اندر، هڪ zigzag نموني ۾ ترتيب ڏنل. بيٽري چارج ڪرڻ ۽ ڊسچارج ڪرڻ دوران، ليتيم آئنز ان چينلن مان ڪڍيا وڃن ٿا ۽ ان ۾ داخل ڪري سگھجن ٿا بغير بنيادي اوليائن فريم ورڪ کي ختم ڪرڻ جي. لوھ کي ريڊ آڪس سائيڪلنگ ذريعي Fe²⁺ ۽ Fe³⁺ جي وچ ۾ چارج بيلنس برقرار رکڻ لاءِ جيئن ليٿيم اندر ۽ ٻاهر هلي ٿو.

هي ساختي استحڪام-مضبوط اوليائن فن تعمير مان ورثي ۾ ملي ٿو-LiFePO₄ بيٽرين کي غير معمولي حفاظتي خاصيتون ۽ ڊگھي چڪر واري زندگي ڏئي ٿي. فاسفيٽ ٽيٽراهڊرا ۾ مضبوط P-O covalent بانڊ آڪسيجن ڇڏڻ جي مزاحمت ڪن ٿا، حرارتي رنڊڪ جي رد عمل کي روڪين ٿا جيڪي ڪجهه ٻين ليٿيم-آئن بيٽري ڪيمسٽري کي متاثر ڪن ٿا. ڪمرشل LFP بيٽريون 3,000 کان وڌيڪ چارج-ڊسچارج چڪر حاصل ڪري سگھن ٿيون جڏهن ته گنجائش برقرار رکي ٿي.

زيتون جو ڍانچو هڪ حد لاڳو ڪري ٿو: ليٿيم آئنز کي ٽن طول و عرض ۾ آزاديءَ سان حرڪت ڪرڻ بجاءِ ڪرسٽلگرافڪ محور سان گڏ هڪ-طولياتي چينلن ذريعي ڦهلجڻ گهرجي. هي ionic چالکائي ۽ شرح جي صلاحيت کي محدود ڪري ٿو. محقق هن کي نانو اسٽريچرنگ (ذريعي سائيز کي گهٽائڻ لاءِ ڊفيوژن رستا کي گهٽائڻ) ۽ ڪاربان ڪوٽنگ (اليڪٽرانڪ چالکائي کي بهتر ڪرڻ) ذريعي پتو لڳايو. تبديل ٿيل ورجن جهڙوڪ ليٿيم مينگنيز آئرن فاسفيٽ (LMFP) زيتون جي جوڙجڪ کي برقرار رکندا آهن جڏهن ته مينگنيز کي ڪجهه لوهه جي بدلي ۾ آپريٽنگ وولٹیج وڌائڻ لاءِ.

زيتون جي ڍانچي جي جديد سمجھ بنيادي طور تي X- شعاع جي تفاوت جي ٽيڪنالاجي مان اچي ٿي. وليم لارنس برگ ۽ جي بي براون پهريون ڀيرو 1926ع ۾ X-ري ڪرسٽل گرافي جي شروعاتي طريقن کي استعمال ڪندي فارسٽرائٽ جي ڪرسٽل ڍانچي جو اندازو لڳايو. انهن جي ڪم زيتون کي قائم ڪيو جيئن الڳ ٿيل SiO₄ tetrahedra- سليڪٽ معدنيات لاءِ هڪ بنيادي بصيرت سان ٺهيل آهي.

سنگل-ڪرسٽل X- شعاع جي تفاوت صحيح ساخت جي تعين لاءِ سون جو معيار رهي ٿو. هڪ ننڍڙو زيتون جو ڪرسٽل (عام طور تي 0.1-0.5 ملي ميٽر) هڪ گونيوميٽر تي لڳل آهي ۽ ايڪس-ري شعاع ذريعي گھمايو ويندو آهي. نتيجي ۾ تفاوت جو نمونو هزارين انفرادي عڪاسي تي مشتمل آهي، هر هڪ مختلف سيٽ جي نمائندگي ڪري ٿو ڪرسٽللوگرافڪ جهازن جي. نفيس سافٽ ويئر ايٽمي پوزيشن، حرارتي پيرا ميٽرز، ۽ سائيٽ جي قبضي کي صاف ڪري ٿو ته جيئن مشاهدو تفاوت جي شدت سان ملن.

