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）。     

南极格罗夫山H群和L群普通球粒陨石对比研究

通过对15块南极格罗夫山普通球粒陨石(中国第19次和第22次南极科考回收)进行岩石学、矿物学分析,为其进一步研究提供重要基础数据。研究表明这些陨石均为平衡型陨石,其中有5块为H群,其余为L群。除GRV 051869和GRV 021491经历较强冲击变质作用、具有S4型的冲击变质程度外,其他陨石的冲击变质作用轻微,主要集中在S1和S2型。这些陨石的风化程度普遍较轻,仅GRV052076达到了W3型,其他为W1和W2型。主要矿物成分分析表明,组成H群和L群的最初始星云物质可能是相同的,陨石的主要差别是由于两个群陨石各自所处环境的不同所造成。L群平均球粒半径大于H群球粒半径,可能为球粒形成过程中星云温度变化不均一或者不同类型球粒分不同时期形成。另外,研究表明橄榄石中的Ca含量可以作为一个反映陨石热历史的有用指标。     

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6块非平衡型普通球粒陨石的矿物-岩石学特征

主要报导了南极格罗夫山新回收的6块非平衡型普通球粒陨石的岩石学和矿物化学特征.它们都保存了原始的矿物-岩石学特征,包括非常清晰的球粒结构、基质不透明、橄榄石和低钙辉石颗粒具有明显的成分环带、以及颗粒之间极不均匀的化学组成等.这6块陨石包括3块高铁群(H3)和3块低铁群(L3)群.根据非平衡型普通球粒陨石中橄榄石成分Fa变化的PMD(相对标准偏差)值与陨石热变质程度的相关性,进一步划分岩石类型亚类:CRV 020016为H3.7型、GRV 020162为H3.5型、GRV 020166为H3.4型、GRV 020106为L3.7型、GRV 020164为L3.7型、GRV 020165为L3.7型.全部6块陨石的冲击变质程度很低,为S1-S2;样品比较新鲜,风化作用划分为W1-W2.     

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。     

6块新回收沙漠陨石的矿物岩石学特征及类型划分

干旱沙漠地区与南极冰盖均有利于陨石样品保存。2013年4-5月,通过首次新疆哈密沙漠陨石考察,回收了陨石样品47块。文中报导其中6块样品的矿物岩石学特征,并划分它们的化学岩石类型。Arlatager004、006、0014、0022和TuzLeik001等5块样品主要由橄榄石、辉石、长石、铁镍金属和陨硫铁组成,具有典型的普通球粒陨石岩石结构特征,其球粒结构不明显,表明经历过较强的热变质,岩石类型划分为5型;根据样品中橄榄石Fa值,低钙辉石Fs值和样品的金属含量等,将Arlatager004、006、0014、0022划分为L5型普通球粒陨石;TuzLeik001划分为H5型普通球粒陨石。Kumtag005具有典型的球粒结构,结合橄榄石Fa值和低钙辉石Fs值以及岩石学特征,将其划分为L3型普通球粒陨石。根据橄榄石Fa值与其百分标准平均方差(PMD)之间的关系,将Kumtag005的岩石类型亚型划分为L 3.4。这6块样品代表了3个化学群,结合该地区回收到的其他陨石分析结果,表明新疆哈密沙漠是一个新的陨石富集区,这些沙漠陨石的发现和研究,必将极大促进中国陨石学和天体化学的发展。     

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。     

南极格罗夫山陨石GRV020022的岩石矿物学特征

GRV020022是第19次中国南极科学考察队在南极格罗夫山地区蓝冰上发现的一块陨石,为了解其矿物化学成分,对该陨石进行了扫描电镜观察和电子探针分析。结果显示,GRV020022陨石的主要组成矿物为橄榄石、低钙辉石、铁镍金属、陨硫铁、长石等,且矿物成分不均一,如橄榄石Fa _(8.9-25.6)(平均Fa_(18.3))和低钙辉石Fs _(15.9-21.6)(平均Fs _(17.9)),具球粒结构,基质有一定程度的重结晶,岩石类型属于4型。根据GRV020022陨石的橄榄石平均Fa值、低钙辉石平均Fs值、Fe-Ni合金含量及铁纹石中的Co含量(4.8 mg/g),将该陨石划归H群。另外陨石的冲击变质程度和风化等级分别为S3和W1。     

