南极陨石研究的启示Ι:早期太阳星云连续化学分馏作用的岩石化学证据

球粒陨石金属相的 Ir、Os、Co等亲铁元素的浓度随氧化程度的升高而显著增大 ,其浓度以及铁纹石 Co含量和橄榄石 Fa值均反映了球粒陨石的氧化 -还原程度具有连续变化的特征。根据铁纹石 Co含量、橄榄石 Fa值、低 Ca辉石 Fs值、金属相的 Ir、Os、Co浓度以及其他球粒陨石分类参数 ,可能存在介于 E与 H、H与 L、L与 L L以及 L L与 C之间的球粒陨石过渡型 ,即E/H、H/L、L/L L和 LL/C化学群 ,从而将原有的 9个球粒陨石化学群增加到 1 3个。球粒陨石氧化 -还原程度的变化特征以及球粒陨石过渡型的发现都表明早期太阳星云的化学分馏作用具有连续变化的特点。     

100块南极格罗夫山陨石的化学-岩石类型

本文报道100块南极格罗夫山陨石的岩矿特征,以及它们的化学群和岩石类型。分类结果共发现4块特殊类型陨石,包括1块CM2型碳质球粒陨石(GRV050179),1块钙长辉长无球粒陨石(GRV051523),1块橄辉无球粒陨石(GRV 052382)和1块中铁陨石(GRV 050212)。GRV050179大部分球粒直径小于300μm,基质/球粒体积百分比为6∶1,且具有强烈的水蚀变特征,形成大量层状硅酸盐和PCP(Poor Characterized Phases)集合体。GRV 052382的橄榄石具有还原边,内部重结晶。橄榄石和辉石之间的富碳填隙物含有金刚石。GRV 050212的金属含量为12.3 vol%,其中的低钙辉石FeO/MnO质量百分比为30.0,而GRV 051523中辉石的FeO/MnO质量百分比为28.7-30.9,两者均与HED(Howardites-Eucrites-Diogenites)族陨石一致。普通球粒陨石有93块,其中5块属于非平衡型普通球粒陨石。依据橄榄石Fa的相对标准偏差(PMD)可以进一步划分这些非平衡型普通球粒陨石的亚型[1],其结果为:GRV 050165和GRV053167为3.5型,GRV050189、GRV050200和GRV050404为3.4型。88块平衡型普通球粒陨石包括低铁群(L)54块,高铁群(H)34块,与南极横贯山脉的陨石相比,L群所占比例明显偏高,且缺失LL群。另有3块小样品主要由金属和少量硅酸盐组成,其铁纹石的钴含量和橄榄石的Fa值分别落在H和L群范围。虽然这3块样品的金属含量类似铁陨石,但实际上很可能是普通球粒陨石中脱落的较大的金属团块。93块普通球粒陨石中有22块样品很新鲜(W1),金属和硫化物几乎很少遭受氧化,61块样品的金属和硫化物遭受明显氧化(W2),仅10块样品的金属和硫化物被强烈氧化(W3)。     

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)。     

100块南极格罗夫山陨石的类型划分及其岩石学特征

根据岩石矿物学研究,包括岩石结构、橄榄石的Fa值和低钙辉石的Fs值以及金属模式含量等,100块格罗夫山陨石分别被划分为:4块H3型、11块H4型(其中一块为H4-an)、10块H5型、3块H6型、2块L3型、6块L4型、31块L5型、32块L6型和1块LL4型。格罗夫山普通球粒陨石在类型分布上,其比例和南极以及非南极普通球粒陨石有显著不同,说明可能存在相当数量的成对陨石。分类陨石样品比较新鲜,其中98块陨石的风化程度为W1,仅有2块陨石风化程度分别为W2和W3。另外,这些陨石中冲击程度较高的样品占有一定比例,它们是研究冲击作用的理想样品。     

