钙长辉长无球粒陨石NWA 11592的岩石矿物学特征及富铁橄榄石脉成因研究

灶神星是太阳系最大的硅酸盐质小行星,它的岩石样品(HED族陨石)是目前太阳系最古老的岩浆岩之一,很有可能记录了类地行星最早期地质流体活动的重要信息。本次工作首次在一块非角砾岩平衡型的Eucrite NWA 11592中发现了较粗长的富铁橄榄石脉。通过对NWA 11592陨石进行详细的岩相学和地球化学特征研究,将NWA 11592陨石划为玄武质非角砾岩型Eucrite,冲击变质程度至少为S4,热变质程度为6型。NWA 11592中富铁橄榄石脉最有可能为含H₂O流体沿裂隙的沉淀产物,反应系统应是开放且较为氧化的(f_O2达IW+0.9),且应发生在灶神星浅层地壳> 4 km的埋藏深度。含H₂O流体渗透作用除更多地发生在灶神星表面或近地表外,还有可能发生在灶神星内部的浅层地壳中。     

钙长辉长无球粒陨石中普通石英与鳞石英成因研究

钙长辉长无球粒陨石(Eucrite)是 Howardite-Eucrite-Diogenite(HED)族陨石的重要成员,也是研究灶神星壳演化历史的重要对象.本文研究了多个玄武质Eucrite样品中主要的SiO2相——普通石英和鳞石英的成因,进而讨论其对Eucrite陨石热演化的启示.研究对象包括不同冲击程度样品,以探讨陨击过程对SiO2同质多象转变的影响.冲击程度较弱的包括未角砾化样品NWA 3162 、NWA 6594 和Igdi,冲击程度较强的为单碎屑角砾岩Millbillillie、Camel Donga和NWA 1654.研究结果显示,不同样品中的普通石英和鳞石英各自均具有相似的岩相学和化学成分,但不同冲击程度样品中普通石英产状存在系统差异.结合Eucrite热变质历史,本研究认为普通石英并非来自共生鳞石英的相变,而是形成于更早期高温 SiO2相的转变.Eucrite 中广泛存在的鳞石英则很可能是普通石英在后期撞击事件中发生部分熔融快速结晶形成.Eucrite中普通石英和鳞石英可能经历的主要形成过程如下:① 岩浆喷发形成高温SiO2 (方石英和/或鳞石英);② 随后长期热变质中高温 SiO2转变形成普通石英,并因体积缩小发育孔洞结构;③ 后期冲击作用再加热,导致普通石英部分熔融形成鳞石英,在高冲击程度的样品中还普遍发育普通石英的羽状裂理.本研究在Eucrite中观察到的普通石英和鳞石英分别形成于不同阶段热事件.大多数Eucrite中存在普通石英和鳞石英共生,表明Eucrite在热变质后普遍受到热扰动,内部微区受热不均一性明显.上述普通石英和鳞石英成因的厘定,为微区或单碎屑矿物同位素年代学定年样品的选择以及年代学结果的地质解释提供了依据.     

玄武质陨石NWA8545的岩石地球化学特征以及对其母体岩浆过程的启示

NWA 8545 是一块玄武质无球粒陨石,它与碳质陨石(CC)NWA 011 成对.CC 被认为是来自于外太阳系的一类物质,由于同位素异常,它们区别于来自内太阳系的非碳质陨石(NC).NWA 011 及其成对陨石作为CC中稀有的玄武质无球粒陨石,其记录的岩浆过程可以被用来研究外太阳系早期行星母体的岩浆活动.本文利用扫描电镜、电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)对NWA 8545 中的辉石、斜长石和陨磷钙钠石进行岩相学以及原位主微量元素的分析,并根据矿物模式丰度计算全岩稀土元素含量.电子探针结果显示NWA 8545 与 HED族陨石Eucrite(钙长辉长无球粒陨石)具有相似的主量元素特征,同时其岩相学与5 型Eucrite类似.激光微量数据表明辉石、斜长石和陨磷钙钠石的稀土元素配分都表现出略微的Ce异常,但其辉石的Ba、Sr等元素并未出现明显的富集现象,即该陨石受地球风化作用影响不明显.利用辉石和斜长石的稀土元素含量,计算平衡熔体的成分,显示其平衡熔体的成分都与全岩的成分比较接近,可以认为两者是在封闭的体系下接近同时结晶.结合变质过程和母体岩浆的成分,本文认为NWA 8545 是由其母体岩浆在经历分离结晶过程后喷发到母体行星表面冷却形成的.     