نيوٽران جو تفاوت مڪمل معلومات مهيا ڪري ٿو، خاص طور تي هائيڊروجن ايٽمز کي ڳولڻ لاءِ (هائڊروس مرحلن ۾) ۽ عنصرن جي وچ ۾ فرق ڪرڻ لاءِ هڪجهڙا اليڪٽران ڳڻپ جهڙوڪ ميگنيشيم ۽ ايلومينيم. نيوٽران تجربن لاءِ نيوٽران ذريعن سان گڏ وڏن ڪرسٽل ۽ خاص سهولتن جي ضرورت هوندي آهي، پر اهي مقناطيسي ساختن ۽ ڪجهه هلڪي عنصرن جي پوزيشن کي طئي ڪرڻ لاءِ اعليٰ درستي پيش ڪن ٿا.

ٽرانسميشن اليڪٽران مائيڪرو اسڪوپي (TEM) نانوسڪيل تي زيتون جي جوڙجڪ کي جانچيندو آهي، ظاهر ڪرڻ جي خرابين، ڊومين جي حدن، ۽ مقامي تغيرات کي تفاوت طريقن سان پوشيده. هاء- ريزوليوشن TEM انفرادي ايٽمي ڪالمن کي تصوير ڏئي سگهي ٿو، سڌو سنئون ايٽم جي ترتيب کي ڏسڻ ۾. اهو خاص طور تي طاقتور ٿي ويندو آهي جڏهن خراب ٿيل نمونن يا مرحلن جي منتقلي جو مطالعو ڪيو ويندو آهي جتي جوڙجڪ ننڍن فاصلن تي مختلف آهي.

رامان ۽ انفراريڊ اسپيڪٽرو اسڪوپي پروب اوليوائن ڍانچي کي وائيبريشنل موڊس ذريعي. SiO₄ tetrahedron ۾ چار بنيادي وائبريشن موڊس آھن، ۽ انھن جي تعدد جو دارومدار Si-O بانڊ جي طاقت ۽ ڀرپاسي جي ساخت جي ماحول تي آھي. ڪمپوزيشن انهن وائبريشنل فريڪوئنسيز کي اڳڪٿي ڪرڻ واري طريقن سان متاثر ڪري ٿي اهي spectroscopic ٽيڪنڪ غير-تباهي واري طريقي سان ڪم ڪن ٿيون ۽ ننڍڙن نمونن يا شموليتن کي نمايان ڪري سگهن ٿيون.

ڪرسٽلگرافڪ ترتيب سڌو سنئون زيتون جي مشاهدي واري ملڪيت کي ڪنٽرول ڪري ٿو. معدنيات عام طور تي زيتوني-سائي نظر اچن ٿا ڇاڪاڻ ته آڪٽهڊرل ڪوآرڊينيشن ۾ Fe²⁺ آئنز مخصوص موج ڊگھائي ۾ روشني جذب ڪن ٿا، سائي منتقل ڪن ٿا. خالص فورسٽرائٽ بي رنگ کان هلڪو پيلو آهي-سائي، جڏهن ته لوهه جي-مشايعات ۾ ڳاڙهي سائي کان ناسي-ڪاري ٿيندي آهي.

اوليوائن ڪليويج جي بجاءِ ڪنڪوائيڊل فريڪچر کي نمايان ڪري ٿو ڇاڪاڻ ته ٽي-آڪٽا هيڊرا سان جڙيل الڳ ٿيل ٽيٽراهيڊرا جو ٽي جہتي فريم ورڪ سڀني طرفن ۾ برابر مضبوط بانڊ ٺاهي ٿو. ڍانچي ۾ ڪمزوريءَ جو ڪو به جهاز موجود ناهي، جيڪو ميڪاس يا پرت سليڪٽس ۾ موجود شيٽ ڍانچي جي مقابلي ۾ هجي. جڏهن اوليوين ڀڃي ٿو، اهو مخصوص ڪرسٽاللوگرافڪ جهازن سان ورهائڻ جي بجاءِ پوري ڍانچي ۾ بي ترتيب ڀڃي ٿو.