Classification of 24 New Ordinary Chondrites from the Grove Mountains, Antarctica

Petrography and mineral chemistry of 24 ordinary chondrites from the Grove Mountains, Antarctica, have been studied in order to identify their chemical-petrographic types. These samples were selected from a total of 4448 Grove Mountains (GRV) meteorites collected during the 19th Chinese Antarctic Research Expedition so as to make an estimation of the large GRV meteorite collection. The chemical-petrographic types of these meteorites are presented below: 1 H3,2 H4, 4 H5, 2 H6, 1 L4, 7 L5, 5 L6, 1 LL4 and 1 LL6. The new data weaken the previous report that unequilibrated ordinary chondrites are unusually abundant in the Grove Mountains region. However, this work confirms significant differences in distribution patterns of chemical-petrographic types between the Grove Mountains and other     

Ca-, Al-rich Inclusions in Three New Carbonaceous Chondrites from the Grove Mountains, Antarctica: New Evidence for a Similar Origin of the Objects in Various Groups of Chondrites

Three new carbonaceous chondrites (GRV 020025,021579 and 022459) collected from the Grove Mountains (GRV), Antarctica, have been classified as the CM2, CO3 and CV3 chondrites, respectively. A total of 27 Ca- and Al-rich inclusions have been found in the three meteorites, which are the earliest assemblages formed in the solar nebula. Most of the inclusions are intensively altered, with abundant phyllosilicates in the inclusions from GRV 020025 and FeO enrichment of spinel in those from GRV 022459. Except for one spinel-spherule in each of GRV 020025 and     

太阳星云凝聚过程的岩石学模型：（Ⅱ）非球陨石、C1陨石及类C1陨石的凝聚成因和小行星区星云凝聚作用

综述了非球陨石（铁陨石，石铁陨石和无球粒陨石）在成分结构方面的非分异成因证据，推断其成因是：星云盘中心层中的星云发生气－液凝聚作用形成的熔滴，在较高温度下彼此合并形成了较大熔体，熔体固化后形成该类陨石母体。根据Ｃ１陨石不含球粒和其它成分特征，推断它们是星云只发生气－固凝聚作用的产物。对近年来新发现的一些特殊成分的碳质球粒陨石进行了综合分析，暂定名为类Ｃ１陨石。通过类Ｃ１陨石与其它球粒陨石及Ｃ１陨石成分结构特征的对比，推断它们是星云盘边缘层星云发生气－液－固和气－固联合凝聚作用，同时发生水化作用的产物。最后，在对所有陨石凝聚成因进行解释的基础上，建立了小行星区星云凝聚模型。     

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。     

Cumberland Falls chondritic inclusions—II. Trace element contents of forsterite chondrites and meteorites of similar redox state

Mineralogic study of black inclusions in the Cumberland Falls enstatite achondrite revealed that they constitute a highly unequilibrated chondritic suite distinct from other chondrite groups. This highly shocked suite, the forsterite (F) chondrites, exhibits mineralogic trends apparently produced during primary nebular condensation and accretion over a broad redox range. We analyzed these samples and possibly related meteorites for Ag, As, Au, Bi, Cd, Co, Cs, Ga, In, Rb, Sb, Se, Te, Tl, U and Zn, trace elements known to yield important genetic information. The results demonstrate the compositional coherence and distinctiveness of the F chondrite suite relative to other chondrites. The Antarctic aubrite, ALH A78113, may include more F chondrite material. Trace element contents do not vary with mineral compositions hence do not reflect redox variations during formation of F chondrite parental matter. Trace element mobilization—during secondary heating episodes in the F chondrite parent or during its disruptive collision with the enstatite meteorite parent body—is not detectable. Chemical trends in F chondrites apparently reflect primary nebular processes. Cosmochemical fractionation of lithophiles from siderophiles and chalcophiles occurred at moderately high temperatures, certainly higher than those existing during formation of primitive carbonaceous, enstatite and ordinary chondrites of petrologic type ≤3.     

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。