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.     

火星陨石的岩石矿物学及源区特征

目前火星岩石样品的唯一来源是火星陨石,是研究火星物质组成和成分演化、物理化学性质、壳幔分异过程、岩浆过程等的重要窗口.火星角砾岩的成分与探测器和火星车获得的火星表面平均成分及部分表面岩石成分相似,代表了来源于火星壳的富集型样品.其他大部分火星陨石通常为基性岩浆岩,形成于幔源岩浆上涌后喷发至表面或侵入为岩墙或岩床,携带了火星幔的物质组成信息,不同的微量元素和同位素组成特征指示其来源于火星幔不同的源区.部分岩浆在上涌过程中经历了火星壳的混染作用,形成的陨石记录了火星壳的部分物质组成.火星陨石的研究已经获得了大量火星表面和深部的物质组成和演化信息,主要认识包括:① 火星壳氧化程度较高,富集稀土元素,238 U/204 Pb比值较高,ε142 Nd和ε182 W较低;② 火星幔部的氧逸度和轻稀土元素富集程度高度不均一,同位素组成特征指示至少存在六个不同的源区(低147 Sm/144 Nd 和176 Lu/177 Hf、高147 Sm/144 Nd 和176 Lu/177 Hf、高147 Sm/144 Nd低176 Lu/177 Hf的三类辉玻无球粒陨石源区;较低147 Sm/144 Nd 和176 Lu/177 Hf、较高ε182 W的辉橄与纯橄无球粒陨石源区;NWA 8159 的源区;NWA 7034 中部分组分的源区);③幔部不均一的特征可能形成于火星分异早期.目前发现的火星样品数量约300 余块,大部分样品的结晶年龄小于 650 Ma,但是火星表面的地质单元主要为诺亚纪或西方纪产物.另外火星探测数据获得的表面岩石成分比火星陨石更富硅和碱性元素,且岩石种类更丰富,除玄武质岩石之外还有大量中性和酸性岩石.因此对火星物质组成和演化更全面、深入的研究还需新的探测任务(包括样品返回)的数据补充.     

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。     

铁陨石及中铁陨石的稀有气体同位素丰度和放射性核素活度

测定了两个铁陨石及两个中铁陨石的稀有气体同位素丰度和＾１０Ｂｅ、＾２６Ａｌ和＾３６Ｃｌ的放射性核素活度。在所研究的４个陨石中,东乌珠穆沁旗（类型Ⅰ）、渭源（类型Ⅲ）中铁陨石及宁波铁陨石（ⅣＡ）是在中国回收的,另一个无结构铁陨石Ｒａｆｒｕｔｉ是于１８８６年在瑞士发现的。根据＾１０Ｂｅ－＾２１Ｎｅ、＾２６Ａｌ－＾２１Ｎｅ和＾３６Ｃｌ－＾３６Ａｒ计算了两个铁陨石的产率及宇宙射线暴露年龄。其中Ｒａｆｒｕｔ     

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。     

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。     

陨石矿物种类的研究进展和矿物表

早在约 2 0 0年前 ,科学家就在铁陨石中鉴定出了两种陨石矿物——陨硫铁和金属铁—镍。到了 1 9世纪 80年代 ,陨石矿物的数量增加到 1 6种。 2 0世纪 60年代以来 ,随着显微镜的广泛应用 ,以及许多新的测试技术如 X射线衍射、电子探针、扫描电镜和透射电镜的应用 ,使更多的陨石矿物能被发现。1 967年 ( Mason列出 60种陨石矿物 )至 1 987年( Yudin和 Kolomenskiy列出了 2 0 0种陨石矿物 )的2 0年间陨石矿物种数增加到原来的 3倍多。1 991年Ulyanov完成了陨石、星际尘粒和玻璃陨石共 350种矿物的列表。Rubin〔1〕在前人工作的基础上 ,去掉…     

