NWA 13943(CK5型)碳质球粒陨石的矿物岩石学和稳定同位素组成研究

CK型陨石是一类高度氧化的碳质球粒陨石,金属/磁铁矿的比值接近零.与其它类型的碳质球粒陨石(岩石类型:1-3)不同,大多数CK型陨石在母体上经历了强烈的热变质过程(550-1270K),以4-6型为主.多项证据表明,CK和CV3型陨石具有成因联系.但是,两者在岩相结构和化学组成方面仍存在微小差异.因此,精细地区分和比较两者的地球化学特征对于验证CK-CV单一母体假说非常重要.Northwest Africa(NWA)13943是一块新发现的陨石,经历过较强烈的热变质作用.利用扫描电子显微镜和电子探针,确定了NWA 13943的岩石类型.并运用质谱分析技术,重点测定了NWA 13943陨石的全岩氧同位素和铬同位素组成.综合岩石结构、矿物化学成分、氧同位素异常(△^(17)O,△代表同位素分馏值)和铬同位素异常(ε^(54)Cr,ε表示样品中的同位素比值与标样中的同位素比值的相对偏差的10^(4)倍),CK和CV型陨石的母体可能形成于原行星盘中两个相似但不同的化学源区.

8块新发现的西北非球粒陨石的矿物岩石学特征

为了解不同种类小行星母体的起源与演化信息,选取8块近期在西北非地区发现的未经过详细研究的球粒陨石,利用扫描电子显微镜观察其显微结构,利用能谱仪及电子探针测试样品的成分。结果显示,NWA 7613与NWA 8340为CV3_（oxA）型陨石,另外5块普通球粒陨石的热变质程度变化更为广泛且球粒中橄榄石铁含量更高。NWA 7613（LL3）球粒中橄榄石CaO含量稍高（0.08%~0.24%）,高于平衡型普通球粒陨石（小于0.05%）。NWA 6468（R4）与普通球粒陨石具有相似的岩相结构,但不发育铁镍金属,且橄榄石铁含量（Fa_（35.9~42.1））及镍含量（平均含0.23%）更高,是强氧化环境下的产物。NWA 7251（Limpact melt）具有特殊的火成结构,是大规模灾难性撞击事件产物,橄榄石铁指数（Fa_（21.4~26.7））与L型球粒陨石的橄榄石成分一致,但CaO含量（0.16%~0.31%）高于平衡型普通球粒陨石。

顽火辉石球粒陨石分类方法综述及其应用

顽火辉石球粒陨石是已发现的陨石中还原程度最高的一类,源区接近太阳原行星盘的内部区域,对研究早期太阳星云演化和地球起源有较大意义。本文综述了不同类型顽火辉石球粒陨石的岩石学和矿物学特征,梳理了不同亚型顽火辉石球粒陨石的划分标准,并讨论其母体来源。按照此标准重新厘定和细分了1952年降落的Abee(EH4)和2013年回收于南极的GRV 13100(EH4)。Abee被重新厘定为EHb-5β型(碎屑和基质)或EHb-6β型(暗色包裹体),GRV 13100被细分为EHa-4α型。综合使用a、b亚群和结构-矿物学分类方法,可以直观体现顽火辉石球粒陨石的母体来源及变质过程中的峰值温度和变质后生作用的平衡程度。

