尖晶橄榄石

尖晶硅榄石是在 525 至 660 公里（326 至 410 英里）深度的地幔高温高压下形成的 Mg2SiO4（硅酸镁）高压相。 它还可能含有铁和氢。 它与橄榄石相镁橄榄石（硅酸镁铁）呈多晶型。

尖晶橄榄石以能够在其结构中包含氢氧根离子（结合在一起的氧和氢原子）而著称。 在这种情况下，两个氢氧根离子通常会代替一个镁离子和两个氧离子。

结合它存在于地幔深处的证据，这表明在 410 至 660 公里深的地幔过渡带中，水量是世界海洋水量的一到三倍。

这种矿物于 1969 年在 Tenham 陨石中首次被发现，据推测在地幔中大量存在。

尖晶橄榄石以澳大利亚地球科学家 Ted Ringwood（1930-1993）的名字命名，他研究了常见地幔矿物橄榄石和辉石在相当于约 600 公里深度的压力下的多晶相变。

橄榄石、瓦兹利石和尖晶橄榄石是在地球上地幔中发现的多晶型物。 在大于约 660 公里（410 英里）的深度，其他矿物，包括一些具有钙钛矿结构的矿物，是稳定的。 这些矿物的特性决定了地幔的许多特性。

尖晶石与镁橄榄石Mg2SiO4多晶型，呈尖晶石结构。 尖晶石族矿物在具有八面体习性的等距系统中结晶。 橄榄石在上地幔中含量最多，大约在 410 公里（250 英里）以上； 橄榄石多晶型瓦兹利石和尖橄榄石被认为主导着地幔的过渡带，该区域存在于约 410 至 660 公里的深度。

尖晶橄榄石被认为是地球过渡带下部最丰富的矿物相。 这种矿物的物理和化学性质部分决定了这些深度的地幔的性质。 尖橄榄石稳定的压力范围大约在 18 到 23 GPa 之间。

在许多冲击球粒陨石中发现了天然尖晶橄榄石，其中尖晶橄榄石以细粒多晶聚集体的形式出现。

天然尖晶橄榄石的镁含量一般远高于铁含量，但可以形成从纯镁端元到纯铁端元的无间隙固溶体系列。 后者最近才在自然样本中被发现，并被命名为阿伦石，以纪念美国矿物物理学家 Thomas J. Ahrens（1936-2010）。

在陨石中，尖晶橄榄石出现在淬火冲击熔体的细脉中，切割基质并取代可能在冲击变质过程中产生的橄榄石。

在地球内部，橄榄石出现在上地幔约 410 公里以下的深度，尖橄榄石被推断存在于约 520 至 660 公里深度的过渡带内。 大约 410 公里、520 公里和 660 公里深度处的地震活动不连续性被归因于涉及橄榄石及其多晶型物的相变。

520 公里深度的不连续性一般认为是由橄榄石多形瓦兹利石（β 相）向尖橄榄石（伽马相）转变造成的，而 660 公里深度的不连续性是由尖橄榄石（伽马相）的相变引起的 ) 到硅酸盐钙钛矿加 magnesiowüstite。

推测过渡带下半部的尖晶橄榄石在地幔动力学中起着举足轻重的作用，尖晶橄榄石的塑性被认为是决定这部分地幔物质流动的关键。 尖晶橄榄石结合氢氧化物的能力很重要，因为它对流变学有影响。

尖晶橄榄石是在适合过渡区的条件下合成的，含水量高达 2.6%。

由于地球上地幔和下地幔之间的过渡带有助于控制整个地球的质量和热量传输的规模，因此该区域内水的存在，无论是全球的还是局部的，都可能对地幔流变学产生重大影响，因此 地幔环流。 在俯冲带，尖橄榄石稳定场具有高水平的地震活动性。

在巴西西部的 Juína 发现的超深钻石（从很深的地方升起的钻石）含有尖晶橄榄石内含物——当时xxx已知的天然陆地来源样本——从而提供了地球中含有大量水作为氢氧化物的证据 的地幔。 这颗长约 5 毫米的宝石是由火山喷发带出的。 尖晶橄榄石包裹体太小，肉眼无法看到。 后来发现了第二颗这样的钻石。

发现地幔储层含有大约三倍的水，以瓦兹利石和尖橄榄石晶体结构中所含氢氧化物的形式存在，是地球海洋总和的三倍。