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。     

南极GRV 022888和GRV 052408橄辉无球粒陨石的岩石矿物学特征及成因探讨

主要介绍GRV 022888和GRV 052408两块南极陨石的岩相学和矿物化学特征,并在此基础上探讨其成因。GRV 052408陨石主要由橄榄石(~60 vol%)和辉石(~35 vol%)组成,含少量富碳质填隙物(~5 vol%);而GRV022888陨石基本由橄榄石(~98 vol%)构成,仅有很少量辉石,富碳质不透明填隙物含量也较低(~2 vol%)。这两块陨石中的橄榄石都可以见到明显的核部富铁边部富镁的反环带结构。结合岩相学和矿物化学特征,将它们划分为单矿Ⅰ型橄辉无球粒陨石。根据橄榄石-易变辉石-熔体温度计,计算得到两块陨石的形成温度在1 220℃左右。我们的研究结果支持橄辉无球粒陨石为球粒陨石质母体部分熔融后的残余物成因假说。     

南极GRV 024237橄辉无球粒陨石的岩石矿物学特征

GRV024237是第19次中国南极科学考察队在南极格罗夫山地区一号冰碛上发现的。主要由粗粒状橄榄石(60vol%)、易变辉石(30vol%)和不透明矿物(10vol%)组成,粗粒橄榄石辉石、颗粒边界呈120°接触角,无球粒,粗粒橄榄石具有明显的反环带结构,这些特征符合典型的橄辉无球粒陨石结构。薄片中橄榄石颗粒的边部到核部化学组成变化显著,边部富镁,Fa6.2—Fa17.5;易变辉石组成比较均一,Fs14.0—Fs15.5;基质不透明矿物富含碳质,充填于大颗粒的间隙及裂隙。岩石学和矿物化学组成两方面都表明GRV024237是一块橄辉无球粒陨石,且属于I型单矿角砾岩,中等FeO/MgO比值,冲击程度较弱,经历了部分熔融。     

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GRV 99027火星陨石的地球化学特征

南极GRV 99027陨石是二辉橄榄岩质辉玻无球粒陨石(L-S)的火星陨石,具有嵌晶、非嵌晶和冲击熔融袋结构。矿物模式组成以橄榄石(55%)、辉石(37.5%)为主,有少量熔长石(6%)、铬铁矿(1.5%)以及微量白磷钙石、陨硫铁等。本文在阐述该陨石的岩石学和矿物化学特征的基础上进一步研究了稀土元素及氢同位素的地球化学特征。该陨石∑REE总量低;橄榄石及辉石以HREE富集为特征;熔长石富LREE,且具高正的δEu;副矿物白磷钙矿含量虽少(约0.2%),但具有极高的∑REE,LREE≈HREE,δEu负异常明显。GRV99027全岩稀土元素分配模式与L-S陨石的模式十分相似,而与SNC其它类型陨石的REE分配模式不同,反映不同类型火星陨石物质源区不同。火星陨石氢同位素以高δD为特征,各类含水矿物对陨石δD的贡献不同。陨石磷酸盐矿物中δD-水含量间一般没有正相关性,间或存有弱的负相关性。根据GRV99027陨石的矿物学模式,REE分配模式,及氢同位素特征,可以确定GRV99027陨石为L-S陨石。为了探讨GRV99027陨石的物质源区及演化历史,我们广泛收集了L-S火星陨石的Sr,Nd,Pb,Os和稀有气体同位素...     