拉曼光谱在划分普通球粒陨石化学群及冲击变质程度中的应用

平衡型普通球粒陨石的化学群和冲击变质程度是判断陨石母体特征的重要指标,常根据其矿物组合、成分和结构特征等来确定。激光拉曼光谱作为一种无损快速分析技术,被广泛用于矿物成分的半定量分析和晶体结构判定。Northwest Africa(NWA)15006为一块普通球粒陨石,橄榄石(平均Fa_(25.4),PMD=2.9)和辉石(平均Fs_(21.4),PMD=4.5)成分相对均一,被划分为L4型。在NWA 15006岩石学和矿物学研究基础上,对橄榄石、辉石、斜长石及磷酸盐矿物进行了拉曼光谱分析,获得橄榄石和辉石的特征拉曼峰位(X_A和X_B)与成分(Fa和Fs)的对应关系:H、L和LL群普通球粒陨石中橄榄石的X_A分别为821.4~822.1 cm^(-1)、820.4~821.0 cm^(-1)和819.4~820.4 cm^(-1);辉石的X_B分别为680.3~681.5 cm^(-1)、679.0~680.0 cm^(-1)和677.8~679.0 cm^(-1)。利用对应特征峰,能够较为准确且快速划分NWA 15006属于L群。斜长石的拉曼特征峰为508.7和476.7 cm^(-1)、陨磷钙钠石为956.9和972.6 cm^(-1)、磷灰石为958.9 cm^(-1),结合矿物谱峰与压力变化相关关系,三者均显示受到较弱冲击,所受冲击压力小于6.8 GPa,与通过岩石学特征判断的冲击程度S2较一致。以上分析说明,通过典型矿物的拉曼光谱划分普通球粒陨石化学群和冲击变质程度是可行的,本工作为陨石分类提供了一种新的手段。

基于碳质球粒陨石的小行星水蚀变光谱学研究

针对未来对富挥发分小行星的遥感探测需求,开展了对碳质球粒陨石水蚀变的光谱学研究。分析了15个不同蚀变程度的碳质球粒陨石的1~20μm红外光谱特征与岩石学性质,总结了水蚀变过程的光谱变异规律。结果表明:随着蚀变程度加深,指示层状硅酸盐与水分子的3μm吸收带与仅指示水分子的6μm吸收带的强度均加深,吸收中心均向短波方向移动。碳质球粒陨石的3μm吸收带随蚀变程度增加而变得尖锐,吸收带光谱形态与蛇纹石类矿物3μm吸收特征类似,而6μm吸收带形态随蚀变程度增加无明显变化。硅酸盐矿物在9~14μm特征区光谱形状也随蚀变程度增加而改变,12.4μm/11.4μm反射率比值减小,这是由于无水硅酸盐转化为层状硅酸盐。光谱变异规律未来可应用于探测小行星表面物质成分与演化历史。

我国南极橄辉无球粒陨石(GRV 024516)和H5球粒陨石(GRV 024517)宇宙射线暴露年龄和气体保存年龄

我国在南极格罗夫山陨石富集区回收的GRV024516和GRV024517陨石样品分别为橄辉无球粒陨石和H5普通球粒陨石,在矿物-岩石学研究的基础上测定和计算了这两个陨石的宇宙射线暴露年龄和气体保存年龄,其宇宙射线暴露年龄分别为33.3Ma和51.7Ma,气体保存年龄分别为1936.8Ma和3720Ma。橄辉无球粒陨石含金刚石、石墨和无定型碳,并为主要稀有气体的载体,且冲击变质效应明显,导致40Ar部分丢失。H5球粒陨石主要显示其母体内的热变质效应,其气体保存年龄落在未受严重冲击的H5球粒陨石范围(3220—4510Ma)内。

南极格罗夫山新发现的橄辉无球粒陨石岩石学与矿物化学

介绍南极格罗夫山地区新发现的二块橄辉无球粒陨石的岩石学特征和矿物化学.GRV021512陨石具有典型的橄辉无球粒陨石结构,主要由橄榄石(48.3%)、易变辉石(9.4%)和富碳质填隙物(38.1%)组成.而GRV022931为碎裂斑状结构,橄榄石(19.1%)和易变辉石(14.1%)呈斑晶状分布于富碳质填隙物和蚀变产物(66.3%)中.二块陨石的粗粒橄榄石和易变辉石都具有均匀的核部成分,其成分富FeO,落在橄榄石—易变辉石橄辉无球粒陨石的富铁的亚群(I型)中.所有橄榄石沿颗粒边缘和裂隙表现出还原边结构.在富碳质填隙物中石墨呈不规则块状或脉状产出,其中有大量细小的金刚石与之共生.此外,还讨论了二块陨石的岩石成因和金刚石成因.

