南极陨石研究的启示Ⅶ:南极新的和独特的陨石类型

近年来在南极及澳大利亚、非洲和北美的沙漠地区发现和回收了大量的陨石，改变了以前的球粒陨石分类。球粒陨石群由９个增加到１３个（ＥＨ、ＥＬ、Ｈ、Ｌ、ＬＬ、Ｒ、ＣＩ、ＣＲ、ＣＨ、ＣＭ、ＣＯ、ＣＶ及ＣＫ），并提出了３个碳质球粒陨石小群。ＣＫ、ＣＲ、ＣＨ和Ｒ为１３个球粒陨石群中新的化学群。不同的球粒陨石群，其岩石学、矿物学、化学及氧同位素组成均有明显的差异。根据其结构、矿物、化学及氧同位素组成特征，将１３个球粒陨石群划分为碳质球粒陨石系（由ＣＩ－ＣＲ－ＣＨ、ＣＭ－ＣＯ及ＣＶ－ＣＫ族组成）和顽辉石－普通球粒陨石系（由ＥＨ－ＥＬ、Ｈ－Ｌ－ＬＬ及Ｒ族组成）。碳质球粒陨石系是在相对远离太阳的区域形成，它以高的氧化态为特征。顽辉石－普通球粒陨石系是在靠近太阳的内太阳系区域形成的     

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。     

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。     

我国回收的南极陨石分类研究综述

到目前为止,我国南极科学考察队共回收到32块陨石样品,其中二辉橄榄岩质火星陨石及钙长辉长无球粒陨石各1块,未分群的铁陨石1块,其余29块均为普通球粒陨石,在普通球粒陨石中有6块是稀少的低铁群非平衡的陨石,表明在回收的陨石中特殊的和稀少的陨石类型占有较高的比例。在综述国外不同南极陨石类型的划分及其频率的基础上,对我国南极和非南极球粒陨石类型进行了初步对比研究,讨论了一些人们所关注的问题,包括陨石富集区、可能发现新的陨石类型、不同球粒陨石群性质与距日心距离的关系及早期太阳星云的连续化学分馏作用等。     

南极陨石研究的启示Ⅴ:南极铁陨石的化学组成及其分类

报道了５２个南极铁陨石的１３个元素的浓度，并根据其构造和Ｇａ，Ｇｅ，Ｎｉ，Ｉｒ及其它微量元素的含量进行了分类，５２个铁陨石由１６个ＩＡＢ，１２个ＩＡＢ，１个ＩＥ，３个ＩＩＡＢ，１个ＩＩＣＤ，１个ＩＶＡ及１８个未分群的化学群组成。ＩＡＢ，ＩＩＣＤ及ＩＥ为非岩浆成因的铁陨石群，它们是由球粒陨石质母体近表面区冲击产生单独的熔体池形成的，ＩＡＢ，ＩＩＡＢ及ＩＶＡ显示金属岩浆分离结晶作用的特征，为岩浆成因的铁陨石。岩浆群铁陨石元素－Ｎｉ的斜率一般比非岩浆群高。有意思的是在南极回收的５２个铁陨石中，相对于非南极铁陨石ＩＡＢ和未分群的铁陨石丰度较高（分别为２７．８％和４７．２％），而ＩＩＡＢ群的丰度较低（５．８％），它们含有以前未采到样品的母体形成区域、质量、冲击碰撞频率的信息。     

南极格罗夫山陨石岩石学特征Ⅱ:平衡型普通球粒陨石

我国第16次南极科考队回收的28块陨石中,除1块火星陨石、1块HED陨石和6块非平衡L3型陨石外,其余20块为平衡型普通球粒陨石。根据橄榄石的平均Fa值、低Ca辉石的平均Fs值和Fe-Ni金属含量将这20块陨石分别划分为H、L和LL等化学群;根据球粒结构、基质重结晶程度和矿物成分对这些陨石进行岩石类型的划分。由于平衡型普通球粒陨石已达热力学平衡,橄榄石和低Ca辉石的成分相当均一,并且平均Fa和Fs值均与陨石的含Fe总量呈很好的反比关系,因此橄榄石平均Fa值和低钙辉石平均Fs值是平衡型陨石重要的化学群分类标准。20块平衡型普通球粒陨石的化学-岩石类型为:6个H群(3个H4、1个H5和2个H6)、9个L群(3个L4、1个L5和5个L6)和5个LL群(2个LL4、3个LL5)。     

某些南极陨石元素的丰度特征

用中子活化分析测定了７个南极球粒陨石的主量和微量元素含量，讨论了这些陨石的元素丰度分布特征、垛有陨石和非南极陨石的元素丰度差异，并划分了这７个南极陨石的化学群；Ｙ７９１７１７（Ｃ３），Ｙ７４１９３（Ｈ５），ＡＬＨ７６００６（Ｈ６），ＡＬＨ７７２１４（Ｌ３），Ｙ７５２７１（Ｌ５），ＡＬＨ７６００１（Ｌ６），ＡＬＨ７６００９（Ｌ６）陨石。     