آرٿورومبڪ سميٽري anisotropic خاصيتون پيدا ڪري ٿي زلزلي جي لهرن جي رفتار مختلف ٿي سگهي ٿي، ان جي بنياد تي ڪرسٽل محور سان تعلق رکندڙ پروپيگيشن طرف. تيز رفتار جي سمت هڪ- محور سان، وچولي رفتار c- محور سان، ۽ سست رفتار ب- محور سان. مينٽل اوليوائن ۾ هي زلزلي جي اناسوٽروپي جيو فزڪسسٽن کي مينٽل وهڪري جي هدايت ۽ شدت جي وضاحت ڪرڻ ۾ مدد ڪري ٿي.

سختي (6.5-7 Mohs اسڪيل تي) ۽ کثافت (3.27-3.37 g/cm³ forsterite لاءِ، 4.39 g/cm³ forsterite) ٻنهي جو تعلق ساخت جي تنگ پيڪنگ ۽ ڌاتو-آڪسيجن بانڊ جي مضبوطيءَ سان آهي. زيتون جي ڍانچي ۾ denser آڪسيجن فريم ورڪ ۽ ننڍو ڌاتو-آڪسيجن فاصلو هڪ سخت، ٿلهي معدنيات پيدا ڪري ٿو جيڪو زمين جي اونهائي جي حالتن ۾ ڪيميائي موسم جي خلاف مزاحمتي آهي.

olivine crystal structure

حقيقي زيتون جي ڪرسٽل ساخت جي خرابين تي مشتمل آهن جيڪي خاص طور تي انهن جي رويي کي متاثر ڪن ٿا. پوائنٽن جي خرابين ۾ شامل آھن خالي جڳھون (غائب ائٽم)، وچڙ (اضافي ايٽم عام طور تي غير قبضي واري پوزيشن ۾ نچوض ٿيل)، ۽ متبادل خرابيون (عام سائيٽن تي غلط ايٽم). اهي خرابيون، جيتوڻيڪ نادر، ڪنٽرول جي شرح ۽ برقي چالکائي کي آئنڪ حرڪت لاء رستا ٺاهيندي.

Dislocations-Line defects جتي باقاعده ڪرسٽللوگرافڪ ترتيب خراب ٿي وڃي ٿي-اوليوائن جي مشيني خاصيتن تي غالب آهن. Dislocation creep (ڪرسٽل ذريعي انهن لڪير جي خرابين جي حرڪت) جيولوجيڪل ٽائيم اسڪيل جي تحت مينٽل اوليوائن ۾ هڪ وڏي خرابي واري ميڪانيزم جي نمائندگي ڪري ٿي. مخصوص سلپ سسٽم (ڪرسٽاللوگرافڪ پلن ۽ ڊسلوڪيشن موشن جون هدايتون) اهو طئي ڪن ٿا ته ڪيئن زيتون جا اناج خراب ٿين ٿا ۽ ترجيحي ڪرسٽلگرافڪ رخن کي ترقي ڪن ٿا.

وڌايل خرابيون جهڙوڪ اناج جون حدون ۽ ٽوئن بائونڊريون انٽرفيس ٺاهينديون آهن جتي ڪرسٽل ڍانچي هڪ رخ کان ٻئي ڏانهن منتقل ٿي ويندو آهي. اهي حدون ميڪانياتي طاقت کي متاثر ڪن ٿيون ۽ ڪيميائي ڦيرڦار لاءِ تيز ڦهليل رستا مهيا ڪن ٿيون. ذيلي ذخيري جون حدون-گهٽ- زاويه جون حدون جيڪي ٺهڪندڙن جي صفن مان ٺهيل آهن- خراب ٿيل اوليائن ۾ ترقي ڪن ٿيون ۽ خراب ٿيڻ جي تاريخ کي رڪارڊ ڪن ٿيون.