火星陨石和火星表面泥岩中蚀变过程对比研究

火星次生含水蚀变矿物是火星地质历史时期水环境和气候演变历史的真实记录,一直以来都是火星探测、火星陨石研究的重点,是认识火星环境特征和气候演化的重要研究对象。文中对比研究了表土角砾岩NWA7034、火成堆晶岩MIL03346等两块最富蚀变矿物火星陨石,以及Gale撞击坑出露的Sheepbed泥岩3种岩石类型的蚀变程度及其蚀变矿物类型和组合,分析了层状硅酸盐、铁氧化物/氢氧化物、钙硫酸盐等蚀变矿物的成因及环境指示意义。发现这3类岩石的蚀变作用各不相同。火星陨石NWA7034的蚀变作用以氧化和加热作用为主,无蒸发盐类矿物。火星陨石MIL03346的蚀变程度最低,为后期水溶液进入缝隙而引发的,蚀变作用以橄榄石的伊利石化、裂隙和缝隙中填充次生矿物细脉为主。而火星Sheepbed泥岩经历了后期的等化学风化过程(isochemical weathering),次生过程包括成岩蚀变和成岩后蚀变两个阶段。其中,成岩过程中的蚀变以橄榄石蚀变为铁氧化物和蒙皂石矿物为主,成岩后以形成蒸发盐类矿物硫酸钙为主。以上3种岩石蚀变矿物组成差异反映了火星上不同地质背景中、不同气候条件下蚀变过程的复杂性。文中对火星含水矿物及部分典型矿物的形成条件和过程进行系统总结,这对于理解未来火星探测任务、识别含水矿物的形成、揭示火星水环境和地质历史具有重要指导意义。     

火星陨石Zagami 中冲击熔融脉的矿物学研究:冲击压力及溅射机制

透射电镜观察显示125／μm宽的Zigami火星陨石冲击熔融脉的硅酸盐玻璃基质中含有大量细针状斯石英、少量陨硫铁和辉石,并发现超斯石英产干熔融脉附近的斜长石玻璃中。根据熔融脉中的高压相组合,包括斯石英、辉石及其它曾报道过的高压相,可以界定熔融脉结晶压力和冲击压力小于25GPa。超斯石英的产状显示其为固相相交的产物。火星陨石是火星物质在高速）中击中被溅射加速至大干火星逃逸速度5km／s的高速,逃离火星引力范围,后期被地球捕获。5km／s的逃逸速度显示高压状态下的溅射机制需要65GPa的压力,此压力很难解释火星陨石普遍小于25GPa的冲击压力。现较为流行的崩裂溅射机制称其为低压高速溅射机制,但因其模拟计算算法的局限性,实质上也是高压下的溅射。携带机制——冲击成坑作用所产生的高速气流携带经受较低冲击压力的火星陨石从裂隙中喷出而逃离火星,可以较好地解释火星陨石的压力范围,但尚需进一步的研究。     

陨石分类研究进展及其地学意义

近40年来陨石分类学经历了3个发展阶段，60－70年代，由根据陨石的矿物结构的分类方法发展为球粒陨石的化学一岩石学分类法和铁陨石的化学群分类法；70－80年代，提出了分异型陨石和未分异型陨石的概念，球粒陨石被认为是未分异型陨石，而其它陨石（铁陨石，石铁陨石和无球粒陨石）大多被划入分异型陨石，80－90年代以来，陨石氧同位素组成成为了陨石成因分类的一个主要依据，使陨石分类学进入了一个新的成因分类阶段，作者对80－90年代以来新确立的R群，K小群，CR群和CK群球粒陨石，以及根据氧同位素划分出的原始型无球粒陨石系列：A－L无球粒陨石，Winonaites无球粒陨石和Brachinites无球粒陨石进行了介绍，笔者对陨石研究和陨石分类学的发展在估算地球整体成分，探讨地球成因和早期演化历史方面的重要意义进行了说明，并建议地球科学家应对陨石学和陨石分类的发展现状给以关注。     

Trace element partitioning in the Morasko meteorite from Poznan, Poland

The nickel–iron meteorite of Morasko shows isolated inclusions of troilite in the bulk mass of a Fe,Ni-alloy. During a segregation of the FeS phase chalcophile trace elements were collected from the melt. The solidification of the Fe,Ni-phase occurred probably later, incorporating thereby mainly siderophile trace elements. To prove this general assumption selected trace elements were determined and reveal in the two phases of the present meteorite a characteristic distribution pattern. The meteorite of Morasko is in close conformity to the iron meteorite group IAB with rounded dark FeS inclusions.     

