新疆铁陨石的物质组成和微量元素特征

本文运用ＩＮＡＡ，ＲＮＡＡ和化学分析方法测定了新疆铁陨石不同部位样品中的微量元素含量，并根据其结果论证了铁陨石的化学分类方法及适用性，讨论了新疆铁陨石母体的元素分布规律、母体形成条件及其成因。     

亳县陨石的微量元素研究

亳县(LL4)球粒陨石中，全岩的难熔亲铁元素相对于难熔亲石元素贫化。贫化过程发生于陨石物质凝聚的早期阶段。球粒和基质中微量元素分析表明难熔亲石元素被高温凝聚硅酸盐捕获，而Ni、Co和Au主要进入金属相。     

亲铜(亲铁)元素含量比值在地球科学中的初步应用实例

亲铜(亲铁)元素在行星增生演化、核幔分异、地幔岩浆过程、壳幔相互作用以及金属矿床成因等领域具有举足轻重的作用。本文从亲铜元素的地球化学性质出发,介绍了"高维度思维"的亲铜元素含量比值及其在地球科学领域的初步应用:①获得同一份样品中不同亲铜元素含量可在一定程度上降低样品的不均一性(块金效应)对含量比值的影响;②Cu/Ag值可以约束不同高温岩浆过程中硫化物固液状态和亲铜元素地球化学性质,进而认识地幔、洋壳和大陆地壳间的联系;③具有不同分配系数的亲铜元素含量的比值可以鉴别岩浆硫化物饱和史,比如通过亲铜元素的分异约束火星陨石母岩浆的硫化物不饱和演化历史;④依据In-Cd-Zn在硅酸盐地球的含量以及它们的相对亲铜亲铁性质,地球主体增生物质已经消失,不能由陨石代表。     

从微量元素丰度研究铁质、硅质及玻璃质小球

由于宇宙尘的研究能为太阳系和银河系的起源和演化提供有意义的信息,近年来受到宇宙化学家和天文地质学家越来越多的重视,成了科学界一个很活跃的领域。在铁质、硅质和玻璃质小球中难熔亲铁元素Ir、Os等及亲铁元素Ni、Co、(Cr)及微量元素Sc的测定,在硅质和玻璃质小球中稀士元素的测定对于球粒来源的判别是非常重要的依据。然而由于宇宙尘样品很少,一般的化学分析方法很难给出可靠的数据,本工作是采用灵敏度高,取样量少,且具多元素分析能力的中子活化分析测定了上逑各种小球中难熔亲铁元素和其它微量元素的含量。实验结果表明宇宙尘中难熔亲铁元素、亲铁元素的含量高于地壳样品。从硅质和玻璃质两种球粒以及几种地壳样品与碳质球粒陨石型稀士和Sc的归一化模式图可以看出:地壳样品由于经历了化学分馏,稀士模式成斜线型,而硅质和玻璃质宇宙尘的归一化稀士模式成较平坦的未分馏型。事实表明中子活化分析是研究宇宙尘的较可取的方法。     

新疆铁陨石穆斯堡尔效应的研究

本文利用穆斯堡尔谱仪，X射线衍射等方法研究了新疆铁陨石。新疆铁陨石主要由体心立方的铁纹石及立方面心的镍纹石组成，此外还有极少量的其他矿物。新疆铁陨石中镍含量分布不均匀，并且铁限石中的铁都是零价的。     

宇宙尘中金的丰度及其与铱的相关性

金是亲铁元素，金的浓度与其他一些亲铁元素(如铱、锇、镍、钴和铁等)的相关性具有重要的地球化学与宇宙化学意义。Au与Er属同一类元素，但地壳岩石中的Ir/Au比值较低，这表明金和铱的地球化学行为并不完全相同，而上地幔岩石具有未分馏的球粒陨石     

35个铁陨石化学组成研究及其在分类学中的应用

我们在中国某些铁陨石化学分类的基础土，又对11个南极铁陨石及10个美国和其他国家的铁陨石进行了多元素的分析和研究。除首次对11个南极铁陨石进行化学构造分类外，还将以前划分为ⅢAB的新疆铁陨石重新划分为ⅢE化学群，并增加和更正了中国14个铁陨石的一些数据。故本文一并讨论35个铁陨石化学组成的研究结果。     