某些南极陨石元素的丰度特征

用中子活化分析测定了７个南极球粒陨石的主量和微量元素含量，讨论了这些陨石的元素丰度分布特征、南极陨石和非南极陨石的元素丰度差异，并划分了这７个南极陨石的化学群：Ｙ７９１７１７（Ｃ３），Ｙ７４１９３（Ｈ５），ＡＬＨ７６００６（Ｈ６），ＡＬＨ７７２１４（Ｌ３），Ｙ７５２７１（Ｌ５），ＡＬＨ７６００１（Ｌ６），ＡＬＨ７６００９（Ｌ６）陨石。     

南极格罗夫山陨石的研究与展望

本文综述了我国第 1 5次 ( 1 998/ 1 999)、1 6次 ( 1 999/ 2 0 0 0 )南极科学考察队在东南极格罗夫山冰区回收的 32块陨石的岩石矿物学特征及其分类。这些陨石包括 :2 3块平衡型普通球粒陨石、6块非平衡型普通球粒陨石、1块二辉橄榄岩质火星陨石、1块钙长辉长无球粒陨石、1块未分群的铁陨石。文中还对南极格罗山冰区的陨石富集机制、GRV 980 0 4 (H5 )球粒陨石异常低的宇宙射线暴露年龄、火星陨石的溅射年龄等进行了初步的讨论 ,并对今后格罗夫山陨石的研究提出一些初步想法。     

南极格罗夫山100块陨石的矿物-岩石学特征

本文主要报道了南极格罗夫山新回收的100块陨石的岩石学和矿物化学特征。并根据矿物-岩石学特征,划分了它们的化学-岩石类型:6块属于非平衡型普通球粒陨石(H3和L3群各3块);92块属于平衡型普通球粒陨石,包括:H群24块(13块H4,10块H5,1块H6),L群64块(2块L4,44块L5,18块L6),LL群4块(3块LL4,1块LL5);另外两块属于石-铁陨石。6块非平衡型普通球粒陨石保存了原始的岩石学和矿物化学特征,包括:清晰的球粒结构、橄榄石和低钙辉石具有明显的成分环带以及极不均一的化学组成等。92块平衡型普通球粒陨石中的橄榄石和低钙辉石显示出均一的化学组成,表明它们达到了一定的热力学平衡。这些普通球粒陨石受到的风化作用以W1和W2为主,所占比例高于90%,表明南极陨石受到的风化作用不强烈。有约40%的陨石样品受到了强烈的冲击作用,并产生冲击脉或者冲击囊,它们是研究高压冲击矿物和冲击作用的理想样品。     

南极格罗夫山100块陨石的矿物-岩石学特征

本文主要报道了南极格罗夫山新回收的100块陨石的岩石学和矿物化学特征。并根据矿物-岩石学特征,划分了它们的化学-岩石类型:6块属于非平衡型普通球粒陨石(H3和L3群各3块);92块属于平衡型普通球粒陨石,包括:H群24块(13块H4,10块H5,1块H6),L群64块(2块L4,44块L5,18块L6),LL群4块(3块LL4,1块LL5);另外两块属于石-铁陨石。6块非平衡型普通球粒陨石保存了原始的岩石学和矿物化学特征,包括:清晰的球粒结构、橄榄石和低钙辉石具有明显的成分环带以及极不均一的化学组成等。92块平衡型普通球粒陨石中的橄榄石和低钙辉石显示出均一的化学组成,表明它们达到了一定的热力学平衡。这些普通球粒陨石受到的风化作用以W1和W2为主,所占比例高于90%,表明南极陨石受到的风化作用不强烈。有约40%的陨石样品受到了强烈的冲击作用,并产生冲击脉或者冲击囊,它们是研究高压冲击矿物和冲击作用的理想样品。     

2006年南极格罗夫山普通球粒陨石综述

近年来,在南极格罗夫山地区,我国共收集到9834块南极陨石样品,这些样品目前被保存在中国极地研究中心。2006年,国家天文台对其中100块陨石进行了系统分类和研究,确定陨石的化学群及岩石类型。本文系统介绍和总结了本次分类研究过程及结果。通过光学显微镜观察和电子探针测试,确定其中98块为普通球粒陨石。具体类型如下:3块为非平衡型普通球粒陨石(2块H3、1块L3);其他为平衡型普通球粒陨石。平衡型普通球粒陨石的化学-岩石类型分别为:高铁群(H)有43块(2块H3、12块H4、20块H5和9块H6),低铁群(L)有53块(3块L4、13块L5和37块L6),低铁低金属群(LL)有两块(1块LL4和1块LL6)。     