太阳星云凝聚过程的岩石学模型：（Ⅱ）非球陨石、C1陨石及类C1陨石的凝聚成因和小行星区星云凝聚作用

综述了非球陨石（铁陨石，石铁陨石和无球粒陨石）在成分结构方面的非分异成因证据，推断其成因是：星云盘中心层中的星云发生气－液凝聚作用形成的熔滴，在较高温度下彼此合并形成了较大熔体，熔体固化后形成该类陨石母体。根据Ｃ１陨石不含球粒和其它成分特征，推断它们是星云只发生气－固凝聚作用的产物。对近年来新发现的一些特殊成分的碳质球粒陨石进行了综合分析，暂定名为类Ｃ１陨石。通过类Ｃ１陨石与其它球粒陨石及Ｃ１陨石成分结构特征的对比，推断它们是星云盘边缘层星云发生气－液－固和气－固联合凝聚作用，同时发生水化作用的产物。最后，在对所有陨石凝聚成因进行解释的基础上，建立了小行星区星云凝聚模型。     

陨石原始型惰性气体的研究进展——Q气及其携带物特征

陨石中的原始型惰性气体是在陨石形成前或陨石形成期间,组成陨石的物质通过吸附、溶解等方式将原始太阳星云中的惰性气体保留在陨石中形成的。实验研究发现,球粒陨石中的原始型惰性气体浓集中一种称为Q相的物质中,因此在原始型惰性气体中占绝对优势的组分被称为Q气或P1气。介绍了陨石原型惰性气体概念的由来、Q相的发现经过、Q相的成分和在球粒陨石中的存在部位以及Q气的元素丰度和同位素组成。并根据不同类型损石中Q气的分配情况,对其成因意义进行了讨论。     

庐江陨石的化学组成

庐江陨石是一块落的球粒石陨石,本文详细介绍了庐江的化学全分析,铁物相,镍物相和微量元素分析方法,给出了庐江陨石的主要元素组成和微量元素组成特征。由此可以确定该陨石的化学群属于ＬＬ群。     

中国大别山东南缘首次发现大坝陨坑构造

简介首次在大别山东南缘安徽省境内发现的大坝陨坑构造。经初步评价,知陨坑呈椭圆形,长轴呈北北东向,长约19km,短轴长约12km,最大坑深约2km,是一个有中央隆起区的复杂型陨坑。在卫片上陨坑显示环形影像,地貌形态为一洼地。陨坑基座保存尚好,可对它直观和追索陨坑构造边界。形成于230Ma左右的各类撞击变质岩石系列齐全,其中含有柯石英等典型的撞击变质矿物及撞击碎理等超微构造,特别是在陨坑基座内壁普遍发现有鉴别陨坑构造最可靠的标志——干裂自角砾岩,都证明大坝环形影像是一个典型的陨星撞击坑构造。它的发现,具有很大的科学及经济意义,对今后褶皱山区寻找和研究陨坑构造具有示范和指导作用,同时大大丰富了建设大别山世界地质公园的地质依据。无庸置疑此发现将促进大别山旅游业的发展及陨星撞击科普知识的传播。     

清镇顽辉石球粒陨石（EH3）不透明相的岩石,矿物学研究

通过对最新鲜、最原始的ＥＨ３型损石－清镇员石不透明矿物的岩石学、矿物学研究，揭示了不透明矿物化学组成与产状的成因关系，提出了星云冷凝，金属与星去气相组分的硫化反应，矿物出熔及矿物分解等四种形成机制。对不透明物的各种环带结构及闪锌矿、矿镁矿等矿物温度计的研究，揭示了该陨石在星云阶段和母体中的热历史，与Ｙａｍａｔｏ－６９１（ＥＨ３）的对比表明，清镇陨石不透明矿物形成于更加还原的星云条件。     

清镇陨石中顽火辉石的高分辨电镜研究

清镇陨石中顽火辉石的(010)取向结构象清楚地显示出单斜顽火辉石(CLEN)和顽火辉石(OREN)连生现象其特点说明它经历了急冷且受到很弱的后期热变质作用,同时,电子衍射和光学衍射及结构象均显示其中有27的长周期结构。     

内蒙古海拉尔发现陨石坑及科研意义

陨石撞击构造研究是天文地质学研究的热点,但是缺乏典型的研究基地,海拉尔陨石坑的发现,无疑是一个重要补充。海拉尔陨石坑坑区基础岩石为晚侏罗世火山岩,区域自然地理为平缓丘陵山地草原,陨石坑呈封闭圆形,中间筒状突起显示冲击锥地貌,直径320m,坑底到坑缘最大高差10m。为了保护性研究,没有进行进行破坏性取样分析撞击岩石矿物,根据排他比较分析法,认为该坑唯有陨石撞击成因可以解释,并且具有最关键的冲击锥地貌特征。这是一个我国唯一保存完整的可供直观参观的陨石坑,估计该陨石坑年龄应该在100万年以上。