不同类型球粒陨石钙同位素组成特征及对比研究

准确限定球粒陨石的Ca同位素组成对于研究太阳星云物质演化和行星形成都具有重要意义.选取7块典型的球粒陨石,包括3块CV3型陨石(Leoville、Allende和Vigarano)、1块CM2型陨石(Murchison)、1块CO3.2型陨石(Kainsaz)、1块EH4型陨石(Indarch)以及1块H4型陨石(LaPaz Icefield 03601),进行了Ca同位素组成的研究.其中,Kainsaz、Leoville和LaPaz Icefield 03601共3块陨石的Ca同位素组成是首次报道.结果显示:(1)在增大样品量以规避"样品量效应"的情况下,我们对CV群球粒陨石Ca同位素组成进行更加精确的制约,δ44/40Ca的平均值为0.45‰±0.04‰(n=3,2SE);(2)碳质球粒陨石的Ca同位素组成相对于硅酸盐地球偏轻,从CV群(0.45‰±0.04‰,2SE)、CM群(0.73‰±0.04‰,2SE)到CO群(0.78‰±0.03‰,2SE)逐渐变重,可能与不同化学群陨石中富钙铝难熔包体(CAIs)丰度的变化有关;(3)顽火辉石球粒陨石和普通球粒陨石的Ca同位素组成与硅酸盐地球(BSE)组成一致,证实它们可以作为地球初始的组建物质.本研究丰富了球粒陨石Ca同位素组成数据库,有利于正确认识球粒陨石的Ca同位素组成及变化原因.     

太阳星云中同位素异常和分馏

最新的陨石学资料证明,陨石中表征早期太阳星云同位素异常的证据普遍存在,尤其是碳质球粒陨石难熔包体中。近年在铁陨石和球粒陨石单矿物中也发现了同位素异常,看来在形成行星初始物质的早期太阳星云中,同位素不均匀性是一种非常普遍的现象。 1.氧同位素异常陨石中氧同位素的变化过去一直认为是由于质量分馏造成的。例如,Onuma等(1972)将其变化归结于原始尘埃和冷却的太阳星云气体之间的同位素交换。在3个含钙铝黄长石-尖晶石的阿伦德包体中,相对于SMOW,δ~(18)O为—9.7‰～—11.5‰,这样的组成是在与太阳星云的平衡温度低至800K产生的,或者在包体形成的太阳星云区有非常低的δ~(18)O,此温度较包体的矿物学和结构显示的温度低得多,这一明显差异难以得到合理解释。Clayton等(1973)首先证明了碳质球粒陨石中无水高温矿物强烈贫重氧同位素~(17)O和~(18)O,这种效应是核过程的结果,来自于几乎纯~(16)O组分的的混合,也许产生于太阳系,也许代表了与核合成历史分离的星际尘埃。Clayton等(1977)指出,C_2、C_3和C_4球粒陨石中,相对于地球丰度都存在~(18)O过剩,所有C_3、C_4陨石全岩和矿物分离相都落在与1％     

宁强碳质球粒陨石岩石学及化学组成的研究

宁强碳质球粒陨石含有大量聚集的球粒(13.7体积％)和非常低的难熔包体丰度(～2±1体积％),属于异常的CV球粒陨石(氧化亚群)。相对于典型的CV3球粒陨石,宁强具有低的难熔包体和较高橄榄石集合体(8.2体积％)及聚集的球粒丰度,相对于CV3氧化亚群,宁强具有较多的金属Fe-Ni及磁铁矿,高的磁铁矿(3.3体积％)/金属Fe-Ni(0.5体积％)比值(6.6),并有作为主要金属相的镍铁矿(Ni_3Fe),表明宁强球粒陨石类似于CV3氧化亚群。     

陨石中铬尖晶石同某些铬铁矿床内铬尖晶石成分对比

本文主要通过陨石铬尖晶石和地球某些铬铁矿床中铬尖晶石成分之间的对比,结合一些实验资料,探讨它们的形成条件,以便对地球铬铁矿成因有进一步的认识。 一、试用陨石中铬尖晶石成分对地球铬尖晶石成分进行标准化。 对大量陨石矿物成分的研究表明,除顽辉石球粒陨石的铬元素呈陨辉铬矿(FeCrS_4)外,在其它主要类型陨石中铬元     

三块普通球粒陨石岩石矿物学特征及其复合球粒研究

普通球粒陨石数量约占球粒陨石的80%,对其开展研究有助于揭示早期太阳系的演化。本文使用扫描电镜和电子探针对三块普通球粒陨石的岩石学、矿物学和地球化学特征进行了分析，重点讨论了复合球粒的成因。研究表明，三块陨石均具典型的球粒陨石结构，其中GRV 050191与GRV 051993分别为LL3型和H3型陨石，球粒结构清晰且丰富；NWA 15005为H5型陨石，球粒可分辨，基质出现重结晶。GRV 050191与GRV 051993中矿物成分变化较大，橄榄石有成分环带，NWA 15005中矿物成分均一。根据陨石岩石矿物学特征，GRV 050191、GRV 051993和NWA 15005冲击变质程度分别为S2、S1和S3,风化程度为W1、W1和W2。复合球粒是由两个或多个球粒熔融形成的，本次研究发现的3个复合球粒，其中2个属于包封型复合球粒(CPC-1和CPC-3),1个为伴生型复合球粒(CPC-2)。SiO₂-FeO-MgO相图数据表明，复合球粒形成温度窗口约为100℃。根据复合球粒中橄榄石的FeO含量变化推测越早形成的球粒，其FeO含量越低，橄榄石化学成分变化趋势表明...     