荷叶塘陨石:一个L3型普通球粒陨石的岩石学和地球化学特征

荷叶塘为一块我国降落的原始3型普通球粒陨石,因此具有重要研究意义。本文对荷叶塘陨石光薄片及粉末样品的岩石学、矿物学和全岩组成地球化学特征进行研究,为这块陨石的深入研究提供重要基础数据。研究表明荷叶塘陨石具L3型陨石岩石学特征,具典型的球粒陨石结构,球粒清晰,球粒结构类型多,基质重结晶程度低,组成模式为:球粒80vol%,金属和硫化物含量为5vol%,基质15vol%。矿物化学成分表明,该陨石球粒以Ⅰ型(贫铁型)球粒为主,橄榄石Fa0.41-34.1(PMD=51),低钙辉石Fs1.82-27.2(PMD=88),Wo0.18-3.13(PMD=103),铁纹石中Co含量平均0.62%(PMD=20),矿物成份不均一程度高,橄榄石矿物结晶颗粒内部化学成分变化大,呈正环带分布,与岩浆型结晶顺序一致,球粒与基质及间隙物成分明显不同,表现为不同物质来源。化学成分全岩分析结果显示,荷叶塘陨石亲石、亲铁元素含量均为L型陨石特征。依据以上岩石矿物学和化学组成特征,依照陨石亚分类参数,将其类型划分为L3.4型普通球粒陨石。冲击变质程度S2,风化程度W1。研究结果表明荷叶塘陨石为一块受后期水、热蚀变和风化影响较少的原始类型陨石。组成矿物成分极不均一,在矿物晶体内部,球粒内部及球粒与基质间均有明显变化。     

我国某些球粒陨石物质组成的初步研究

据统计,我国现已收集27次石陨石及24次铁陨石(图1)。如图1所示我国陨石的分布与人口密度出现正比关系。石陨石多为普通球粒陨石,其中最大的为吉林陨石雨,共收集到约2500公斤样品。铁陨石中最大的是新疆铁陨石,重约30吨,按其重量居世界第三位。 本文的主要目的是根据已发表的部分资料和笔者的室内工作,对我国部分球粒陨石的物质成分、化学-岩石类型及其形成和演化历史进行初步探讨。     

基于遥感蚀变信息提取巴林格撞击坑周边铁陨石

目前地球上已经得到确认的撞击坑有190余个,其中直径小于1 km的简单撞击坑绝大部分是由铁质撞击体撞击形成的。由铁质撞击体撞击而成的撞击坑周边存在大量的铁陨石物质,这些铁陨石物质的空间分布特征对研究撞击坑的撞击过程和机理具有重要意义。铁元素的异常富集也可作为探寻地球表面疑似撞击坑的重要信息。为了获取撞击坑周围的铁陨石残片,早期主要通过人工方式进行实地调查,但这种方法效率低下且需要投入大量人力物力。基于铁陨石独特的光谱特征,利用遥感蚀变信息提取手段可以很方便地获取撞击坑周边的铁陨石物质。根据铁陨石矿物的波谱特征,以美国亚利桑那州巴林格撞击坑(Barringer Meteor Crater)为研究对象,基于Landsat 8 OLI数据,采用目前提取蚀变信息的常用方法:波段比值(BandMath)—主成分分析法进行撞击坑周边铁陨石信息的提取。提取结果与前人实地调查获取的铁陨石分布情况契合程度较好。撞击坑东侧、东南侧、西南侧等处的铁陨石聚集区在提取结果图上均有较好的反映。表明利用波段比值-主成分分析方法提取巴林格撞击坑周边铁陨石信息是可行的,实验结果准确地获得了该撞击坑周围的铁陨石空间分布信息,为探寻地球表面撞击成因的环形构造提供了可行方案,同时为未来同类撞击坑信息提取提供了重要的方法参考。     

