从随州陨石研究探讨地幔的高压矿物组成

随州陨石母体在30 Ma前遭遇一次其他星体的撞击后,矿物发生了冲击变质作用,产生了几条宽度仅为0.02～0.09 mm的冲击熔脉.我们在随州陨石熔脉内和熔脉边部先后发现了多种冲击成因的高压相矿物,如粗粒的、由固态相变形成的林伍德石、低钙辉石的镁铁榴石相、钛铁矿相和钙钛矿玻璃相、NaAlSi3O8-锰钡矿相、涂氏磷钙石和铬铁矿的两种后尖晶石高压多形—CaFe2O4结构相和CaTi2O4结构相（其中后三种为首次发现的高压相新矿物）,以及细粒的、在高压下从硅酸盐熔体结晶的镁铁榴石-镁铝榴石固溶体、镁方铁矿和林伍德石微晶集合体.此外,在陨石主体中还见有斜长石的高压熔体相—熔长石.熔长石和多种高压相矿物的存在,限定了随州陨石主体所受压力、温度分别为20 GPa和1100℃,熔脉内则高达23～25 GPa和2000～2300℃.上述撞击产生的压力与地球内部地幔转换带下部到下地幔顶部的压力相当.大量天然产出的高压相矿物在随州陨石中的发现,对了解深部地幔的矿物组成和元素地球化学行为具有重要理论意义.     

南极陨石GRV 022115冲击熔融脉矿物学研究

文章主要通过电子探针、扫描电镜、激光拉曼光谱、透射电镜等微区微分析技术研究GRV 022115球粒陨石的基础矿物学特征和冲击变质矿物学特征，探讨陨石冲击熔融脉的形成机制和界定其母体的冲击条件。陨石主岩主要由橄榄石、辉石、熔长石、铁镍金属和硫化物等矿物组成。根据主岩的硅酸盐矿物学特征，确定GRV 022115是风化程度较低（W1） 的L6型普通球粒陨石，与前期分类结果一致。根据熔融脉内含有大量林伍德石的现象，修正GRV 022115陨石的冲击级别为S6，比原定的S5高一个级别。GRV 022115球粒陨石中有多条冲击熔融脉，熔融脉由基质和主岩碎块包裹体两类岩相组组成。熔融脉基质的主要组成是微米级粒状镁铁榴石与纳米级的含铁方镁石，是在平衡冲击压力下结晶的产物。冲击熔融脉主岩碎块包裹体中的橄榄石、低钙辉石、长石碎块已部分或全部转为相对应的高压相。橄榄石相变为林伍德石；个别低钙辉石相变为钙钛矿结构布里奇曼石微晶的集合体；长石主要相变为熔长石与玲根石。几乎所有的主岩碎块都有高温熔融的圆滑边界。熔融脉内外同类矿物的主量和微量元素具有一定的差异性，该差异性可以反映高温高压下混溶作用和扩散作用的影响。结合陨石冲击熔融脉形成机制和结晶模型，根据熔脉基质中镁铁榴石+方镁石矿物组合及静态高温高压实验相图，界定该陨石经受的冲击压力为23~27 GPa。     

陨石中林伍德石的形成条件对寻找地球产状林伍德石的启示

橄榄石高压多形林伍德石被认为是地幔过渡带的主要矿物。天然产状林伍德石主要在发生强烈冲击变质的球粒陨石冲击脉体中出现。目前还没有在地球岩石中发现林伍德石的报告。陨石冲击脉体的温度压力历史和矿物组合特征研究表明,林伍德石形成后,高压下淬火是使林伍德石不发生退变作用的重要条件。陨石中有利于林伍德石保存的淬火时间仅为数秒到十多秒。在地球上任何地质事件中,均难以实现在如此短的时问内使位于地幔过渡带的林伍德石被带往地球表层。寻找地球产状的林伍德石,关键是要在岩石和矿物中存在有利于林伍德石保存的条件,特别是当这些岩石和矿物仍处于高温的环境时。     