HED族陨石中辉石颗粒的Ca-Mg-Fe元素迁移规律及其指示意义

Howardites-Eucrite-Diogenite(HED)族陨石普遍被认为来自于灶神星,辉石颗粒中出溶片晶的形成是母体经历热变质事件的直接产物,因此出溶辉石的元素迁移规律可以反映灶神星经历的热变质条件。本文采用扫描电镜、激光拉曼光谱仪和电子探针对不同类型HED族陨石样品进行了分析。结果表明,HED族陨石中非平衡型辉石颗粒的Ca-Mg-Fe元素不均一,各样品中平衡型辉石颗粒的Ca-Mg-Fe元素平均扩散速率比值约为νCa∶νMg∶νFe=5∶1∶4,根据二辉石温度计得出母体热变质温度范围为700～1000℃,且玄武质Eucrite平衡辉石指示的温度普遍低于Howardites指示的温度,反映可能存在垂向压力差异性。这些特征都说明灶神星热变质期间的热源主要来源于演化早期玄武岩浆的快速喷发掩埋。     

岫岩陨石坑撞击角砾岩的岩相学和冲击变质特征SCIEI北大核心CSCD

撞击角砾岩是陨石撞击过程形成的特有岩石种类,是研究撞击成坑过程、陨石坑定年、矿物岩石冲击变质的理想对象。岫岩陨石坑是一个直径1800m的简单陨石坑,坑内有大量松散堆积的撞击角砾岩。本研究通过光学显微镜、费氏台、电子探针、X射线荧光光谱仪、电感耦合等离子质谱仪等分析测试手段,主要研究了岫岩陨石坑撞击角砾岩的岩相学和冲击变质特征,并在此基础上讨论了撞击角砾岩的形成过程和陨石坑的形貌特征。岫岩陨石坑内产出有三种撞击角砾岩,分别是来自上部的玄武质角砾岩和复成分岩屑角砾岩,以及底部的含熔体角砾岩。组成玄武质角砾岩和复成分岩屑角砾岩的碎屑受到的冲击程度较低,仅有少量石英发育面状变形页理,指示不超过20GPa的冲击压力。而组成含熔体角砾岩的碎屑受到了很强的冲击,发育了熔融硅酸盐玻璃、石英面状变形页理、柯石英、二氧化硅玻璃、击变长石玻璃、莱氏石等冲击变质特征,指示的峰值压力超过50GPa。本研究证实了含熔体角砾岩通常产出在简单陨石坑底部,由瞬间坑的坑缘和坑壁垮塌的岩石碎屑与坑底的冲击熔体混合形成。岫岩坑的真实深度是495m,真实深度与直径的比值为0.275,符合简单陨石坑的尺寸特征。陨石坑内的撞击角砾岩中心厚度为188m,与直径之比为0.104,略低于其它简单坑,可能是受丘陵地貌影响导致改造阶段垮塌到坑内的岩石角砾偏少。     

伊吾Eucrite陨石的岩石学、矿物学特征及其成因

Howardite-Eucrite-Diogenite(HED)族陨石是地球上目前发现数量最多的无球粒陨石类型,已发现的 HED族陨石主要来自于南极和非洲西北部的沙漠,本研究的 HED族陨石国际命名为Yiwu 001 ,发现于中国新疆维吾尔自治区伊吾县境内.系统的矿物学和岩石学研究显示,该陨石属于单矿物碎屑角砾岩 Eucrite,主要矿物为易变辉石(38%)、普通辉石(8%)和斜长石(46%),副矿物主要为二氧化硅、陨硫铁、铬铁矿、钛铁矿.根据主要矿物的粒径,对该陨石开展了区域划分:粗粒、细粒和极细粒,辉石对应的粒径均值分别为 550 μm、100 μm 和 60 μm.粗粒和部分细粒区域具次辉绿结构,细粒和极细粒区域发育麻粒结构.陨石中细粒玄武岩包裹着以椭球体为主的粗粒和拉长的极细粒玄武岩,极细粒玄武岩呈定向构造.Yiwu 001 陨石原岩可能为内含粗粒玄武岩捕虏体的玄武岩,定向构造指示可能发生过近静态的部分熔融.该陨石在晚期经历了复杂的热变质作用,为 5 型变质类型,主要表现在出溶辉石条带、麻粒结构和三联点结构.     