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)。     

2006年南极格罗夫山普通球粒陨石综述

近年来,在南极格罗夫山地区,我国共收集到9834块南极陨石样品,这些样品目前被保存在中国极地研究中心。2006年,国家天文台对其中100块陨石进行了系统分类和研究,确定陨石的化学群及岩石类型。本文系统介绍和总结了本次分类研究过程及结果。通过光学显微镜观察和电子探针测试,确定其中98块为普通球粒陨石。具体类型如下:3块为非平衡型普通球粒陨石(2块H3、1块L3);其他为平衡型普通球粒陨石。平衡型普通球粒陨石的化学-岩石类型分别为:高铁群(H)有43块(2块H3、12块H4、20块H5和9块H6),低铁群(L)有53块(3块L4、13块L5和37块L6),低铁低金属群(LL)有两块(1块LL4和1块LL6)。     

南极格罗夫山陨石的分类及其研究意义

陨石是来自地球之外的岩石样品,是研究太阳系的起源与演化的重要窗口。半个多世纪以来,国际上在南极冰盖上发现了大量陨石样品,证实了南极是地球上最重要的陨石富集区。1998年中国首次在格罗夫山地区发现南极陨石,经过4次南极考察,共收集陨石样品9834块。这不但填补了中国在该领域的空白,也为中国积累了大量珍贵的科学样品。目前,中国先后6年开展了陨石分类研究工作,并取得了显著进展:(1)完成了684块陨石的分类命名,其中发现了许多特殊类型陨石,如火星陨石、橄辉无球粒陨石、碳质球粒陨石等;(2)初步建立了陨石库和资源共享网络平台;(3)通过南极系统分类研究,建立了南极陨石分类程序、样品管理和申请程序;(4)通过国内陨石分类合作研究,培养了一批年轻专业人才。     

中国南极陨石研究新进展

本文对我国南极陨石的收集、分类和研究工作进行了回顾和阶段性的总结。4次格罗夫山考察共发现陨石样品9834块,其中已完成和计划2008年完成分类的陨石共2431块。在正式公布的684块已分类陨石中,鉴定出2块火星陨石、2块灶神星陨石、6块橄辉无球粒陨石、5块中铁陨石、1块橄榄陨铁、1块铁陨石以及10块碳质球粒陨石等特殊样品,并对其中的部分样品开展了深入的研究。建议拓展南极陨石的收集,持续开展陨石的分类工作,并提出我国南极陨石研究的重点方向。     

南极格罗夫山陨石的分类及其研究意义

陨石是来自地球之外的岩石样品,是研究太阳系的起源与演化的重要窗口。半个多世纪以来,国际上在南极冰盖上发现了大量陨石样品,证实了南极是地球上最重要的陨石富集区。1998年中国首次在格罗夫山地区发现南极陨石,经过4次南极考察,共收集陨石样品9834块。这不但填补了中国在该领域的空白,也为中国积累了大量珍贵的科学样品。目前,中国先后6年开展了陨石分类研究工作,并取得了显著进展:(1)完成了684块陨石的分类命名,其中发现了许多特殊类型陨石,如火星陨石、橄辉无球粒陨石、碳质球粒陨石等;(2)初步建立了陨石库和资源共享网络平台;(3)通过南极系统分类研究,建立了南极陨石分类程序、样品管理和申请程序;(4)通过国内陨石分类合作研究,培养了一批年轻专业人才。     

南极陨石与沙漠陨石的对比研究

南极冰盖和热带干旱－半干旱沙漠地区均有利于陨石样品的保存。到目前为止,已在南极约２５００ｋｍ２的蓝色冰区内回收了约１５０００块陨石。在非洲撒哈拉沙漠、西澳大利亚及美国新墨西哥州沙漠地区回收了约２０００块陨石。但由于两者的气候条件和保存陨石的环境不同,它们之间存在明显差异,南极陨石居地年龄大,风化程度低,地球污染小;沙漠陨石居地年龄小,风化程度高,地球污染大。南极和沙漠陨石的主要陨石类型的频率与已知降落的陨石相似,未观察到陨石类型通量随时间的明显变化,但在南极陨石中稀少和独特陨石类型的丰度较高,按其陨石来源将其划分为小行星陨石和行星陨石。新的和独特陨石类型的研究以及月球和火星陨石的研究有利于探索和了解早期太阳星云的连续化学分馏作用及月壳和火星表面的平均化学组成及其横向变化。     

中国南极陨石研究新进展

本文对我国南极陨石的收集、分类和研究工作进行了回顾和阶段性的总结。4次格罗夫山考察共发现陨石样品9834块,其中已完成和计划2008年完成分类的陨石共2431块。在正式公布的684块已分类陨石中,鉴定出2块火星陨石、2块灶神星陨石、6块橄辉无球粒陨石、5块中铁陨石、1块橄榄陨铁、1块铁陨石以及10块碳质球粒陨石等特殊样品,并对其中的部分样品开展了深入的研究。建议拓展南极陨石的收集,持续开展陨石的分类工作,并提出我国南极陨石研究的重点方向。