我国南极陨石研究的新进展

近年来,因在南极发现了大量的陨石样品,我国天体化学和陨石学研究得到了快速发展,并取得了一系列可喜的成果,如:①在南极已收集了近万块南极陨石样品,使我国已成为南极陨石拥有大国;②大量的陨石发现和研究成果表明格罗夫山地区为我国发现的新的陨石富集区,填补了我国在南极陨石领域的空白;③发现了许多我国奇缺的陨石类型,如火星陨石、CR型碳质球粒陨石等;④开展了较深入的CAI研究等.这些都将为我国天体化学和比较行星学的发展展示广阔的前景.提出了一些南极陨石研究工作中存在的问题和今后的工作方向.     

南极格罗夫山陨石的磁化率

我国在南极格罗夫山发现并收集到大量南极陨石,需要一种无损、快速简单的分类方法。陨石磁化率(χ)的主要贡献是其中的铁镍金属,因而有可能成为一种简便有效的分类参数。同时,磁化率是陨石的一个重要物理参数。我们在国内首次开展陨石磁化率的研究,通过对模拟陨石磁化率样品的测量,证明可以通过不同取向的测量平均,将样品的大小和形状等几何因素的影响减小在仪器的测量精度范围之内。完成了首批613块南格格罗夫山陨石的磁化率测量,除普通球粒陨石外,还包括火星陨石、灶神星陨石、碳质球粒陨石、中铁陨石、橄榄陨铁、橄辉无球粒陨石等特殊类型。根据质量磁化率,可以划分大部分H、L、LL群陨石。特别重要的是,磁化率对于划分非平衡的普通球粒陨石化学群提供了更为可靠的参数。格罗夫山H群陨石的磁化率分布与南极其他地区的陨石十分相似,二者相对降落型陨石均向低质量磁化率方向平移0.2（logχ, 10^-9m³/kg）,反映了风化作用对南极陨石磁化率的平均影响程度;格罗夫山L群陨石的质量磁化率分布同样较降落型陨石偏低0.2左右,但南极其他地区的陨石与沙漠陨石的磁化率分布相似,二者均更为离散和偏低,可能反映了不同的风化程度。     

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。     

我国南极陨石研究与展望

继1998～2000年我国第15、16次南极科考队在南极格罗夫山发现32块陨石之后，2002～2003年第19次科考队成立了以回收陨石为中心任务的格罗夫山综合考察分队，在同一地区成功回收4448块陨石。我国的南极陨石回收工作不但实现了零的突破，而且成为继日本和美国之后拥有南极陨石数量最多的国家之一。通过对第15、16次队回收的32块陨石以及第19次队4448块陨石中的38块代表性样品的化学一岩石类型划分工作,除平衡型普通球粒陨石外，发现了2块火星陨石、2块橄辉无球粒陨石、6块非平衡L3型陨石、4块碳质球粒陨石和1块非平衡型顽辉石球粒陨石等特殊类型陨石。本文主要介绍了南极陨石的回收和研究进展，以及我国在南极格罗夫山回收陨石的情况和已取得的初步研究成果。同时对我国今后的陨石回收与研究工作提出初步设想。     

南极陨石的收集和研究进展

南极是目前地球上回收陨石最多的地区,自1969年以来已在南报回收了11000多块陨石样品。由于冰的消融和运移导致在一些兰色冰区内陨石的明显富集。大多数陨石来自直径小于200km的小行星体,南极陨石中月球陨石和火星陨石的发现提供了陨石其它来源的可能性,南极陨石的地球年龄比非南极陨石老,藉此可获得过去冰盖运移的信息。     

南极陨石的收集和研究进展

南极是目前地球上回收陨石最多的地区,自1969年以来已在南报回收了11000多块陨石样品。由于冰的消融和运移导致在一些兰色冰区内陨石的明显富集。大多数陨石来自直径小于200km的小行星体,南极陨石中月球陨石和火星陨石的发现提供了陨石其它来源的可能性,南极陨石的地球年龄比非南极陨石老,藉此可获得过去冰盖运移的信息。     

陨石学与天体化学(2001～2010)研究进展

21世纪的第一个十年,陨石学与天体化学研究在中国迎来了一个前所未有的发展时期。在南极格罗夫山地区共开展了5次科学考察,收集到超过1万块陨石,提供了珍贵的研究样品;嫦娥工程的立项和一期工程的成功实施,是陨石学与天体化学发展的重大机遇,也是挑战;高精度原位微区分析平台建设的完成,则为地外物质样品的分析提供了关键的技术保证。更为重要的是,通过大量南极陨石的分类工作,培养和锻炼了陨石学研究的青年人才。在此基础上,通过对各化学群陨石的研究,取得了许多重要的成果,包括陨石中前太阳颗粒的发现和研究、陨石中的灭绝核素、太阳星云在不同条件下的凝聚过程、月球陨石和火星陨石的岩石学成因与同位素定年、陨石的冲击变质与高压矿物、以及中国第一个陨石坑的证实等。     

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。     

格罗夫山陨石考察现状及其发展设想

南极陨石不但是宝贵的科学研究资源,而且对探索和研究冰盖演化历史具有重要的指示作用。自1998年第15次南极科学考察以来,中国南极陨石搜集工作取得了重大突破,发现了一个陨石富集区,收集了12000多块陨石样品,成为拥有南极陨石最多的国家之一。然而,相对于美国,中国南极陨石考察和研究还存在明显差距。为了实现中国南极考察的长远目标和安排十三五期间的南极陨石考察工作,基于中国的南极陨石工作总结和存在问题的分析,本文对南极陨石的长远目标进行设想,提出了十三五期间的工作规划。     

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GRV 020010（LL3）和GRV 021481（H3）的两个陨石是稀少的、在我国尚末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。