普通球粒陨石NWA15004岩石矿物学特征及球粒类型研究

普通球粒陨石是目前发现数量最多的陨石,对认识早期太阳星云演化和太阳系物质成分具有重要的意义。Northwest Africa (NWA) 15004是一块非洲西北部新发现的普通球粒陨石。本次研究使用光学显微镜、电子探针以及扫描电镜等分析仪器对该陨石进行详细的岩石学、矿物学及球粒特征研究。结果表明该陨石球粒轮廓较为模糊,基质重结晶明显,橄榄石平均Fa值为25.4 mol%(PMD为2.65%),低钙辉石的平均Fs值21.3 mol%(PMD为3.95%),硅酸盐矿物化学成分较为均一,根据岩相学及矿物学特征将其划分为L5型普通球粒陨石。橄榄石和辉石颗粒发育波状消光和面状破裂,且观察到有熔融囊的出现,表明该陨石受到S3以上的冲击变质作用。球粒的成因和形成的星云环境需要准确的球粒类型划分,球粒按结构类型分类较多,但其化学成分均一,该陨石所有球粒的橄榄石辉石的Mg^#约为74.5,均为Ⅱ型富铁球粒,结合“CIPW标准”计算基质化学成分均为A5型球粒。利用共生单斜辉石和斜方辉石矿物对成分特征计算得到NWA 15004陨石热变质平衡温度为814℃,说明该陨石母体经历了较高程度热变...     

三块普通球粒陨石岩石矿物学特征及其复合球粒研究

普通球粒陨石数量约占球粒陨石的80%,对其开展研究有助于揭示早期太阳系的演化。本文使用扫描电镜和电子探针对三块普通球粒陨石的岩石学、矿物学和地球化学特征进行了分析，重点讨论了复合球粒的成因。研究表明，三块陨石均具典型的球粒陨石结构，其中GRV 050191与GRV 051993分别为LL3型和H3型陨石，球粒结构清晰且丰富；NWA 15005为H5型陨石，球粒可分辨，基质出现重结晶。GRV 050191与GRV 051993中矿物成分变化较大，橄榄石有成分环带，NWA 15005中矿物成分均一。根据陨石岩石矿物学特征，GRV 050191、GRV 051993和NWA 15005冲击变质程度分别为S2、S1和S3,风化程度为W1、W1和W2。复合球粒是由两个或多个球粒熔融形成的，本次研究发现的3个复合球粒，其中2个属于包封型复合球粒(CPC-1和CPC-3),1个为伴生型复合球粒(CPC-2)。SiO₂-FeO-MgO相图数据表明，复合球粒形成温度窗口约为100℃。根据复合球粒中橄榄石的FeO含量变化推测越早形成的球粒，其FeO含量越低，橄榄石化学成分变化趋势表明...     

林东陨石的分类与成因探讨

林东陨石发现于我国内蒙古地区,被划分为LL5-6型普通球粒陨石角砾岩。本项工作对林东陨石开展了深入的岩石矿物学分析,提出将其重新划分为表土角砾岩的新观点。林东陨石主要由大至厘米级的角砾、以及微米大小的细粒基质两部分构成。不同角砾之间,表现出明显差异的岩石结构,反映了不同程度的热变质,岩石类型变化范围为4～6型。角砾以岩屑为主,还含有残余球粒和粗粒的矿物碎屑。不同岩石类型角砾的橄榄石Fa值（29.7 mol%～30.5 mol%）、低钙辉石Fs值（24.9 mol%～26.1 mol%）、以及铁纹石的Co含量（2.38%～2.51%）等,表明这些角砾均为低铁低金属的LL化学群,判断其来自同一小行星母体。林东陨石的细粒基质主要由微米大小的矿物碎屑固结而成,颗粒之间有较多的孔隙,整体较为松散。细粒基质的化学组成与岩石角砾中的矿物颗粒相同,应当是后者的机械粉碎产物。据此推测林东陨石的母体是一颗LL群小行星,表面经历了长期的小天体碰撞,形成各种岩屑和微细矿物晶屑,然后固结成林东陨石表土角砾岩。林东陨石的发现为研究小行星表面的演化历史,以及太阳风辐射等太空风化提供了珍贵样品,并为我国小行星探测提供可供对照的对象。     