南极格罗夫山陨石GRV 020043—一个特殊的E/H过渡型球粒陨石

南极格罗夫山陨石GRV0 20043是一块特殊的球粒陨石,虽与普通球粒陨石有着相似的矿物组合,但矿物成分超出普通球粒陨石范围。主要矿物组合及其模式含量(vol%)是:斜方辉石40、橄榄石24、透辉石8、斜长石10、Fe-Ni合金14、陨硫铁4vol%、及少量铬铁矿和磷灰石。主要组成矿物成分均一,如斜方辉石(Fs10.1～11.6,平均Fs10.9)、橄榄石(Fa10.4-12.4,平均Fa11.0)、透辉石(Wo46.1-47.1En49.0-49.6Fs3.8-4.4,平均Wo46.6En49.3Fs4.0)、斜长石(Ab55.7-72.5Or2.1-5.0An24.0-42.1,平均Ab67.6Or3.4An29.0)等。该陨石球粒轮廓清晰结构完整,球粒丰度37%(体积比),基质具有中等重结晶,岩石类型属于4型。根据矿物成分判断,GRV0 20043陨石的氧化程度和橄榄石含量介于E群和H群之间,故将该陨石划分为E/H过渡型球粒陨石。

橄辉无球粒陨石的矿物-岩石学特征及其分类

本文主要综述单矿和复矿碎屑橄辉无球粒陨石的矿物-岩石学特征及冲击变质效应,并依据Δ17O,δ13C,mg#[MgO/(MgO+FeO)mol%],稀有气体,辉石丰度及辉石类型讨论橄辉无球粒陨石的分类和成因模式。橄辉无球粒陨石为超基性的岩浆岩,既显示原始无球粒陨石,又显示分异无球粒陨石的一些特征,并认为是来自球粒陨石质母体的部分熔融,大多数典型的橄辉无球粒陨石具单矿碎屑岩的结构,复矿碎屑岩质橄辉无球粒陨石较少,其角砾岩碎片含单矿碎屑岩橄辉无球粒陨石的石屑碎屑及其它物质。橄辉无球粒陨石为原始和分异特征的混合物,其成因模式主要是超基性火成堆积岩或部分熔融的残余。

南极格罗夫山普通球粒陨石的岩石学和矿物学特征及分类

从南极格罗夫山地区回收的11个陨石均具有球粒结构,确定为普通球粒陨石。研究了这些陨石的岩相学特征和矿物化学特征,进行了化学群-岩石类型的划分。结果表明,在所研究的11个普通球粒陨石中,4个为H群,6个为L群,1个为LL群。其中GRV020010(LL3)和GRV021481(H3)的两个陨石是稀少的、在我国尚未见过的非平衡普通球粒陨石。进行了陨石磁化率的测试,初步探讨了磁化率在陨石化学群分类中的作用。

碳质球粒陨石和普通球粒陨石的拉曼光谱

碳质球粒陨石和普通球粒陨石的拉曼光谱陈建，张卫红，张卓良（中山大学测试中心广州５１０２７５）李肇辉，王瑛（中科院广州地质新技术研究所广州５１０６４０）ＲａｍａｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｏｆＣａｆｂｏｎａｃｅｏｕｓＧｒａｎｕｌａｒＡｅｒｏｌｉｔｅａｎｄ...

南极格罗夫山陨石岩石学特征Ⅰ:非平衡L3型普通球粒陨石

我国第16次南极科学考察队在格罗夫山区域的蓝冰表面回收到28块陨石,其中有6块属于非平衡型(即3型)普通球粒陨石。它们保存了原始的岩石矿物学特征,包括非常清晰的球粒结构、基质未重结晶和不透明、橄榄石和低钙辉石颗粒具有明显的成分环带和极不均一的化学组成等。Fe-Ni合金含量、含Fe总量和橄榄石成分综合分析表明这6块陨石全部属于低铁群(L)。因为非平衡普通球粒陨石橄榄石成分变化的PMD(Fa)值与岩石类型亚型有良好的相关性,因此,根据橄榄石Fa的PMD标准这6块陨石被划分为如下亚型:GRV 99019为3.6型,GRV99020、GRV 99021和GRV 99026为3.5型,GRV 99001为3.4型,GRV 99022为3.0—3.4型。