南极GRV 99027火星陨石的地球化学特征

南极GRV 99027陨石是二辉橄榄岩质辉玻无球粒陨石(L-S)的火星陨石,具有嵌晶、非嵌晶和冲击熔融袋结构。矿物模式组成以橄榄石(55%)、辉石(37.5%)为主,有少量熔长石(6%)、铬铁矿(1.5%)以及微量白磷钙石、陨硫铁等。本文在阐述该陨石的岩石学和矿物化学特征的基础上进一步研究了稀土元素及氢同位素的地球化学特征。该陨石∑REE总量低;橄榄石及辉石以HREE富集为特征;熔长石富LREE,且具高正的δEu;副矿物白磷钙矿含量虽少(约0.2%),但具有极高的∑REE,LREE≈HREE,δEu负异常明显。GRV99027全岩稀土元素分配模式与L-S陨石的模式十分相似,而与SNC其它类型陨石的REE分配模式不同,反映不同类型火星陨石物质源区不同。火星陨石氢同位素以高δD为特征,各类含水矿物对陨石δD的贡献不同。陨石磷酸盐矿物中δD-水含量间一般没有正相关性,间或存有弱的负相关性。根据GRV99027陨石的矿物学模式,REE分配模式,及氢同位素特征,可以确定GRV99027陨石为L-S陨石。为了探讨GRV99027陨石的物质源区及演化历史,我们广泛收集了L-S火星陨石的Sr,Nd,Pb,Os和稀有气体同位素资料。GRV99027与同类L-S陨石的物质来源为原始火星幔源区;约4M a(溅射年龄)经天体强烈碰撞溅射,在宇宙空间经历不同时间的运行(宇宙射线暴露年龄不同),随后进入地球引力范围,先后陨落在南极。     

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GRV 99027陨石:火星陨石中的一个新成员

来自南极格罗夫山蓝冰地区的GRV 99027陨石为一无球粒陨石,主要由橄榄石及辉石组成。棕色橄榄石具堆晶结构及镶嵌结构等火成岩浆分异结晶的特征。陨石的矿物模式组成及化学成分显示与SNC族陨石特征相似,特别是与ALHA77005陨石十分接近。后者被确定为二辉橄榄岩质辉玻无球粒陨石类(Lherozolitic-Shergotty,L-S)火星陨石。GRV 99027陨石的矿物化学特征以及FeO/MnO比值也与L-S类相似。可以初步认为GRV 99027陨石为SNC族火星陨石一个新的成员。二辉橄榄岩相当于地球的上地幔成分。陨石来自火星探部,为世界上极为稀有的火星样品,极具研究价值。     

南极格罗夫山H群普通球粒陨石冲击变质特征

本文研究了47块格罗夫山H群普通球粒陨石冲击变质效应。在光学显微镜下对陨石中硅酸盐矿物和不透明矿物的冲击变质效应,其中包括波状消光、破裂、马赛克消光、冲击熔融和金属硫化物枝状共晶进行了观察。利用扫描电镜对10块H群普通球粒陨石的不透明冲击熔脉进行观察与分析,在GRV022469冲击熔脉中发现了瓦茨利石。GRV022469成为我国第一块发现高压相矿物的南极H群普通球粒陨石。瓦茨利石的岩石矿物学特征表明它形成于固态相变机制。根据冲击变质效应,特别是冲击熔脉中矿物结构及成分,分析得出H群普通球粒陨石的冲击变质特征：H群普通球粒陨石冲击变质程度普遍偏低（低于S5）,陨石中冲击熔脉宽度较窄,脉体中矿物组合为常压相矿物。     

南极格罗夫山球粒陨石冲击变质程度及特征

本文对93块南极格罗夫山普通球粒陨石的冲击变质特征进行了研究:在光学显微镜下观察并描述了橄榄石、辉石、长石等主要硅酸盐矿物的破裂、消光、熔融以及重结晶现象;在冲击熔脉和熔融囊中观察到了矿物的分解、相变,并确认了林伍德石、镁铁榴石、辉石玻璃和熔长石等多种硅酸盐矿物的高压多形。根据冲击变质特征以及高压矿物的组合对93块南极普通球粒陨石进行了冲击变质程度分类。冲击变质类型的统计结果表明,这批样品中共有23块陨石遭受了强烈的冲击变质作用(S4-S5),并且其中绝大部分为L群普通球粒陨石(22块),仅有1块H群陨石受到明显的冲击变质,并形成熔脉。H与L群陨石完全不同的冲击变质特征,可能反映了两者小行星母体表面不同的物性。此外,相同化学群陨石中,冲击变质程度的分布与岩石类型相关,平衡型(特别是5-6型)陨石具有最高比例的强烈冲击变质陨石。     