ڌرتيءَ جي مٿاڇري تي، زيتون پنهنجي مضبوط ساخت جي باوجود تيزيءَ سان موسم ڪري ٿو. پاڻي جا ماليڪيول عيب ۽ اناج جي حدن سان گڏ داخل ٿي سگهن ٿا، زيتون جي فريم ورڪ سان رد عمل ڪندي. سڀ کان وڌيڪ عام ڦيرڦار جي پيداوار سرپينٽائن آهي، جيڪا ٺهي ٿي جڏهن پاڻيءَ جا ماليڪيول ساخت ۾ داخل ٿين ٿا: 2Mg₂SiO₄ + 3H₂O → Mg₃Si₂O₅(OH)₄ + Mg(OH)₂. اهو ردعمل اصل حجم کي 30-40٪ وڌائي ٿو ۽ اصل زيتون جي جوڙجڪ کي تباهه ڪري ٿو، ان کي شيٽ سليڪٽ پرت سان تبديل ڪري ٿو.

ٻين ڦيرڦار جي شين ۾ شامل آهن iddingsite (لوهه جي آڪسائيڊ ۽ مٽيءَ جي معدنيات جو هڪ نفيس-ميڪلو) ۽ بالنگائٽ (هائيڊريٽ ٿيل لوهه-برينگ سليڪٽس). اهي ڦيرڦار جا عمل تيزيءَ سان اڳتي وڌن ٿا درگاهن ۽ ڪرسٽل جي ڪنارن سان جتي پاڻي تمام آسانيءَ سان ڍانچي تائين پهچي سگهي ٿو. مڪمل pseudomorphic متبادل ٿي سگھي ٿو، جتي تبديل ٿيل مواد خارجي ڪرسٽل شڪل کي برقرار رکي ٿو، جڏهن ته اندروني جوڙجڪ مڪمل طور تي ثانوي معدنيات ۾ تبديل ڪري ٿي.

ڇا زيتون جي جوڙجڪ ٻين سليڪٽ معدنيات کان مختلف آهي؟

Olivine ۾ الڳ ٿيل SiO₄ tetrahedra شامل آهن جيڪي هڪ ٻئي سان آڪسيجن ايٽم کي حصيداري نٿا ڪن، ان کي هڪ nesosilicate طور بيان ڪري ٿو. هي زنجير سليڪٽس (جهڙوڪ پائروڪسين)، شيٽ سليڪيٽس (جهڙوڪ ميڪاس)، ۽ فريم ورڪ سليڪٽس (جهڙوڪ کوارٽز) سان مقابلو ڪري ٿو، جتي ٽيٽراهيڊرا آڪسيجن کي وڌايو وڃي ٿو. الڳ ٿيل ٽيٽراهڊرا هڪ گھڻا ٽي-ڊائيميشنل نيٽ ورڪ ٺاهي ٿو جيڪو ڌاتو-آڪسيجن بانڊن سان گڏ رکيل آهي.

اوليوائن ۾ ٻه مختلف ڌاتو سائيٽون ڇو آهن (M1 ۽ M2)؟

آرٿورومبڪ سميٽري ۽ آڪسيجن ايٽم جي مخصوص پيڪنگ جو بندوبست ٻن ڪرسٽالوگرافي طور تي الڳ الڳ آڪٽهڊرل پوزيشن ٺاهي ٿو جيڪي ٿورڙي مختلف سائزن ۽ تحريرن سان. M1 هڪ انسائيڪلوپيڊيا مرڪز تي ويٺو آهي ۽ ننڍو ۽ وڌيڪ مسخ ٿيل آهي، جڏهن ته M2 هڪ آئيني جهاز تي آهي ۽ وڏو ۽ وڌيڪ باقاعده آهي. هي فرق اثر انداز ٿئي ٿو ته ڪهڙن ڪهڙن ڪهڙن ماڳن کي ترجيح ڏين ٿا ۽ مواد جي جسماني ملڪيتن کي ڪنٽرول ڪن ٿا.