第一性原理计算陨石中主要含钙矿物间平衡钙同位素分馏系数

<正>钙是亲石元素且有着很高的半凝聚温度,受到蒸发作用影响较小,在陨石形成和演化过程中不会进入金属核。前人利用Ca同位素来示踪陨石和地球的成因联系。Simo等[1]、Huang等[2]以及Valdes等[3]分别测量了碳质球粒陨石、普通球粒陨石和顽火辉石球粒陨石中的钙同位素组成。其中碳质球粒陨石和普通球粒陨石的测量结果非常一致,但是Simo等[1]测量的顽火辉石球粒陨石比其他两组普遍富集重Ca同位素。     

西藏泽当地区的宇宙尘

宇宙尘也称微陨石、陨砂、微玻璃陨石,我国海南岛、雷州半岛产的玻璃陨石称为雷公墨,其中也有微玻璃陨石,或称为显微熔融石。 宇宙尘最早是1872—1876年英国“挑战”号考察船在大洋底淤泥中发现的,Murray根据这些宇宙尘球粒表面构造特征与铁质陨石相似,认为它们是宇宙物质,称它们为宇宙球(Cosmic spherules)。但当时因技术条件所限,只是推测它们为地球外物质。后     

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。     

地球的早期热状态

行星生长理论表明天体在达到地球质量的十分之一时便发生部分熔融(Stevenson,1981),由巨型撞击角度出发形成的月球起源假说,也设定地球发生碰撞时会发生熔融或挥发(Kipp and Melosh,1987)。最近的高压相平衡实验(Tokahashi,1986;Ttoand Takahashi,1987)表明在一定的地幔成分条件下,液体与固体可以发生汇合,此可以用地球在生长过程中或稍后的熔融来加以解释。然而,微量元素分配的实验研究是明(Katz,et al,1987)模型球粒陨石值至少有一小部分镁铁榴石和钙钛矿的分镏,这些球粒陨石值被认为是上地幔中的残留亲石元素。与CI相比,超球粒陨石Mg/Si=1.12的比值(Palme and Nickel,1985)有可能反映在高压条件下,橄榄石是漂浮在深部的岩浆海中,同时,橄榄石与上地幔发生混合作用(Agee and Walker,1987),其     

Science研究发现原始陨石可能是地球和太阳系内水的来源

正2014年10月31日,Science发表题为《早期太阳系内部的吸积水来自碳质球粒陨石——可能的来源》(Early Accretion of Water in the Inner Solar System from A Carbonaceous Chondrite-Like Source)的文章指出,伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)研究发现了地球和太阳系内水的第一个证据。研究人员提出了地球上水的另一个潜在来源——碳质球粒陨石。最原始的陨石即碳质球粒陨石,形成于大约46亿年前太阳引发的灰尘、砂     

太阳星云凝聚过程的岩石学模型：（1）球粒陨石的凝聚成因

建立类地行星区太阳星云凝聚过程的岩石学模型，对于合理解释陨石、地球和类地行星的成因关系，探讨地球起源和估算地球的整体成分都有着重要意义。本文中根据天体化学和太阳系演化学说关于太阳星云物理化学条件的基本分析，以及实验凝聚岩石学的研究结果，推断在太阳星云盘的类地行星区中可能有星云的气－固和气－液－固两种凝聚作用发生。通过对球粒陨石中球粒和基质矿物成分及结构构造特征的对比，论证了绝大多数球粒的气－液－固凝聚成因和基质的气－固凝聚成因，并讨论了球粒陨石各化学群的凝聚成因模式。     

上地幔Os同位素组成的演化

Re-Os同位素体系为研究地幔的成分-结构-演化提供了新的地球化学示踪和定年的工具.上地幔Os同位素组成演化的球粒陨石模型是Re-Os体系用于地幔物质定年的基础, 尤其在采用Re亏损模式年龄和Os同位素代理等时线年龄时.综合了铁陨石和各类球粒陨石、地幔橄榄岩包体和蛇绿岩豆荚状铬铁矿的Re-Os同位素体系研究的近期成果, 为认识对流上地幔Os同位素组成的演化提供了制约.对河北遵化蛇绿岩豆荚状铬铁矿岩的研究, 获得新太古代(2.5 Ga)时形成豆荚状铬铁矿的对流上地幔的187Os/188Os=0.110 2, 与球粒陨石型模式的一致.文献中常用的球粒陨石模式的参数如下: 地球形成时(4.558 Ga)初始值187Os/186Os为0.095 31, 现代值分别采用碳质球粒陨石的187Os/186Os比值为0.127 0和原始上地幔(PUM)的187Os/186Os比值为0.129 6, PUM与普通球粒陨石和顽火球粒陨石的187Os/186Os比值接近.      