南极格罗夫山陨石岩石学特征Ⅱ:平衡型普通球粒陨石

我国第16次南极科考队回收的28块陨石中,除1块火星陨石、1块HED陨石和6块非平衡L3型陨石外,其余20块为平衡型普通球粒陨石。根据橄榄石的平均Fa值、低Ca辉石的平均Fs值和Fe-Ni金属含量将这20块陨石分别划分为H、L和LL等化学群;根据球粒结构、基质重结晶程度和矿物成分对这些陨石进行岩石类型的划分。由于平衡型普通球粒陨石已达热力学平衡,橄榄石和低Ca辉石的成分相当均一,并且平均Fa和Fs值均与陨石的含Fe总量呈很好的反比关系,因此橄榄石平均Fa值和低钙辉石平均Fs值是平衡型陨石重要的化学群分类标准。20块平衡型普通球粒陨石的化学-岩石类型为:6个H群(3个H4、1个H5和2个H6)、9个L群(3个L4、1个L5和5个L6)和5个LL群(2个LL4、3个LL5)。

宁强碳质球粒陨石可溶有机质初步研究

用二氯甲烷抽提宁强碳质球粒陨石中的可溶有机质,经色谱、色-质谱分析鉴定后,发现有正构烷烃、异构烷烃、烯烃、萘、甲基蒽、甲基萘等有机化合物。采用实验室内防止人为污染、空白试验对照和多次分析等方法,证实这些化合物并非室内污染所致,应是陨石自身存在的有机物质。此外,讨论了这些有机质的可能成因及其意义。

南极格罗夫山23个普通球粒陨石的化学群及岩石类型

对南极格罗夫山蓝冰地区收集的23个陨石进行了系统研究。经激光共聚焦显微镜观察,未查出碳质球粒陨石。经电子探针鉴定,也未发现顽火辉石球粒陨石。系统的研究确定这些陨石均为普通球粒陨石。运用X射线能谱仪进行全视域元素成分面分析方法,获得了23个陨石的化学成分。应用陨石中SiO_2、∑FeO、MgO、CaO的含量进行图解对比,划分出陨石的化学群,取得了初步的结果。又以电子探针测得的橄榄石、辉石矿物化学成分,采用Fa-Fs图解法进行化学群分类。这两种方法对23个陨石化学群的划分,取得了较为一致结果。陨石岩石类型的确定,主要根据陨石中球粒及基质的特征,参考其它标志,如橄榄石成分、辉石的结构、长石的特征等进行分类,效果较好。对于岩石类型为第3类的非平衡陨石,由于矿物成分变化较大,并可能有水等易挥发成分的存在,其化学群的划分不易确定。

南极格罗夫山普通球粒陨石的矿物岩石学特征

本文研究了第19次中国南极科学考察队收集的97块普通球粒陨石样品的矿物岩石学特征,在此基础上划分了陨石的岩石学类型、化学群、冲击变质和风化类型。共发现5块非平衡型普通球粒陨石:GRV 020011(L3),GRV 020035(H3),GRV 020054(H3),GRV 020137(L3)和GRV020169(L3)。化学群分类的结果是H群陨石24块,L群70块,LL群3块。多数样品的冲击变质程度较低,但也有少量样品具有S5型的冲击变质特征。样品的风化程度普遍较低,仅GRV020055(H5),GRV022123(L5)和GRV022462(LL6)3块陨石达到了W3型。