南极格罗夫山H群和L群普通球粒陨石对比研究

通过对15块南极格罗夫山普通球粒陨石(中国第19次和第22次南极科考回收)进行岩石学、矿物学分析,为其进一步研究提供重要基础数据。研究表明这些陨石均为平衡型陨石,其中有5块为H群,其余为L群。除GRV 051869和GRV 021491经历较强冲击变质作用、具有S4型的冲击变质程度外,其他陨石的冲击变质作用轻微,主要集中在S1和S2型。这些陨石的风化程度普遍较轻,仅GRV052076达到了W3型,其他为W1和W2型。主要矿物成分分析表明,组成H群和L群的最初始星云物质可能是相同的,陨石的主要差别是由于两个群陨石各自所处环境的不同所造成。L群平均球粒半径大于H群球粒半径,可能为球粒形成过程中星云温度变化不均一或者不同类型球粒分不同时期形成。另外,研究表明橄榄石中的Ca含量可以作为一个反映陨石热历史的有用指标。     

10块新疆哈密沙漠陨石的类型及其岩石矿物学特征

沙漠是除南极地区之外的另一陨石样品的主要来源地。我国拥有面积辽阔的沙漠,为陨石的收集提供了有利的地理条件。2013年5月,在首次新疆库姆塔格沙漠陨石考察中,发现并收集到46块陨石样品,确定了3个陨石富集区:Hami、Alatage Mountain(AM)和Kumtag。对其中的10块代表性陨石样品进行了矿物岩石学研究,在此基础上确定了它们的化学群、岩石类型、冲击变质程度和风化程度。10块库姆塔格陨石均为普通球粒陨石,其中1块样品Kumtag014(Fa摩尔百分比为9.1~48.3,相对标准偏差PMD为51.0;Fs摩尔百分比为2.8~30.3,PMD为54.2)属于非平衡型L群。依据橄榄石Fa的PMD将其进一步划分为3.4亚型,属于相当原始的球粒陨石样品。另外9块经历了明显的热变质作用,为5型普通球粒陨石,包括7块L群(Fa22.6~25.9,Fs 17.6~21.4)和2块H群(Fa 18.2~20.8,Fs 16.0~17.8)。这些陨石的冲击变质程度:5块S3型,4块S2型,1块S1型;风化程度:3块W1型,6块W2型,1块W3型。     

火星陨石NWA11288岩石矿物学和冲击变质特征

NWA 11288 是一块2015 年发现的玄武岩质辉玻无球粒陨石,具有典型的次辉绿结构,主要由辉石(面积比68. 6%)和熔长石(面积比28. 1%)组成,含少量磷酸盐(面积比 1. 35%)、不透明矿物(面积比 1. 45%)和二氧化硅等副矿物.通过扫描电子显微镜、电子探针和拉曼光谱等实验分析方法,对NWA 11288 进行了岩相学、矿物学及冲击变质作用研究.基于辉石核部的Ti/Al 比值,推测其结晶压力为 930 MPa,结晶深度约为50 km,接近火星壳幔边界.NWA 11288 经历过强烈的冲击变质作用,其中长石全部熔长石化,发育冲击熔脉及熔融囊并出现重结晶的辉石和柯石英.柯石英具有一种前人未报道的新产状:以柯石英-石英-二氧化硅玻璃三相集合体共生,柯石英和石英主要分布在集合体的边部,包裹着核部的二氧化硅玻璃,指示柯石英是在卸压阶段从熔体中结晶形成,且在后续的卸压阶段部分柯石英转变为石英.此外,熔融囊中可见自形的斯石英形态的二氧化硅玻璃;粒间区域可见具有斯石英/赛石英典型特征的二氧化硅颗粒.这些冲击变质特征说明NWA 11288 经历的峰值温度至少为1600℃,峰值压力或可高达15～20 GPa.通过对比NWA 11288 和NWA 8657/8656 的岩石结构、矿物化学成分以及冲击变质特征,本文认为NWA 11288 很可能是NWA 8657/8656 的成对陨石.     

