魏德曼花紋

魏德曼花紋（，又譯威氏交紋），或稱湯姆森結構，是在八面體隕鐵的鐵隕石和一些橄欖隕鐵中發現獨特的長鎳-鐵結晶，它們包括一些交織的錐紋石和鎳紋石形成的帶狀物，稱為lamellæ。通常，在殼層的空隙中會發現由錐紋石和鎳紋石混合構成，稱為合紋石的微小顆粒。

 發現 
在1808年，這種圖型以維也納的帝國磁器廠廠長阿洛伊斯·魏德曼施泰登的名字命名。當將鐵隕石加熱時O. Richard Norton. Rocks from Space: Meteorites and Meteorite Hunters. Mountain Press Pub. (1998) ISBN 0-87842-373-7，魏德曼注意到顏色和光澤的變化，在不同區域的鐵合金會以不同的速率氧化。他並沒有發布它的發現，只是在同事之間進行口頭上的溝通。此一發現被維也納礦物和動物學展示所的所長Carl · Schreibers認同John G. Burke. Cosmic Debris: Meteorites in History. University of California Press, 1986. ISBN 0-520-05651-5。

然而，現在認為這項發現應該歸給早他四年公布相同結果的O. Richard Norton. The Cambridge Encyclopedia of meteorites. Cambridge, Cambridge University Press, 2002. ISBN 0-521-62143-7.。

湯姆森於1804年在那不勒斯工作時，曾以硝酸處理克拉斯諾亞爾斯克隕石，嘗試消除氧化造成的變化。隕石在與硝酸接觸後不久，表面出現了奇怪的花紋，他如上文所述的作了詳細的說明。在義大利南部的內戰和政治上的不穩定，使湯姆森很難和他在英國的同事保持聯繫。替他傳訊的人被謀殺，這使他遺失了重要的通訊。結果是，在1804年，他的發現只在法國的Bibliothèque Britannique上發表Gian Battista Vai, W. Glen E. Caldwell. The origins of geology in Italy. Geological Society of America, 2006, ISBN 0-8137-2411-2  F. A. Paneth. The discovery and earliest reproductions of the Widmanstatten figures. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1960, 18, pp.176-182。在1806年初，法國的拿破崙入侵那不勒斯，湯姆森被迫逃到西西里 ，在當年的11月，他在巴勒莫過逝，享年46歲。在1808年，湯姆森的工作再度在義大利被發表（從原始的英文稿翻譯）於Atti dell'Accademia Delle Scienze di SienaG.Thomson. Saggio di G.Thomson sul ferro Malleabile trovato da Pallas in Siberia. Atti dell'Accademia Delle Scienze di Siena, 1808, IX, pg.37  。橫掃歐洲的拿破崙戰爭妨礙了湯姆森和科學界的接觸，另一方面，他的早逝也使他的貢獻被埋沒了許多年。

 名稱 
對這種圖樣最常被用到的名稱是魏德曼花紋或魏德曼構造，但是在拼寫上有一些變化：
 Widmanstetter：Frederick C. Leonard建議的 O. Richard Norton, Personal Recollections of Frederick C. Leonard, Part II。
 Widmannstätten：例如用在月球上的魏德曼月球坑。
 Widmanstatten：英語的。

此外，由於G. 湯姆森較早發現此種花紋，有些作者建議將這種花紋稱為湯姆森構造，或是湯姆森-魏德曼構造。

 殼層形成的機制 
缩略图|右|金屬顯微鏡拋光切面呈現的魏德曼花紋。
鎳紋石是在熔點以下的溫度均勻混合的鐵和鎳合金。在溫度900到600 °C（與鎳的含量相關），有兩種鎳含量不同的穩定合金：錐紋石的鎳含量低（只有5%至15%的鎳），鎳紋石的鎳含量高（可以高達50%）。八面體隕鐵隕石的鎳含量規範需要介於錐紋石和鎳紋石之間，這會導致錐紋石在緩慢降溫的條件下，錐紋石板會在鎳紋石的晶格中沿著某一個晶軸平面的方向成長。