锌同位素在行星科学中的研究进展

近年来有关太阳系天体中等挥发性元素的研究掀起了一波浪潮。锌作为中等挥发性元素,其稳定同位素对于高温挥发过程具有很好的指示作用。因此,在行星科学领域锌同位素逐渐成为研究星云和行星演化的一个理想工具。本文系统地归纳了各类陨石和行星天体储库的锌同位素组成,并对不同种类的陨石以及地外样品(碳质球粒陨石、普通球粒陨石、顽火辉石球粒陨石、橄辉无球粒陨石、铁陨石、石铁陨石、月球陨石和Apollo样品、火星陨石、灶神星陨石等)中的锌稳定同位素研究内容进行了较全面的总结。主要包括不同陨石和行星锌同位素组成的控制因素以及锌同位素对太阳系内星云过程和行星过程的指示;同时,简要论述了锌同位素在太阳系形成和演化过程中的分馏机制,并立足目前的研究基础,探讨锌同位素在行星科学领域的研究前景和发展趋势。     

我国铁陨石研究

本文总结回顾了我国铁陨石研究的现状和特点，对比国际研究水平分析了不足和差距。近10年来，我国在单块体铁陨石元素面分布、分类参数、铁陨石母体成因、特殊构造集合体和大气剥蚀消融作用等方面取得了可喜的进展。     

岩庄陨石的冲击熔融和元素再分配

岩庄陨石是受强烈冲击的H群普通球粒陨石,含有厘米级宽度的熔脉和熔块。冲击熔体中微量元素的分布,对了解在高温低压下从熔体分离结晶物相的元素再分配具有重要价值。本文以岩庄陨石中的全岩熔体、硅酸盐熔体和FeNi+FeS共结团粒中的FeNi金属三种物相为研究对象,利用激光剥蚀等离子体质谱技术,分别对其进行微量元素分析。结果表明:(1)该陨石冲击熔融后,Fe、Co和Ni等亲铁元素主要富集在全岩熔体内的FeNi金属相中,而Cr、V、Ti和Mn等则主要进入从硅酸盐熔体中晶出的微晶辉石晶格内,以置换M1位上的Al~(3+)。(2)Cu、Ga和Pb等亲铜元素也大部分都富集在FeNi金属相中,而挥发性较强的Zn,在陨石熔融时虽有少量丢失,但主要进入硅酸盐熔体相内,赋存在微晶橄榄石和辉石晶格之中以置换Fe~(2+)。(3)Sc、Zr、Nb和Ta等亲石元素,基本上都赋存在硅酸盐熔体相中,但Nb和Ta的分异程度低,而FeNi金属相的Nb/Ta比值比硅酸盐熔体要偏低一倍多,说明高温高压下陨石熔融时,Nb比Ta更为活泼。(4)硅酸盐熔体和全岩熔体的稀土元素分布均具有明显的奇偶效应,总体呈现轻稀土富集,重稀土亏损的特点,而FeNi金属则呈现轻稀土相对亏损的特点,且其稀土总量比硅酸盐熔体低近三倍,说明稀土元素特别是轻稀土元素主要赋存在硅酸盐熔体中。铂族元素在陨石局部熔融后转移到共结团粒的FeNi金属之中。     

风化作用对铁陨石矿物学特征影响的探讨

本文对南丹IIICD铁陨石的矿物学特征进行了研究,并与同为铁陨石但化学分类不同的阿根廷IAB铁陨石和西伯利亚IIB铁陨石进行了对比,重点探讨了风化作用对铁陨石矿物学特征的影响.首先用偏光显微镜、静水称重、扫描电镜观察了样品的基本矿物学特征和微形貌特征,然后用振动式样品磁强计、X射线衍射与电子探针能谱半定量测试研究了样品的磁学性质、物相和化学组成.研究结果表明,南丹铁陨石在较强的自然风化作用下,光泽变弱为土状光泽,相对密度降低;风化产生的反铁磁性物质会使陨石的磁性下降;另外,样品表面物相组成也发生较大变化,以针铁矿(FeOOH)和磁铁矿(Fe₃O₄)等铁的次生矿物为主;但风化壳以下的矿物物相及化学成分均未发生明显变化,以Fe、Ni为主的铁纹石、镍纹石物相存在.     