南极格罗夫山6块非平衡型普通球粒陨石的矿物-岩石学特征

主要报导了南极格罗夫山新回收的6块非平衡型普通球粒陨石的岩石学和矿物化学特征.它们都保存了原始的矿物-岩石学特征,包括非常清晰的球粒结构、基质不透明、橄榄石和低钙辉石颗粒具有明显的成分环带、以及颗粒之间极不均匀的化学组成等.这6块陨石包括3块高铁群(H3)和3块低铁群(L3)群.根据非平衡型普通球粒陨石中橄榄石成分Fa变化的PMD(相对标准偏差)值与陨石热变质程度的相关性,进一步划分岩石类型亚类:CRV 020016为H3.7型、GRV 020162为H3.5型、GRV 020166为H3.4型、GRV 020106为L3.7型、GRV 020164为L3.7型、GRV 020165为L3.7型.全部6块陨石的冲击变质程度很低,为S1-S2;样品比较新鲜,风化作用划分为W1-W2.     

我国在南极格罗夫山发现的首块古铜钙长无球粒陨石(GRV 150277)及其外源碎屑研究

HED(Howardite-Eucrite-Diogenite)族陨石及其可能母体灶神星是国际深空探测与小行星研究的热点。其中,经历了复杂撞击混合成岩作用而形成的Howardite(古铜钙长无球粒陨石),是研究灶神星表土层物质组成与演化这一国际前沿领域的主要对象。21世纪以来,中国在南极格罗夫山回收了大量陨石,这为我国行星科学的发展提供了重要的研究标本。我国目前已分类的南极陨石中发现有3块Eucrite陨石,其为研究灶神星岩浆活动提供了重要机遇。本次工作对2016年收集到的南极格罗夫山陨石GRV 150277进行了系统性岩石学与矿物学研究。研究结果表明GRV 150277具有典型的角砾结构,主要由近乎等比例的Diogenite陨石和Eucrite陨石碎屑组成,是我国在南极发现的第一块Howardite陨石。此外,GRV 150277中还可见少量的铁陨石与CM型陨石碎屑,表明灶神星表土层遭受了多种小行星撞击。GRV 150277陨石的发现及其外源碎屑的详细研究,对确定灶神星表土层物质组成与演化历史具有重要的指示意义。     

钙长辉长无球粒陨石NWA 12274/12275/12276/12277/12278稀有气体及年代学研究

岩石矿物学研究发现HED (Howardite-Eucrite-Diogenite)族陨石NWA 12274/12275/12276/12277/12278与NWA 11586可能为成对陨石,但需要稀有气体等证据支持.本次工作对这5块陨石开展了稀有气体、宇宙暴露(CRE)年龄和气体保存年龄研究.结果 发现它们具有相一致的稀有气体同位素比值和CRE年龄,表明NWA系列陨石互为降落成对陨石;陨石CRE年龄[(36.2±3.7)Ma]与灶神星主要溅射事件/时期年龄(35.0～42.5 Ma)一致,表明它们可能在约36 Ma前从灶神星或Ⅴ型小行星溅离;陨石的U、Th-4 He(T4)及40K-40Ar(T40)气体保存年龄分别为0.3～1.3 Ga和2.8～3.4 Ga,显示这些陨石不同程度受到了后期热事件的影响;该流星体进入大气层的初始半径约为12.2 em,在穿越大气层期间质量损失了约56％.     

月球角砾岩Bechar 003、NWA 13788和NWA 11110中岩屑溯源研究

月球角砾岩是月球陨石的代表性样品，含有多来源的岩屑，是揭示月球内-外动力演化历史的重要窗口。本文对Bechar 003、NWA 13788和NWA 11110月球陨石中的岩屑开展了岩相学、矿物学及地球化学分析，通过岩相、矿物成分、全岩主微量元素等岩石地化综合分析，旨在厘清这3块样品中岩屑的类型、来源与成因机制。结果表明，3块陨石内部的斜长辉长质冲击熔融岩屑、微斑熔融角砾岩屑、以及辉长质斜长岩屑的初始物质由均是月海玄武岩与月球高地岩石的混合物，不同初始物质成分的岩屑表明月表经历了冲击事件，并且冲击事件发生在月表的不同位置，冲击事件造成月球高地岩石与月海玄武岩或非月海溅射物的混合。     