荷叶塘陨石岩矿特征及化学-岩石类型研究

荷叶塘陨石是1998年降落的一块普通球粒陨石。本文在对荷叶塘陨石的岩石学和矿物化学特征分析的基础上,划分了荷叶塘陨石的岩石类型和次级岩石类型。荷叶塘陨石橄榄石的Fa值在0.6-48.8之间,平均值为23.2,PMD为60.1%;低钙辉石的FS值在0.6-49.0之间,平均值为9.1,PMD为97.5%。结合橄榄石Fa值的PMD与次级岩石类型关系、橄榄石中的Cr含量、铁纹石中富Ni颗粒的数量密度等,综合判断荷叶塘陨石的化学-岩石类型为L3.3,由此表明该陨石是一块热变质程度非常低的L型非平衡普通球粒陨石。     

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100块陨石的矿物-岩石学特征

本文主要报道了南极格罗夫山新回收的100块陨石的岩石学和矿物化学特征。并根据矿物-岩石学特征,划分了它们的化学-岩石类型:6块属于非平衡型普通球粒陨石(H3和L3群各3块);92块属于平衡型普通球粒陨石,包括:H群24块(13块H4,10块H5,1块H6),L群64块(2块L4,44块L5,18块L6),LL群4块(3块LL4,1块LL5);另外两块属于石-铁陨石。6块非平衡型普通球粒陨石保存了原始的岩石学和矿物化学特征,包括:清晰的球粒结构、橄榄石和低钙辉石具有明显的成分环带以及极不均一的化学组成等。92块平衡型普通球粒陨石中的橄榄石和低钙辉石显示出均一的化学组成,表明它们达到了一定的热力学平衡。这些普通球粒陨石受到的风化作用以W1和W2为主,所占比例高于90%,表明南极陨石受到的风化作用不强烈。有约40%的陨石样品受到了强烈的冲击作用,并产生冲击脉或者冲击囊,它们是研究高压冲击矿物和冲击作用的理想样品。     

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。     

2006年南极格罗夫山普通球粒陨石综述

近年来,在南极格罗夫山地区,我国共收集到9834块南极陨石样品,这些样品目前被保存在中国极地研究中心。2006年,国家天文台对其中100块陨石进行了系统分类和研究,确定陨石的化学群及岩石类型。本文系统介绍和总结了本次分类研究过程及结果。通过光学显微镜观察和电子探针测试,确定其中98块为普通球粒陨石。具体类型如下:3块为非平衡型普通球粒陨石(2块H3、1块L3);其他为平衡型普通球粒陨石。平衡型普通球粒陨石的化学-岩石类型分别为:高铁群(H)有43块(2块H3、12块H4、20块H5和9块H6),低铁群(L)有53块(3块L4、13块L5和37块L6),低铁低金属群(LL)有两块(1块LL4和1块LL6)。     

南极陨石GRV052483中岩石矿物学特征:撞击熔融型普通球粒陨石

南极陨石GRV052483样品为中国第22次南极科学考察队在蓝冰上发现的一块普通球粒陨石。初步研究发现,该样品中球粒结构并不发育。薄片中可见大量自形-半自形橄榄石斑晶镶嵌在细粒基质矿物中,具有典型的斑状结构。这些橄榄石斑晶大多为残留相,斑晶橄榄石和基质中主要矿物橄榄石、低钙辉石成分均一,平均橄榄石Fa值为24.7 mol%,而低钙辉石平均Fs值为21.1 mol%,斑晶中偶有粗粒长石玻璃化,根据岩相学及矿物成分特征,可确定此陨石为L6。不透明矿物含量较少,包括金属(铁纹石和镍纹石)与陨硫铁,此外可见少量的铬铁矿和磷灰石。冲击熔融脉发育、斑晶中粗粒长石玻璃化、基质中橄榄石、辉石、长石重结晶等现象说明该样品经历了强烈冲击,其冲击程度可能达到S6以上。因此,GRV052483可能为撞击熔融型L6普通球粒陨石。     

西宁陨石的岩石学特征及其类型划分

西宁陨石具有典型的球粒结构,球粒轮廓依稀可辨-模糊,基质重结晶程度中-高等,次生斜长石粒度5-40μm,部分颗粒大于50μm。橄榄石和低钙辉石的化学成分均一：球粒中橄榄石Fa24.7-25.2,平均Fa24.9,相对标准偏差PMD值0.64%;低钙辉石Fs21.3-21.9 En 77.6-78.2 Wo 0.46-0.57,平均Fs21.5,Fs的PMD值0.84%。说明该陨石已达热力学平衡状态,为平衡型普通球粒陨石。根据该陨石结构构造特征、金属含量、矿物化学组成特征和热变质特征（平衡温度为778℃）,西宁陨石被划分为L群普通球粒陨石,岩石类型为5型,但已开始向6型过渡。该陨石的冲击变质程度为S3,风化程度W0。陨石母体形成之后遭受了冲击变质作用和热变质作用,导致原始球粒破碎、脱玻化和基质重结晶。     