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。     

南极月球陨石EET96008矿物学和岩石学特征

EET 96008是一块发现于南极Elephant地区的玄武岩质角砾岩月球陨石。本文对该陨石的矿物岩石学特征进行了详细的观察和描述。EET 96008具有典型的碎屑结构,其角砾浑圆度低,角砾大小一般为0.1-2mm,它主要由角砾（50.2vol%）和基质（49.8vol%）组成,该陨石角砾类型多样：（1）晶屑：主要为辉石、橄榄石、长石以及石英;（2）岩屑：主要为变粒岩岩屑、基性岩岩屑、苏长岩质斜长岩岩屑;（3）玻屑：主要为斜长岩质。基质和角砾在颗粒上是连续过渡的,基质主要是由粒度小于0.1mm的矿物碎屑和玻屑组成。该陨石辉石类型多样,成分变化大Fs18.0-58.0Wo3.9-45.2En3.5-79.1,出溶现象普遍,出溶条纹达到1μm宽;橄榄石中Fa值主要分为两个区域,Fa50-70以及Fa80-95,铁含量较高,平均Fa71.8;长石成分以钙长石为主（An84.9-97.9）,部分斜长石已熔长石化。该陨石与QUE 94281同为月球玄武岩质角砾岩,在结构及矿物组成上具有类似性,但是在岩屑类型及橄榄石矿物成分上存在着明显不同,为非成对陨石,且源区可能不同。EET 96008具有三个典型的冲击暗化区域,有大量的玻璃质以及冲击熔融囊的产生,冲击程度达到S5以上。该陨石在冲击作用下,富铁辉石分解产生钙铁辉石-铁橄榄石-石英,该现象为了解月球表面冲击历史提供了重要的科学依据。     

南极格罗夫山碳质球粒陨石的研究与展望

本文报导了3块南极格罗夫山碳质球粒陨石(GRV 020025, 021579和022459)的矿物岩石学特征。3块碳质球粒陨石具有明显的非平衡陨石的特征,基质和球粒的模式比值分别为2.8 (GRV 020025)、1.2 (GRV 021579)和1 (GRV 022459)。GRV 022459具有明显较其他两块陨石大的球粒直径(0.6-2.0 mm)。在3块碳质球粒陨石中,一共发现了27个富Ca, Al包体,除了在GRV 020025和021579中各发现了一个富尖晶石球粒状包体,其余25个包体均属于A型(似A型)和富尖晶石-辉石型包体。大部分包体发生了强烈的蚀变,GRV 020025中的包体出现了大量层状硅酸盐,GRV 022459中的尖晶石具有富FeO的特征。最后,对南极碳质球粒陨石的下一步研究工作进行了展望。     

南极陨石研究的启示Ⅷ:原始无球粒陨石及其成因

近年来,在南极和非南极地区回收的异常陨石中已识别８个原始无球粒陨石群：斜方辉石－橄榄石无球粒陨石、富橄榄石无球粒陨石、橄榄古铜陨铁、橄辉无球粒陨石、顽辉石－镁橄榄石无球粒陨石及ＡＢ－ＣＤ硅酸盐、顽辉石无球粒陨石及钛辉无球粒陨石。斜方辉石－橄榄石无球粒陨石及橄榄古铜陨铁具有相似的矿物学、矿物成分、热历史、氧同位素组成及宇宙射线暴露年龄,他们系来自共同的母体。ＡＢ－ＣＤ硅酸盐及顽辉石－镁橄榄石无球粒陨石的氧同位素组成、化学及矿物学也相似,认为他们来自共同的母体。在考察岩石学证据的基础上,将ＡＢ－ＣＤ硅酸盐和顽辉石－镁橄榄石无球粒陨石、富橄榄石无球粒陨石、斜方辉石－橄榄石无球粒陨石及橄榄古铜陨铁以及橄辉无球粒陨石划分为非岩浆型的原始无球粒陨石,他们为高度变质并伴随不同程度部分熔融的岩石;而顽辉石无球粒陨石及钛辉无球粒陨石为火成岩石,但未受到广泛的分异作用和分异形成不同岩性的岩石,将其划分为岩浆型的原始无球粒陨石。到目前为止,共有六个原始无球粒陨石母体。     