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。     

一块新发现的月球陨石NWA 12279的岩石矿物学、源区和冲击变质作用

NWA 12279为2016年发现的一块斜长岩质月球陨石,由86%的斜长岩和14%的冲击熔融角砾岩组成。斜长岩具嵌晶结构,矿物组成主要为斜长石(70. 6%)、橄榄石(11. 3%)、辉石(10. 0%)、镁铝尖晶石(7. 0%),含少量石英、铬铁矿和钛铁矿;冲击熔融角砾岩具角砾状结构,主要由岩屑(斜长岩、辉长-橄长-斜长岩、微斑熔融角砾岩、辉长岩)、晶屑(橄榄石、辉石、斜长石、尖晶石)、玻屑和基质组成。斜长岩和角砾岩的矿物组成基本一致,主要为斜长石(An_(92. 9～98. 4))、紫苏辉石(Fs_(15. 5～32. 2)Wo_(2. 98～4. 22))、易变辉石(Fs_(27. 9～53. 1)Wo_(7. 19～14. 7))、普通辉石(Fs_(8. 42～38. 9)Wo_(17. 0～44. 1))、橄榄石(Fo_(53. 7～89. 4))、尖晶石[(Mg_(4. 97)Fe_(0. 86))_(5. 83)(Al_(11. 4)Cr_(0. 61))_(12. 0)O_(24)]。通过对陨石的矿物组成、碎屑组成、矿物成分、全岩成分和冲击变质特征进行研究,并和已发现的月球斜长岩进行了对比,认为该陨石可能起源于一个新的富含尖晶石的辉长橄长斜长岩高地。该陨石的斜长岩和角砾岩具有不同的冲击特征,斜长岩区域发育橄榄石面状破裂、斜长石熔长石化及含未熔融的辉石和橄榄石晶屑的冲击熔脉;角砾岩区域发育玻璃质熔脉、冲击熔体及岩石角砾化,这些特征限制了斜长岩区和角砾岩区经历的冲击压力峰值分别约为45 GPa和78 GPa,温度峰值分别约为1 100℃和1890℃,冲击变质阶段为S_5～S_6。     

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。     

车里雅宾斯克(Chelyabinsk)陨石的岩石矿物特征与冲击变质作用

2013年2月15日,俄罗斯车里雅宾斯克(Chelyabinsk)发生了伴随罕见的空中爆炸的大规模陨石雨事件。本文对3块代表不同冲击变质程度的车里雅宾斯克陨石碎块进行了研究。它们都具有部分熔壳,其中1块仅出现碎裂,1块含有冲击熔融细脉,1块基本由冲击熔融囊和冲击熔脉组成。冲击变质程度最低的样品,代表了该陨石母体小行星的原始岩石矿物学特征:即具有粗粒的岩石结构和均一的矿物化学组成,但仍保留一些残余球粒,表明受到了明显的热变质作用,其岩石类型可划分为5型。铁镁质硅酸盐高的Fe O含量(橄榄石Fa:27.9mol%~28.2mol%,辉石Fs值:23.3mol%~23.7mol%)、以及较低的Fe-Ni金属含量,表明其化学群属于低铁低金属的LL群。我们所分析的样品与前人报导的结果相似,未发现不同岩性的岩屑,表明车里雅宾斯克陨石的原始岩矿特征较为均一。3块陨石碎块中,随着冲击程度的增强,其冲击变质特征依次表现为硅酸盐矿物的破碎、熔长石化更为普遍、陨硫铁与铁镍合金共熔、硅酸盐熔脉的形成、铬铁矿与长石共熔、以及大量熔融囊的发育等。但是,在冲击熔融囊和熔脉中,以及相邻围岩中均未发现高压矿物相。熔脉中的橄榄石晶屑和相邻围岩的橄榄石颗粒表现为化学成分的不均一,在背散射电子图像中呈不同灰度的结构。这与其他强烈冲击变质陨石中橄榄石的林伍德石或瓦茨利石相变相似。该陨石中林伍德石或瓦茨利石的缺失很可能是由于强烈撞击后高温产生的退变质。这也表明车里雅宾斯克陨石的母体小行星可能遭受了非常强烈的撞击事件。