南极陨石研究的启示Ⅶ:南极新的和独特的陨石类型

近年来在南极及澳大利亚、非洲和北美的沙漠地区发现和回收了大量的陨石，改变了以前的球粒陨石分类。球粒陨石群由９个增加到１３个（ＥＨ、ＥＬ、Ｈ、Ｌ、ＬＬ、Ｒ、ＣＩ、ＣＲ、ＣＨ、ＣＭ、ＣＯ、ＣＶ及ＣＫ），并提出了３个碳质球粒陨石小群。ＣＫ、ＣＲ、ＣＨ和Ｒ为１３个球粒陨石群中新的化学群。不同的球粒陨石群，其岩石学、矿物学、化学及氧同位素组成均有明显的差异。根据其结构、矿物、化学及氧同位素组成特征，将１３个球粒陨石群划分为碳质球粒陨石系（由ＣＩ－ＣＲ－ＣＨ、ＣＭ－ＣＯ及ＣＶ－ＣＫ族组成）和顽辉石－普通球粒陨石系（由ＥＨ－ＥＬ、Ｈ－Ｌ－ＬＬ及Ｒ族组成）。碳质球粒陨石系是在相对远离太阳的区域形成，它以高的氧化态为特征。顽辉石－普通球粒陨石系是在靠近太阳的内太阳系区域形成的     

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。     

部分格罗夫山陨石的类型划分及其矿物岩石学特征

对99块南极格罗夫山陨石的研究表明这些陨石分别属于普通球粒陨石H群、L群、LL群,橄辉无球粒陨石和碳质球粒陨石。其中普通球粒陨石H3为1块,H4为23块,H5为9块,H6为8块,L4为2块,L5为21块,L6为31块,LL4和LL6分别为一块。GRV 022888为橄榄石-易变辉石无球粒陨石,GRV 023159是一块CV3碳质球粒陨石。这些陨石的冲击程度普遍较高,冲击程度为S4的普通球粒陨石有15块,GRV 023138中出现了冲击熔融现象,该陨石的冲击程度为S5,这些样品为研究小行星早期的冲击作用提供了很好的素材。此外,这些陨石的风化程度普遍较低,风化程度为W1的陨石为75块,未见风化程度高于W4的陨石。     

28块南极陨石的类型研究

本文研究的28块陨石,均为我国第16次南极科学考察队,在南极格罗夫山地区回收。由于样品量有限,每个样品仅有一个光簿片。利用透反两用的偏光显微镜,进行陨石结构,矿物组成等一些现象观察。它们都是石质陨石,有球粒陨石和无球粒陨石。根据球粒发育程度,分为五种类型。用电子探针分析陨石中矿物的化学成份。有两块为无球粒陨石,GRV 99018为钙长辉长无球粒陨石,GRV 99027为橄辉无球粒陨石。利用Dodd(1981)和Wasson(1985)球粒陨石化学群分类原则,将26块普通球粒陨石进行化学群的分类,两者划分的结果基本吻合。前者H群有6块,L群有9块,LL群有8块,另3块陨石近于L群(GRV 99019,GRV 99021,GRV99026)。后者H群有5块,GRV 99010近于L群,它可为H/L,L群有9块,L/LL群有2个,LL群有6块,而GRV 99019,GRV 99021和GRV 99026三块陨石与三个群的数据相差较大,它们属于非平衡球粒陨石,可能是L。26块普通球粒陨石,有5个为非平衡普通球粒陨石,其它21个为平衡球粒陨石。21个平衡普通球粒陨石的岩石类型,主要为4—6。     

