elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Donwilhelmsite, [CaAl4Si2O11], a new lunar high-pressure Ca-Al-silicate with relevance for subducted terrestrial sediments

Fritz, Jörg und Greshake, Ansgar und Klementova, Mariana und Wirth, Richard und Palatinus, Lukas und Trønnes, Reidar G. und Fernandes, Vera Assis und Böttger, Ute und Ferrière, Ludovic (2020) Donwilhelmsite, [CaAl4Si2O11], a new lunar high-pressure Ca-Al-silicate with relevance for subducted terrestrial sediments. American Mineralogist (105), Seiten 1704-1711. Mineralogical Society of America. doi: 10.2138/am-2020-7393. ISSN 0003-004X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Kurzfassung

We report on the occurrence of a new high-pressure Ca-Al-silicate in localized shock melt pockets found in the feldspatic lunar meteorite Oued Awlitis 001 and discuss the implications of our discovery. The new mineral crystallized as tiny, micrometer-sized, acicular grains in shock melt pockets of roughly anorthitic bulk composition. Transmission electron microscopy based three-dimensional electron diffraction (3D ED) reveals that the CaAl4Si2O11 crystals are identical to the calcium aluminum silicate (CAS) phase first reported from static pressure experiments. The new mineral has a hexagonal structure, with a space group of P63/mmc and lattice parameters of a = 5.42(1) Å; c = 12.70(3) Å; V = 323(4) Å3; Z = 2. This is the first time 3D ED was applied to structure determination of an extraterrestrial mineral. The International Mineralogical Association (IMA) has approved this naturally formed CAS phase as the new mineral “donwilhelmsite” [CaAl4Si2O11], honoring the U.S. lunar geologist Don E. Wilhelms. On the Moon, donwilhelmsite can form from the primordial feldspathic crust during impact cratering events. In the feldspatic lunar meteorite Oued Awlitis 001, needles of donwilhelmsite crystallized in ~200 mm sized shock melt pockets of anorthositic-like chemical composition. These melt pockets quenched within milliseconds during declining shock pressures. Shock melt pockets in meteorites serve as natural crucibles mimicking the conditions expected in the Earth’s mantle. Donwilhelmsite forms in the Earth’s mantle during deep recycling of aluminous crustal materials, and is a key host for Al and Ca of subducted sediments in most of the transition zone and the uppermost lower mantle (460–700 km). Donwilhelmsite bridges the gap between kyanite and the Ca-component of clinopyroxene at low pressures and the Al-rich Ca-ferrite phase and Ca-perovskite at high-pressures. In ascending buoyant mantle plumes, at about 460 km depth, donwilhelmsite is expected to break down into minerals such as garnet, kyanite, and clinopyroxene. This process may trigger minor partial melting, releasing a range of incompatible minor and trace elements and contributing to the enriched mantle (EM1 and EM2) components associated with subducted sedimentary lithologies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/137083/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Donwilhelmsite, [CaAl4Si2O11], a new lunar high-pressure Ca-Al-silicate with relevance for subducted terrestrial sediments
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Fritz, JörgNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0002-6333-4775NICHT SPEZIFIZIERT
Greshake, AnsgarMuseum für Naturkunde, Leibniz-Institut an der Humboldt-Universität zu Berlin, Invalidenstraße 43, 10115 Berlin, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-6475-9751NICHT SPEZIFIZIERT
Klementova, MarianaInstitute of Physics of the Czech Academy of ScienceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wirth, RichardHelmholtz Centre Potsdam, GFZ German Research Center for Geosciences, Potsdam, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Palatinus, LukasInstitute of Physics of the Czech Academy of ScienceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Trønnes, Reidar G.Natural History Museum and Centre for Earth Evolution and Dynamics (CEED), University of OsloNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fernandes, Vera AssisSchool of Earth and Environmental Science, University of Manchester, Oxford Road, Manchester, M13 9PL UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Böttger, UteDLR, Institut für Optische SensorsystemeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ferrière, LudovicNatural History Museum of Vienna, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 November 2020
Erschienen in:American Mineralogist
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.2138/am-2020-7393
Seitenbereich:Seiten 1704-1711
Verlag:Mineralogical Society of America
ISSN:0003-004X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:High-pressure phase, new mineral, donwilhelmsite, Oued Awlitis 001 lunar meteorite, shock metamorphism, subduction, mantle mineral, enriched mantle component
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Exploration des Sonnensystems
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Optische Sensorsysteme > Weltrauminstrumente
Hinterlegt von: Böttger, Dr.rer.nat. Ute
Hinterlegt am:04 Nov 2020 11:13
Letzte Änderung:02 Nov 2021 03:00

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.