二氧化硅新物相-斜硅石的研究现状综述

斜硅石(moganite)是1999年才在国际上被正式承认为二氧化硅的新矿物种类,科学家们对其的研究还不深入。本文综述了斜硅石的晶体结构、高温热力学行为、物理化学性质以及理论计算的研究现状。同时,结合当前研究进展,讨论了斜硅石研究中亟待解决的关键科学问题,并且阐述了斜硅石研究的重大科学意义。斜硅石广泛存在于石英共生矿物中,目前纯相斜硅石还没有被发现。斜硅石有较高的含水量(约2%~4%),主要以自由水和羟基的形式存在,特别地,羟基以缺陷的形式存在于斜硅石晶格中。在高温热行为方面,斜硅石在570 K发生I2/a—Imab的可逆结构相变,类似石英中由软模驱动的α-β位移型相变,然而,由于目前缺少直接的实验证据支撑,其相变机理仍悬而未决,对于斜硅石在二氧化硅相图中的位置仍不明确。地质学上,斜硅石被认为是矿物在蒸发环境下结晶的证据,在成岩过程中具有十分重要的作用。尽管斜硅石在众多二氧化硅矿物中均被发现,但对于斜硅石在其结构演化中的关键作用仍不清楚,认识斜硅石在这些地质过程中的科学价值,需要了解其高温、高压特性和稳定性,而该方面的研究有待深入开展。

A Review of Research on a New Silica Polymorph-Moganite