低鎳含量的錐紋石在固體金屬內擴散的溫度介於700至450 °C，並且以大約每百萬年降低1至100度，非常緩慢的速度降溫。這可以解釋：為何在實驗室中無法製造出此種結構。

在隕石被切割、拋光和酸蝕時，因為鎳紋石耐酸性較高，因此可以看見晶體線形的花紋。在這張圖片中，廣泛顯示的白線是錐紋石（大小在mm的尺度），像緞帶的細線是鎳紋石，暗灰的雜斑區域是合紋石。

 用途 
由於以極端緩慢的速率冷卻（經歷數百萬年），鎳鐵晶體在固體內增長的長度只有幾釐米。這種花紋的存在是材料來自外太空的證明，可以很容易的確定一小塊的碎片是否隕石的一角。

 標本 
有許多不同的方法可以顯示出鐵隕石上的魏德曼花紋，通常第一步是要先切片和拋光，然後清理和移除任何拋光時殘留下的汙垢，最後將切片放入硝酸來處理（最近常用的是以氯化鐵來處理）。由於每顆隕石的鎳含量不同，蝕刻所需要的時間也不同，通常是30秒至1分鐘左右。隕石一旦被酸蝕刻，通常需要用強鹼（例如碳酸鈉）來平衡，以移除殘留下的酸，並且清洗和乾燥，使用輕潤滑油可以協助抗腐蝕性。

 尺寸 
 缩略图|有著細緻（帶寬0.3mm）魏德曼花紋的吉丙隕石。
鎳紋石的帶寬範圍從粗糙到細緻，是依據鎳含量的增加而變化的。現今，鐵隕石的分類是依據化學成分，但是原始的分類是以花紋的帶寬為依據，稱為構造分類法。八面體隕鐵可以分為：
 Ogg：最粗糙的八面體隕鐵，錐紋石的帶寬大於3.3mm，鎳含量在5%-9%。
 Og ：粗糙的八面體隕鐵，錐紋石的帶寬在1.3-3.3 mm，鎳含量在6.5-8.5%。
 Om：中等的八面體隕鐵，錐紋石的帶寬在0.5-1.3 mm，鎳含量在7-13%。
 Of ：細緻的八面體隕鐵，錐紋石的帶寬在0.2-0.5 mm，鎳含量在7.5-13%。
 Off：最細緻的八面體隕鐵，錐紋石的帶寬小於<0.2 mm，鎳含量在17-18%。
沒有魏德曼花紋的鐵隕石：
 但是有諾伊曼線的稱為六面體隕鐵，
 沒有任何結構的稱為無紋隕鐵。

 形狀和紋路 
右|八面體
以不同的方向切割的隕石平面會影響到魏德曼花紋的形狀和方向，因為在八面體上的錐紋石薄片是精確排列的。八面體隕鐵的名稱來自於晶體的結構是並聯的八面體，相對的面是互相平行的。所以雖然八面體有八個面，但錐紋石只有四個面。鐵和鐵-鎳只會形成八面體結晶的情形非常罕見，但是這些在晶體學上的八面體仍然與外部的行為無關。沿著不同平面切開的八面體隕鐵（或者任何八面體對稱的物質，是正立方對秤體的次分類），都會呈現下面之中的一種型態：
 垂直三個軸(立方體)之一切下：兩組彼此互相垂直的條紋。
 平行於八面體之一的平面切下(與三個軸的晶體中心等距離)：三組條紋彼此成60°斜交的條紋。
 其他的角度：四組以不同任意角度交叉的條紋。
600px|左|以不同的角度切割會產生不同型態的魏德曼花紋。

 註解 

 相關條目 
 隕石
 G. 湯姆森
 阿洛伊斯·魏德曼
 諾伊曼線

 外部連結 

 Widmannstätten figures on the Gibeon Iron-Meteorite

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