ڪيئن ٺهڪندڙ زيتون جي ڪرسٽل جي جوڙجڪ کي متاثر ڪري ٿو؟

جيئن ته لوهه ميگنيشيم لاءِ متبادل طور فورسٽرائٽ-فائيلائيٽ سيريز ۾، يونٽ سيل هڪجهڙائي وڌائي ٿو ڇاڪاڻ ته Fe²⁺ Mg²⁺ کان وڏو آهي. بنيادي ڍانچي جي ٽوپولوجي ۾ ڪا تبديلي نه رهي آهي-ساڳئي خلائي گروپ، ساڳيا ايٽمي پوزيشن، ساڳيا ڪوآرڊينيشن ماحول. بانڊ جي ڊگھائي ٿورڙي وڌندي آهي، پر ايٽم جي ترتيب بنيادي طور تي ساڳيو رهي ٿو. هي اجازت ڏئي ٿو مڪمل مضبوط حل جي وچ ۾ آخري-ميمبرن.

ڇا زيتون جو ڍانچو پاڻي يا ٻيون volatiles رکي سگهي ٿو؟

معياري زيتون جي جوڙجڪ ۾ ڪو به هائيڊروڪسيل گروپ يا سالم پاڻي شامل ناهي. بهرحال، هائيڊروجن جي مقدار کي نشانو بڻائي سگھي ٿو پوائنٽ جي خرابين جي طور تي-عام طور تي OH گروپن جي طور تي آڪسيجن ايٽم جي متبادل يا عام طور تي خالي سائيٽن ۾ رهائش پذير. اهي "پاڻي" مواد تمام گهٽ رهن ٿا (عام طور تي<50 ppm by weight), but even trace hydrogen significantly affects electrical conductivity and diffusion rates. Water content increases with pressure, making transition zone olivine polymorphs potentially important water reservoirs in Earth's deep interior.

زيتون جي ڪرسٽل جي جوڙجڪ هيٺ ڏنل بنيادي خصوصيتن کي ڏيکاري ٿو:

کرسٽل سسٽم: Orthorhombic خلائي گروپ Pbnm سان (يا متبادل سيٽنگ ۾ Pnma)

لٽيس پيرا ميٽرز:

Forsterite: a ≈ 4.75 Å، b ≈ 10.20 Å، c ≈ 5.98 Å

فيالائيٽ: هڪ ≈ 4.82 Å، ب ≈ 10.48 Å، ج ≈ 6.09 Å

بلڊنگ بلاڪ: Isolated SiO₄ tetrahedra جيڪو ڌاتو-آڪسيجن آڪٽهيڊرا (MO₆) ذريعي ڳنڍيل آهي

ڌاتو سائيٽون: ٻه الڳ اوڪٽيڊرل سائيٽون (M1 ۽ M2) مختلف سائزن ۽ تحريرن سان

آڪسيجن پوزيشن: ٽي crystallographically مختلف آڪسيجن سائيٽون asymmetric يونٽ ۾

ساخت جو قسم: هيڪساگونل بند-پيڪ ٿيل آڪسيجن سرن سان ڪيشنن سان ٽيٽرا هيڊرل ۽ آڪٽايڊرل ويڊس

درجه بندي: Nesosilicate (orthosilicate) الڳ ٿيل tetrahedral يونٽن جي ڪري

همراهه: Si ۾ 4-Coordination (tetrahedral)، M cations in 6-coordination (octahedral)

هي ڍانچي فريم ورڪ قابل ذڪر مضبوط ثابت ٿئي ٿو، جيولوجيڪل ماحول ۾ وسيع ساخت جي حدن ۾ استحڪام کي برقرار رکندي، جڏهن ته ٽيڪنالاجي ايپليڪيشنن ۾ جديد بيٽري مواد لاء بنياد پڻ مهيا ڪري ٿي. زيتون جي جوڙجڪ جو مضبوط covalent Si-O بانڊن سان لچڪدار ڌاتو-آڪسيجن ڪوآرڊينيشن ان کي ڌرتيءَ جي سڀ کان اهم ۽ ورڇيل معدني ساختن مان هڪ بڻائي ٿو.