我国球粒陨石的宇宙化学特征

截至1982年为止,我国已收集到球粒陨石共36次。其中顽火辉石球粒;陨石(E型)1次;高铁型普通球粒陨石(H型)11次;低铁型普通球粒陨石(L型)10次低铁低金属普通球粒陨石(LL型)3次;未鉴定或未分类的球粒陨石12次。从陨落时间频率统计,最高的年份在1976年共有5次,其次为1980年4次,1977年3次,其余年份为1     

吉林陨石的热变质及冲击变质研究

吉林陨石的岩石学、矿物学、化学组成及球粒结构的研究表明,陨石主要由橄榄石、古铜辉石、铁纹石、陨硫铁、斜长石及少量的铬铁矿、钛铁矿、斜古铜辉石、白磷钙矿及玻璃等近40种矿物组成。橄榄石(Fa18.7％)及古铜辉石(En81.8 Fs15.3 Wo2.9)的成分比较稳定。球粒比较发育,约占20％,但大多球粒的轮廓模糊,有的球粒与基质难以分辨,球粒结构类型多样,组成球粒和基质的矿物成分基本一致。按W.R.范施穆斯(VanSchmus)的分类,吉林陨石应属于H_5球粒陨石。根据同位素地质年龄的测定结果,吉     

我国球粒陨石稀有气体的研究

对43个球粒陨石进行了稀有气体分析,其中34个为我国球粒陨石,9个为国外球粒陨石。43个球粒陨石包括17个H、15个L、6个LL、3个L/LL、1个EH3及1个CV3-an化学群。给出了43个球粒陨石的宇宙射线暴露年龄及气体保存年龄,在此基础上讨论了二者(T_3/T_(21)与T_4/T_(40))之间的关系,划分出~3He_c和~4He_r同步丟失及~4He_r单独丢失两种类型的球粒陨石。     

利用地幔中Nb和Ta的含量制约地球初始岩浆洋的成分

球粒陨石常用来代表未分异的原始地球的组成成分。但是,Nb、Ta作为难熔亲石元素,在各硅酸盐地球储库中(地壳、洋中脊玄武岩、亏损的洋中脊玄武岩地幔等)的Nb/Ta值却显著低于球粒陨石的Nb/Ta值(<19.9)。这可能指示在下地幔深部有未被发现的高Nb/Ta源区,或者Nb在核、幔分异时进入地核。目前学界对"Nb悖论"成因仍存在很大争议。     

球粒陨石富金属Fe—Ni相的高压熔融实验与地核形成机制的探讨

选用吉林陨石富金属相,在3GPa压力、405℃～1850℃温度下,采用两种组装方式进行实验。并与先前肇东陨石全岩样的高压熔融实验进行比较。三个系列实验结果的综合对比表明,高温高压下球粒陨石中金属和硫化物经历了固相扩散、熔融和熔体聚集的过程。固相扩散使金属与硫化物彼此结合,形成了若干个小的FeNi-FeNiS二元系,使其在比Fe-Ni熔点低的温度下熔融形成Fe-Ni-S熔体。该熔体与硅酸盐熔体不相混溶,因而发生自身的合并与聚集。其合并和聚集速率与硅酸盐粘度有关。实验过程中陨石里的磷酸盐矿物可以被还原,使单质P进入金属硫化物相。这些实验结果为讨论地核的形成机理提供了依据。     

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。     

太阳星云凝聚过程的岩石学模型：（Ⅲ）类地行星区星云凝聚作用和地球原始成分的估算

在建立了小行星区星云凝聚模型的基础上，对类地行星区中上物质（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。根据地球核慢质量比和关于地球初期演化的研究结果；使用顽火辉石球粒陨石和Ｃ１陨石的化学成分分别做为地球形成区中类顽火辉石球粒陨石质星子和类Ｃ１陨石质星子的成分数据；假定类顽火辉石无球粒陨石质星子的成分与类顽火辉石球粒陨石质星子的硅酸盐部分成分相同，计算出原始地球可能由１．５８％的类铁陨石质星子、１３．９％的类顽火辉石无球粒陨石质星子、８２．５２％类顽火辉石球粒陨石质星子、２％的类Ｃ１陨石质星子组成。     

利用地幔的Nb和Ta含量制约地球原始岩浆洋的成分

硅酸盐地球和陨石相比,具有更低的Nb/Ta比值。前人的高温高压实验工作(<25 GPa)表明,在氧逸度非常低的条件下(岩浆洋的FeO<1%mol),Nb更倾向于进入地核,从而可以解释硅酸盐地球的低Nb/Ta比值。但是,地球早期岩浆洋在成核过程中是否一直保持极端还原状态还存在疑问。为了增加对早期地球演化的了解,巴黎地球物理研究所的科学家们利用金刚石压砧开展了43~75 GPa、3000~4400 K条件下的实验。