镍铁陨石——魏德曼花纹
2012-10-21 21:17阅读:
魏德曼花纹

在陨石的截面上显示的魏德曼花纹。与座台呈60°角,显示金属板截断处与
八面体陨铁的结构平行。
魏德曼花纹也称为
汤姆森结构,是在
八面体陨铁的
铁陨石和一些
橄榄陨铁
中发现独特的长
镍-
铁结晶,它们包括一些交织的
锥纹石和
镍纹石形成的带状物,称为
lamellæ。通常,在
壳层的空隙中会发现由
锥纹石和
镍纹石混合构成,称为
合纹石的微小颗粒。

即使魏德曼花纹已经转变,但在
锆合金 4, βZr 颗粒的边界依然可以观察到魏德曼花纹。

前述探测的显微照片。
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·魏德曼的名字命名。当将
铁陨石加热时
[1],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
[2]。
然而,现在认为这项发现应该归给早他四年公布相同结果的
G. 汤姆森[2][3][4]。
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,他如上文所述的作了详细的说明。在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
[3]。结果是,在1804年,他的发现只在法国的
Bibliothèque
Britannique上发表
[3][2][5]。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
[3],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(从原始的英文稿翻译)于
Atti
dell'Accademia Delle Scienze di Siena[6]。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。
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:
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[2][3][4]。
壳层形成的机制

金属显微镜抛光切面呈现的魏德曼花纹。
镍纹石是在熔点以下的温度均匀混合的
铁和
镍合金。在温度900到600
°C(与镍的含量相关),有两种镍含量不同的稳定合金: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%)。
八面体陨铁陨石的镍含量规范需要介于
锥纹石和
镍纹石之间,这会导致锥纹石在缓慢降温的条件下,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。
低镍含量的锥纹石在固体金属内扩散的温度介于700至450
°C,并且以大约每百万年降低1至100度,非常缓慢的速度降温。这可以解释:为何在实验室中无法制造出此种结构。
在陨石被切割、抛光和酸蚀时,因为
镍纹石耐酸性较高,因此可以看见
晶体线形的花纹。在这张图片中,广泛显示的白线是
锥纹石(大小在mm的尺度),像缎带的细线是
镍纹石,暗灰的杂斑区域是
合纹石。
用途
由于以极端缓慢的速率冷却(经历数百万年),镍铁晶体在固体内增长的长度只有几厘米。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
陨石的一角。
标本
有许多不同的方法可以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,然后清理和移除任何抛光时残留下的污垢,最后将切片放入
硝酸来处理(最近常用的是以
铁氯来处理)。由于每颗陨石的
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。陨石一但被酸蚀刻,通常需要用
强碱(例如
碳酸钠)来平衡,以移除残留下的酸,并且清洗和干燥,使用轻润滑油可以协助抗腐蚀性。
尺寸