南极月球陨石MIL05035矿物学、岩石学及演化历史

月球陨石MIL05035岩石类型上属于普通辉石低钛玄武岩,粗粒辉长结构,无角砾化。主要矿物为辉石(60.2%)、斜长石(27.3%)和橄榄石(6.05%),次要矿物为石英(4.36%)、钛铁矿(1.25%)和陨硫铁(0.84%),含极少量富Ti、Fe尖晶石和磷灰石,广泛发育由钙铁辉石+铁橄榄石+石英组成的后成合晶三相集合体。辉石颗粒具有明显的化学成分不均匀性和出溶片晶,核部相对贫铁钙富镁(Fs30.2-60.8Wo14.2-35.0),边部富铁钙贫镁(Fs47.5-64.9Wo22.8-44.3)。熔长石化斜长石具有微弱的成分环带,边部相对富碱金属元素(Ab9.3-12.3,Or0.31-1.03),核部则相反(Ab7.6-10.6,Or0.12-0.36),含有未熔长石化的残留斜长石。橄榄石具有粗晶橄榄石(Fa95.5-96.6)和后成合晶中细粒橄榄石(Fa88.9-93.5)两种产状。石英具有脉状、团块状和蠕虫状等产状:脉状石英大部分转变为二氧化硅玻璃,核部石英具有较宽的拉曼谱特征峰(448~502cm-1),证明其经历了冲击变质与退变质作用;团块状石英分布于粗粒橄榄石颗粒间或橄榄石与斜长石和辉石接触边界上,与斜长石构成充填结构;蠕虫状石英分布于细粒后成合晶中。粗粒辉石边部铁辉石和后成合晶中辉石成分的继承性、结构上的延续性、光学特征上的冲击暗化现象、与冲击熔脉结构上的相关性和后成合晶中发育与粗粒辉石方向几乎一致的解理等方面的证据,认为后成合晶可能由于铁辉石在冲击压力释放与温度降低后的退变质作用下分解形成。根据岩石矿物结构观察、成分分析和MELTS模拟表明该陨石母岩的岩浆演化过程可能为:母岩浆在温度降低后首先产生极少量钛铁尖晶石、其次是普通辉石和钙长石先后结晶;随着温度下降,贫钙铁普通辉石、铁钙铁辉石和铁普通辉石等在普通辉石边部大量结晶,钙长石边部分异结晶少量培长石或拉长石;随着温度继续下降,早期结晶的普通辉石析出易变辉石等出溶片晶,橄榄石在辉石和斜长石边部结晶;其后,钛铁矿和陨硫铁析出,石英沿橄榄石和钙长石等先结晶矿物裂隙充填。出露月表后强烈的冲击变质作用使斜长石几乎全部转变为熔长石、石英大部分转变为二氧化硅玻璃,并具有一系列面状变形,冲击熔脉发育,冲击变质程度至少为S5。本研究为月球的岩浆演化和冲击变质过程提供了重要证据。     

地球深部碱性元素地球化学行为:来自陨石高压矿物的证据

近年来在球粒陨石冲击脉体中陆续发现了一些天然高压新矿物和矿物组合，这些发现为地球深部碱性元素的地球化学行为的研究提供了重要依据。在地幔过渡带温度和压力条件下，钠和钙离子优先结合到镁铁－镁铝榴石固溶体和长石高压多形之中，钾离子则选择性地进入到长石高压多形中，副矿物涂氏磷钙石是Na、Ba、Sr和轻稀土等元素的潜在载体相。天然冲击变质球粒陨石为我们提供了探索过渡带和下地幔温度、压力条件下碱性元素载体相特征的重要自然界样品。     

涂氏磷钙石的形成条件研究

用微束矿物学和激光拉曼光谱等分析测试技术,并结合人工高压实验结果,研究了我国随州陨石冲击熔脉中的白磷钙石高压相变形成涂氏磷钙石的必要条件,并对寺巷口陨石冲击熔脉中的白磷钙石虽与林伍德石、镁铁榴石和玲根石等高压矿物共生,但仅表现为结构损伤而未相变成涂氏磷钙石的原因进行了探讨.研究结果发现,随州陨石中白磷钙石或氯磷灰石的存在是涂氏磷钙石得以形成的物质前提,陨石熔脉中高达24 GPa和2000℃以上的高压高温环境是涂氏磷钙石能够形成的条件保障,而压力释放后熔脉极快的冷却速率是涂氏磷钙石得以淬火并稳定保存的关键.研究还查明,寺巷口陨石冲击熔脉比随州陨石的熔脉要宽1至2个量级,其冷却速率比随州陨石慢得多,因此,熔脉中早先形成的涂氏磷钙石,可能在脉内较高的冲击后温度影响下,慢慢退变质成白磷钙矿.     

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.     

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。     

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。     

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。     

The terrestrial fauna of the Late Triassic Pant-y-ffynnon Quarry fissures,South Wales,UK and a new species of Clevosaurus (Lepidosauria: Rhynchocephalia)

Pant-y-ffynnon Quarry in South Wales yielded a rich cache of fossils in the early 1950s, including articulated specimens of new species (the small sauropodomorph dinosaur Pantydraco caducus and the crocodylomorph Terrestrisuchus gracilis), but no substantial study of the wider fauna of the Pant-y-ffynnon fissure systems has been published. Here, our overview of existing specimens, a few described but mostly undescribed, as well as freshly processed material, provides a comprehensive picture of the Pant-y-ffynnon palaeo-island of the Late Triassic. This was an island with a relatively impoverished fauna dominated by small clevosaurs (rhynchocephalians), including a new species, Clevosaurus cambrica, described here from a partially articulated specimen and isolated bones. The new species has a dental morphology that is intermediate between the Late Triassic Clevosaurus hudsoni, from Cromhall Quarry to the east, and the younger C. convallis from Pant Quarry to the west, suggesting adaptive radiation of clevosaurs in the palaeo-archipelago. The larger reptiles on the palaeo-island do not exceed 1.5?m in length, including a small carnivorous crocodylomorph, Terrestrisuchus, and a possible example of insular dwarfism in the basal dinosaur Pantydraco.     