南极格罗夫山陨石的岩石-矿物学特征及初步分类

我国第16次南极科考队在格罗夫山的蓝色冰表面回收到28块陨石,本文通过详细的显微镜观测和矿物成分的电子探针定量分析,确定28块陨石中的26块为普通球粒陨石,2块为无球粒陨石。在26块球粒陨石中高铁群(H)有11块,低铁群(L)有10块,低铁低金属群(LL)5块。其中H3 5块、H4 2块、H51块和H6 3块;L3 1块、L4 2块、L5 2块、L6 5块。LL4 1块、LL53块、LL6 1块。两块无球粒陨石GRV 99027和GRV 99018具有较高的研究价值,初步确定GRV 99027为二辉橄榄质火星陨石,GRV 99018为钙长辉长无球粒陨石。     

陨石的矿物-岩石学特征及其分类

根据陨石的矿物岩石学特征、化学组成及结构可划分为球粒陨石及非球粒陨石质陨石两大类。球粒陨石进一步划分为碳质球粒陨石族(CI,CM,CO,CR,CB,CH,CV及CK球粒陨石)、普通球粒陨石族(H,L,LL球粒陨石)、顽辉石球粒陨石族(EH及EL球粒陨石)、R及K球粒陨石群,而非球粒陨石质陨石进一步划分为原始的无球粒陨石族(Acpulcoites,Lodranites,Wi nonaites,IAB硅酸盐包体及IIICD硅酸盐包体)和分异的陨石族。分异的陨石族包括:无球粒陨石(Angrites,Aubrites,Branchinites,橄辉无球粒陨石,HED灶神星陨石,SNCO火星陨石及月球陨石);石铁陨石(中铁陨石及橄榄陨铁);铁陨石(IAB,IC,IIAB,IIC,IID,IIE,IIIAB,IIICD,IIIE,II IF,IVA及IVB铁陨石化学群)。每一陨石族或陨石群,具有类似的成因或形成历史,并来自同一小行星体或行星体,藉此可建立不同陨石族或陨石群之间的成因联系,并可提供早期太阳星云的物理化学条件及其演化的信息。     

100块南极格罗夫山陨石的分类及其成对陨石的初步判别

通过岩石矿物学特征的观察和矿物成分的电子探针分析,对采自南极格罗夫山的100块陨石进行了分类研究,确定了它们的化学群、岩石类型、冲击变质程度和风化程度,其中8块陨石划分为H4型,15块为H5型,3块为H6型,1块为L3型,2块为L4型,16块为L5型,47块为L6型,5块为LL3型,1块为LL4型,2块为LL5型。经过岩石矿物学特征和矿物成分的对比分析,初步判定成对陨石21组。     

100块南极格罗夫山陨石的分类及其成对陨石的初步判别

通过岩石矿物学特征的观察和矿物成分的电子探针分析,对采自南极格罗夫山的100块陨石进行了分类研究,确定了它们的化学群、岩石类型、冲击变质程度和风化程度,其中8块陨石划分为H4型,15块为H5型,3块为H6型,1块为L3型,2块为L4型,16块为L5型,47块为L6型,5块为LL3型,1块为LL4型,2块为LL5型。经过岩石矿物学特征和矿物成分的对比分析,初步判定成对陨石21组。     

陨石中铼锇同位素化学分离过程的几个重要影响因素

本文针对陨石中铼锇同位素比值高精度测定,选取6块不同类型的普通球粒陨石（吉林陨石、信阳陨石、武安陨石、肇东陨石、河北陨石、荷叶塘陨石）和两块铁陨石（南丹铁陨石和T-5）进行预处理和化学过程的一些条件实验。实验结果表明,陨石金属表面的锈迹清洗使用1M的HCl效果更佳;对于样品溶解,逆王水溶解效果比浓硝酸好,高温溶样熔解彻底,常温状态下仅能溶解出约30%的陨石样品中的Os;微蒸馏二次纯化可提高Os测定信号的稳定性和精度;稀释剂的浓度及加入量应与样品匹配,且达到平衡状态是高精度和高准确度的保障;普通球粒陨石取样范围在0.1g-0.3g (即样品中Os的绝对含量为100ng)即可获取最佳信号强度和精度;本次实验全流程空白Os可控制至0.5~81pg,Re可控制至4～77pg采用同位素稀释法,当187Os/188Os比值的精度最小可至4ppm（n=120,2se）。