铁陨石中陨磷铁镍矿的矿物学特征及微区特征研究

铁陨石中常发现有陨磷铁镍矿包体,该特征矿物镜下特征、晶体结构、物化性质、成因等特征研究较少或尚不明确。通过电子显微镜、电子探针分析,对铁陨石中陨磷铁镍矿的矿物学特征、显微形貌特征进行研究,为陨石的演化形成过程等研究工作奠定基础。结果表明:陨磷铁镍矿晶形呈四方长柱状,自形程度高,截面呈四边形或长方形,立体空间上大体呈3个方向定向平行排列,形态类似混凝土的钢筋架构,表明陨磷铁镍矿结晶早于铁纹石及镍纹石。铁陨石母体内P元素的存在,在铁陨石的母体元素演化过程中对微量元素分配系数的影响起主导作用,可能影响微量元素丰度的分配,对元素固化分析系数影响很大。     

板块构造对金矿聚矿问题讨论

一些元素如铬、镍、钴、铁、金等在地壳中的含量随着时代的更新而减少,称为亲幔元素;而另一些元素如钨、锡、钼、汞等随着时代的步伐而加强,称为亲壳元素。 众所周知,金在地球内部分布极不均匀,地壳平均含量3.5ppb,上地幔和下地幔为5ppb,地核为2600ppb(据黎彤)。整个地球平均含金量为800ppb,因此地球中>90％的金集中在地核里。据邓晋福(1975年)资料,他根据纯杆榄岩为30～40ppb,玄武岩为5～10ppb,推测地幔含金为500ppb。贵阳地化所测定广西及吉林陨石中含66～244ppb,西藏菱大竹卡纯杆榄岩含金量为355ppb,张家口二辉杆榄岩含金为826ppb,苏联的斜方辉岩含金可达21.3ppb,     

在各种地质环境中铂族元素的分配和富集特征

铂族元素的分散和聚集反映了其化学特性与地球最早阶段进行的地质作用之间的相互关系。六个铂族元素和Fe、Ni、Co一起,都属于元素周期表上的第Ⅷ族元素。铂族元素的亲铁趋势,可说明地球上可能出现的富集情况的原因,而该种富集情况是从地幔和地壳的岩石比球陨石中的铂族元素含量有所降低的情况推测出来的。地幔和地壳之间的缓慢而连续的物质交换使铂族元素发生了再分配现象。这种现象不仅反映出铂族元素的亲铁性,而且也反     

亲铁元素异常——后增薄层模型

地幔中铂族元素丰度是基于地球形成理论所得计算值的两三百倍，无论是地幔中还是球粒陨石中，铂族元素之间的比值是相近的；对于这一现象有很多解释，其中被普遍接受的是：地核形成后(核幔分异完成后)，大约占现在地球质量0．5％-1％的球粒陨石物质加入地幔，即可造成现在地幔中的铂族元素在丰度与比值方面的特征，这就是后增薄层模型(Late-veneer model)。但是，这一模型受到很多地幔样品铂族元素具非球粒陨石比值和高压下Co、Ni亲铁性测定结果的挑战。最近的地幔橄榄岩各相铂族元素精确测定、高压下Pt、Pd金属相与硅酸盐分配系数的测定，以及Re-Os同位素的研究都支持后增薄层模型。     

清镇顽火辉石球粒陨石的矿物学特征及其成因

清镇陨石以具有高度还原的矿物组合为特征。普通球粒陨石和碳质球粒陨石中的亲石元素在顽火辉石球粒陨石内显示亲铜或亲铁的性质。在该陨石中发现的矿物有陨硫钙石。硫镁矿、钾的硫化物——硫铜钾矿,含Si的铁纹石及Ni的硅化物——硅磷镍矿等。顽火辉石和斜顽火辉石具有低的FeO含量,其FeO/(FeO+MgO)比值范围为0.004—0.01。在未完全熔融的球粒中发现具尘粒状贫Ni金届包裹体的残余橄榄石颗粒。本文首次报道陨石中含Ga的闪锌矿和发现陨石中稀少的碱硅镁柱石。金属-硫化物组合显示再加热和熔融的结构特征,金属发生硫化作用并被硫化物所取代。清镇陨石(EH_3)的化学成分与EH_(4,5)球粒陨石很相似,其La/Sm比值比平均EL高,Co/Ni则比EL低。清镇陨石的形成部位比任何其他球粒陨石群更靠近太阳,可能形成于水星-金星区。     

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。