The effect of water on accessory phase solubility in subaluminous and peralkaline granitic melts

The solubilities of columbite, tantalite, wolframite, rutile, zircon and hafnon were determined as a function of the water contents in peralkaline and subaluminous granite melts. All experiments were conducted at 1035 °C and 2 kbar and the water contents of the melts ranged from nominally dry to approximately 6 wt.% H₂O. Accessory phase solubilities are not affected by the water content of the peralkaline melt. By contrast, solubilities are affected by the water content of the subaluminous melt, where the solubilities of all the accessory phases examined increase with the water content of the melt, up to 2 wt.% H₂O. At higher water contents, solubilities are nearly constant. It can be concluded that water is not an important control of accessory phase solubility, although the water content will affect diffusivities of components in the melt, thus whether or not accessory phases will be present as restite material. The solubility behaviour in the subaluminous and peralkaline melts supports previous spectroscopic studies, which have observed differences in the coordination of high field strength elements in dry vs. wet subaluminous granitic glasses, but not for peralkaline granitic glasses. Lastly, the fact that wolframite solubility increases with increasing water content in the subaluminous melt suggests that tungsten dissolved as a hexavalent species.     

SERIALS

正Acta Geographica Sinica ISSN0375-5444 CN11-1856/P Acta Geologica Sichuan ISSN1006-0995 CN51-1273/P Acta Geologica Sinica ISSN0001-5717 CN11-1951/P Acta Geologica Sinica(English Edition)ISSN1000-9515 CN11-2001/P Acta Geoscientica Sinica ISSN1006-3021 CN11-3474/P Acta Micropalaeontologica Sinica ISSN1000-0674 CN32-1189/Q     

EXPLORATION ENGINEERING

正20141864 Deng Mengchun(Institute of Exploration Technology,CAGS,Chengdu 611734,China);Huang Shenghui Rock Sample Collection and Division Technologies for Air Reverse Circulation Sampling Drilling(Exploration Engineering,ISSN1672-7428,CN11-5063/TD,40(7),2013,p.73-76,80,16 illus.,5 refs.)     

GEOCHEMICAL EXPLORATION

正20142366Bi Yuanqing(Institute of Geophysical and Geochemical Survey Technology of Anhui Province,Hefei 230022,China);Fang Junhua Analysis of Ore-Prospecting Potential in the Taojiaxiang Mining Site,Zongyang County(Geology of Anhui,ISSN1005-6157,CN34-1111/P,23(4),2013,p.256-260,5illus.,10refs.)     

ROCKS & MINERALS DETERMINATION AND ANALYSIS

正20140786Deng Zhenping(Institute of Karst Geology,Chinese Academy of Geological Sciences,Guilin 541004,China);Yang Wen-qiong Application of Stripping Voltammetry with a Solid Amalgam Electrode for Determination of Copper in a Tracer and Groundwater Tracing Experiment(Rock and Mineral Analy-     

STRUCTURAL GEOLOGY

正20141283 Bai Daoyuan(Hunan Institute of Geological Survey,Changsha 410016,China);Zhong Xiang Nature,Origin and Tectonic Setting of Jinzhou Basin in the South Segment of Xuefeng Orogen(Geology in China,ISSN1000-3657,CN11-1167/P,40(4),2013,p.1079-1091,10 illus.,47 refs.)Key words:foreland basins,strike-slip faults,Hunan Province     

OCEANOGRAPHY & MARINE GEOLOGY

正20141900Lan Xianhong(Key Laboratory of Marine Hydrocarbon Resources and Environmental Geology,Ministry of Land and Resources,Qingdao 266071,China);Zhang Zhixun Geochemical Characteristics of Trace Elements of Sediments from Drillhole SFK-1     

GEOPHYSICAL EXPLORATION

正20141074Bao Xijie(Research Institute of Exploration and Development,Daqing Oilfield Company,PetroChina,Daqing 163712,China)Gather Optimal Processing and Application Effect of Prestack AVA Instantaneous Inversion     

HYDROGEOLOGY & ENGINEERING GEOLOGY

正1.HYDROGEOLOGY20142452Chang Chengcao(Institute of Coalfield Geological Survey and Design of Jilin Province,Changchun 130062,China)Hydrogeological Type Division of Coal Mine No.2Mine in Yitong Manchu Autonomous County,Jilin Province(Jilin Geology,ISSN1001-2427,CN22-1099/P,32(4),2013,p.129-131,3refs.)