东南极格罗夫山陨石(GRV 052382):一块强烈冲击变质的橄辉无球粒陨石

GRV052382陨石是在南极格罗夫山地区发现的强烈冲击变质的橄辉无球粒陨石。它主要由橄榄石(75%)、易变辉石(5%)、富碳填隙物(20%)和少量金属组成。橄榄石呈半自形等粒细晶结构,颗粒大小约10~20μm,细晶颗粒间有少量辉石质的熔融填隙物。根据富碳填隙物分布和颗粒间的裂隙,可以区分出原粗粒橄榄石结构的轮廓,原颗粒大小约0.5~1.5mm。这些原粗粒橄榄石具有还原边结构,即边缘的橄榄石细晶富MgO,而核部橄榄石细晶富FeO。因强烈的还原作用,这些原粗粒橄榄石的核部成分变化大(Fa12.2-21.8),因此,原橄榄石核部成分Fa应为21.8%或略高。易变辉石呈浑圆粒状,大小约0.4~0.9mm,在颗粒之间其成分基本相当(En76.4-82.6Wo4.6-9.8Fs10.9-13.8),但在颗粒内部因冲击作用,产生波浪状韵律成分变化。富碳质填隙物充填在原粗粒橄榄石颗粒之间,主要由碳质和富MgO的硅酸盐组成。碳质多型主要为石墨,呈不规则蠕虫状或网脉状,大小约0.2~0.4mm,其中包含有少量金刚石颗粒(约1~3μm)。因此,这些特征表明GRV052382具有橄辉无球粒陨石结构,为单矿岩质橄辉无球粒陨石。根据橄榄石成分,GRV 052382陨石被进一步划分为富FeO亚型(I型)。此外,强烈冲击变质特征,即:(1)橄榄石冲击细晶结构;(2)橄榄石细晶颗粒具有圆化特征,其间存在熔融填隙物;(3)易变辉石晶体具有波浪状韵律成分变化;(4)易变辉石中存在大量不规则气孔;(5)金属Fe沿裂隙或气孔充填;(6)石墨发生金刚石相变等,表明GRV052382陨石的冲击变质程度为S6。因此,GRV052382陨石可能是经受最强烈冲击变质的橄辉无球粒陨石,这不仅为橄辉无球粒陨石的冲击历史提供直接证据,而且有可能获得其母体早期经历的冲击作用信息。

太阳星云凝聚过程的岩石学模型：（1）球粒陨石的凝聚成因

建立类地行星区太阳星云凝聚过程的岩石学模型，对于合理解释陨石、地球和类地行星的成因关系，探讨地球起源和估算地球的整体成分都有着重要意义。本文中根据天体化学和太阳系演化学说关于太阳星云物理化学条件的基本分析，以及实验凝聚岩石学的研究结果，推断在太阳星云盘的类地行星区中可能有星云的气－固和气－液－固两种凝聚作用发生。通过对球粒陨石中球粒和基质矿物成分及结构构造特征的对比，论证了绝大多数球粒的气－液－固凝聚成因和基质的气－固凝聚成因，并讨论了球粒陨石各化学群的凝聚成因模式。

南极GRV021788橄辉无球粒陨石的岩石学和矿物学特征

橄辉无球粒陨石是一类特殊的无球粒陨石,既具有高度分异的火成特征,又具有原始球粒陨石的特征。南极格罗夫山GRV021788陨石由橄榄石、辉石以及少量的富碳基质、不透明矿物组成,具有橄辉无球粒陨石典型的岩相学和矿物学特征,包括橄榄石晶体三线共点的接触和富镁还原边等。GRV021788的主要矿物的化学成分为:橄榄石Fa23.2～Fa1.5,易变辉石Fs21.2Wo10.6～Fs18.7Wo10.7。橄榄石颗粒有明显的反环带结构,而易变辉石的反环带则不明显。黑色填隙基质富碳,含金刚石和石墨。岩石学和矿物化学特征表明GRV021788是一橄辉无球粒陨石,属单矿(monomict)Ⅰ类(Fa23.2～Fs20.4)橄辉无球粒陨石。陨石的形成机制与多阶段部分熔融-堆积模式较为一致。

南极格罗夫山球粒陨石冲击变质程度及特征

本文对93块南极格罗夫山普通球粒陨石的冲击变质特征进行了研究:在光学显微镜下观察并描述了橄榄石、辉石、长石等主要硅酸盐矿物的破裂、消光、熔融以及重结晶现象;在冲击熔脉和熔融囊中观察到了矿物的分解、相变,并确认了林伍德石、镁铁榴石、辉石玻璃和熔长石等多种硅酸盐矿物的高压多形。根据冲击变质特征以及高压矿物的组合对93块南极普通球粒陨石进行了冲击变质程度分类。冲击变质类型的统计结果表明,这批样品中共有23块陨石遭受了强烈的冲击变质作用(S4—S5),并且其中绝大部分为L群普通球粒陨石(22块),仅有1块H群陨石受到明显的冲击变质,并形成熔脉。H与L群陨石完全不同的冲击变质特征,可能反映了两者小行星母体表面不同的物性。此外,相同化学群陨石中,冲击变质程度的分布与岩石类型相关,平衡型(特别是5—6型)陨石具有最高比例的强烈冲击变质陨石。