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。     

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.     

我国南极陨石收集进展(2000-2010)

自上世纪中叶以来,南极陨石收集就成为国际上南极考察项目中的一个重要亮点。在世纪之交之际,我国南极考察队开始了南极陨石收集,在短短的十年时间,在南极陨石收集方面取得了丰硕成果。我国不但收集了一万多块陨石样品,成为拥有南极陨石最多的国家之一,而且新发现了一个陨石富集区——格罗夫山。     

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。     

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。     

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。     

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。     

陨石氧同位素组成及其地学意义

介绍了各类陨石氧同位素组成的特点,对陨石氧同位素组成的主要成因观点进行了评述,结合地球的原始物质组成,讨论了陨石氧同位素组成的地球科学意义。     

伊吾Eucrite陨石的岩石学、矿物学特征及其成因

Howardite-Eucrite-Diogenite(HED)族陨石是地球上目前发现数量最多的无球粒陨石类型,已发现的 HED族陨石主要来自于南极和非洲西北部的沙漠,本研究的 HED族陨石国际命名为Yiwu 001 ,发现于中国新疆维吾尔自治区伊吾县境内.系统的矿物学和岩石学研究显示,该陨石属于单矿物碎屑角砾岩 Eucrite,主要矿物为易变辉石(38%)、普通辉石(8%)和斜长石(46%),副矿物主要为二氧化硅、陨硫铁、铬铁矿、钛铁矿.根据主要矿物的粒径,对该陨石开展了区域划分:粗粒、细粒和极细粒,辉石对应的粒径均值分别为 550 μm、100 μm 和 60 μm.粗粒和部分细粒区域具次辉绿结构,细粒和极细粒区域发育麻粒结构.陨石中细粒玄武岩包裹着以椭球体为主的粗粒和拉长的极细粒玄武岩,极细粒玄武岩呈定向构造.Yiwu 001 陨石原岩可能为内含粗粒玄武岩捕虏体的玄武岩,定向构造指示可能发生过近静态的部分熔融.该陨石在晚期经历了复杂的热变质作用,为 5 型变质类型,主要表现在出溶辉石条带、麻粒结构和三联点结构.     

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。     

南极格罗夫山陨石GRV 020043—一个特殊的E/H过渡型球粒陨石

南极格罗夫山陨石GRV 020043是一块特殊的球粒陨石,虽与普通球粒陨石有着相似的矿物组合,但矿物成分超出普通球粒陨石范围.主要矿物组合及其模式含量(vol%)是:斜方辉石40、橄榄石24、透辉石8、斜长石10、 Fe-Ni合金14、陨硫铁4 vol%、及少量铬铁矿和磷灰石.主要组成矿物成分均一,如斜方辉石(Fs10...     

中国安龙球粒陨石和南丹铁陨石的主要元素与微量元素的研究

1977年日本地震学会代表团访问了中国，日本代表团团长、东北大学理学部教授铃木次郎及本文作者之一、东北大学理学部教授胁田宏提议在陨石研究方面进行新的合作。中国科学院副院长吴有训教授和中国科学院贵阳地球化学研究所上述二位作者，对日方提出的新建议表示欢迎，并赠送了两块中国陨石——南丹铁陨石和安龙球粒陨石给日本的陨石研究小组。本文是中日两国在宇宙化学领域进行合作的第一篇论文。     

对南极类C1陨石成因和星云水化作用范围的几点看法

南极陨石的研究发现，有几个碳质球粒陨石富含与ＣＩ陨石类似的含水层状硅酸盐集合体及其角砾，其氧同位素比值也与ＣＩ接近，因而称之为类Ｃ１陨石。类Ｃ１陨石与Ｃ１陨石的区别是：类Ｃ１陨石中的含水层状硅酸盐既以基质的形式产出，也出现在球粒中；类Ｃ１陨石中含有球粒及有关组分，如球粒碎块、矿物集合体等。每个陨石中所含这些组分的数量不同，其矿物的成分也差别很大，从而说明它们形成的星云环境不同。因此笔者认为类Ｃ１陨     

对南极类C1陨石成因和星云水化作用范围的几点看法

南极陨石的研究发现，有几个碳质球粒陨石富含与Ｃ１陨石类似的含水层状硅酸盐集合体及其角砾．其氧同位素比值也与Ｃ１接近，因而称之为类Ｃ１陨石。类Ｃ１陨石与Ｃ１陨石的区别是：类Ｃ１陨石中的含水层状硅酸盐既以基质的形式产出，也出现在球粒中；类Ｃ１陨石中含有球粒及有关组分，如球粒碎块、矿物集合体等。每个陨石中所含这些组分的数量不同，其矿物的成分也差别很大，从而说明它们形成的星云环境不同。因此笔者认为类Ｃ１陨石可能是小行星区星云盘外层的星云凝聚物受到不同程度水化作用后吸积形成的陨石。     

我国首批回收的四块南极陨石类型的确定

中国第15次南极考察队于1999年元月在格罗夫山实施首次考察时回收了四块陨石，填补了我国南极陨石回收的空白。根据国际陨石协会命名委员会新回收陨石的命名原则，这些陨石已分别命名为GRV98001，GRV98002，GRV98003和GRV98004。根据初步岩石、矿物以及全岩化学分析，这四块陨石分别属于石质球粒陨石（GRV98001），L5型球粒陨石（GRV98002），H4型球粒陨石（GRV98004）和极细粒八面体缺陨石（GRV98003）。     

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。     

我国新近降落陨石和地球岩石的反射谱研究

本文通过我国新近降落的几块普通球粒陨石、顽火辉石球粒陨石、新疆铁陨石和某些地球岩石的粉末样的反测谱测定,可以看出,随着陨石中Fe~o/Fe_t值增加,球粒陨石的近紫外、可见光和近红外光谱反射率强度,依LL—L—H—E顺序递减,吸收带趋于平缓。同一化学群的陨石,变质程度越高吸收谷越深。而地球火成岩反射谱,则依酸性、基性和超基性逐渐显示出H群球粒陨石的反射谱型。 各类陨石的反射谱特征,可用来判定行星表面和某些小行星的物质组成。     

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。     

太阳星云凝集过程的岩石学模型：（Ⅲ）类地行星区星云凝集作用和地球…

在建立了小行星星云凝聚模型的基础上，对类地行星区中土物质（硅酸盐、氧化物、金属、硫化物等）的凝聚作用，以及凝聚物的水化作用进行了讨论。进而建立了包括小行星区在内的整个类地行星区的星云凝聚模式。根据地球核幔质量比和关于地球初期演化的研究结果：使用顽光辉石球粒陨石和Ｃ１陨石的化学成分分别做为地球形成区中类顽光辉石球粒陨石质星子和类Ｃ１陨石质星子和类Ｃ１陨石质星子的成分数据，假定类顽光辉石无球粒陨石质昨