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。     

顽火辉石球粒陨石分类方法综述及其应用

顽火辉石球粒陨石是已发现的陨石中还原程度最高的一类,源区接近太阳原行星盘的内部区域,对研究早期太阳星云演化和地球起源有较大意义。本文综述了不同类型顽火辉石球粒陨石的岩石学和矿物学特征,梳理了不同亚型顽火辉石球粒陨石的划分标准,并讨论其母体来源。按照此标准重新厘定和细分了1952年降落的Abee(EH4)和2013年回收于南极的GRV 13100(EH4)。Abee被重新厘定为EHb-5β型(碎屑和基质)或EHb-6β型(暗色包裹体), GRV 13100被细分为EHa-4α型。综合使用a、b亚群和结构-矿物学分类方法,可以直观体现顽火辉石球粒陨石的母体来源及变质过程中的峰值温度和变质后生作用的平衡程度。     

一块新发现月球陨石MIL090036的岩相学和矿物学

MIL090036是一块在南极新发现的月球陨石,属于斜长岩质月球角砾岩。本文对这块陨石开展了详细的岩石学、矿物学特征观察与研究。MIL090036月球陨石具有典型的碎屑结构。碎屑包括岩屑、矿屑和玻屑。岩屑类型有斜长岩岩屑、辉长质斜长岩岩屑、辉长岩岩屑、风化角砾岩岩屑、橄长岩岩屑、微斑熔融角砾岩岩屑、复合角砾岩岩屑等;矿屑有辉石、斜长石、橄榄石、钛铁矿等;玻屑主要为长石质。基质由玻璃质、重结晶的细粒矿物和矿屑胶结组成。辉长岩岩屑中的斜长石（An81-83）和斜长岩中的斜长石(An88-93)较其他碎屑中的斜长石(An90-98)贫钙。岩屑、矿屑和长石质玻屑中的辉石相对贫铁（Fs 12-35Wo3-44 En22-79）,而含玻璃质的辉长岩岩屑中的辉石（Fs37-65Wo10-29 En21-49）与基质中的辉石（Fs18-69Wo3-45 En14-50）相对富铁。辉长岩质斜长岩中辉石成分变化范围最小（Fs24-27Wo7-14 En59-69）。矿屑橄榄石和分布于基质中的橄榄石铁镁含量（Fo57-79）相对岩屑中的橄榄石(Fo67-77) 变化范围大。橄榄石Fe/Mn比值为47-83（平均76）、辉石Fe/Mn比值为76-112（平均73）,都与月球橄榄石和月球辉石一致。岩石结构、矿物模式组合和化学成分等特征表明MIL090036是来自Apollo和Luna采样范围外的样品。对MIL090036的矿物学、岩石学和化学成分的进一步研究将能够丰富我们对月表物质组成和演化的认识。     

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。     

前言

除了月球外,人类尚无法直接通过航天器获得太阳系其他天体的岩石样品,直到目前,采集降落到地表的陨石是获得地外岩石样品的唯一手段.陨石保存了太阳星云凝聚、行星堆积、地球等类地行星熔融分异等全部过程的信息.同地球上其他资源相比,陨石极为稀少而珍贵.自1969年日本南极考察队在南极大陆和山脉的蓝冰上发现9块陨石以来,人们认识到南极冰盖有利于陨石的长期保存,并存在陨石的独特富集机制,日本、美国、中国、欧盟等各国南极考察队共在南极大陆找到了约40000块陨石.南极大陆成为地球上迄今为止发现陨石最集中的区域.     

GRV 051523:一块新的灶神星陨石

Grove Mountains(GRV)051523是一块新发现的钙长辉长无球粒陨石,主要由粗粒辉石(62.9 vol%)和长石(34.2 vol%)以及少量不透明矿物(2.7vol%)组成,含很少量的二氧化硅晶屑和细粒富铁橄榄石(Fa75)。粗粒辉石包括易变辉石和普通辉石,两者均普遍具有出熔现象,出熔的晶片大部分宽1-3μm。不透明矿物为铬铁矿、钛铁矿和硫化物。该陨石受到强烈的撞击并角砾化,形成冲击熔脉。粗粒辉石晶体普遍存在微粒状或细针状铬铁矿,并具有定向分布特征,可能也与强烈的冲击变质有关。不同产状的辉石成分均一,表明该陨石经历过强烈的热变质,使其矿物化学组成基本达到平衡,因此将其岩石类型划分为5-6型。GRV 051523的发现为了解灶神星的物质组成、岩浆分异、以及多阶段撞击和热变质历史提供了新材料。