玄武质陨石NWA 8545的岩石地球化学特征以及对其母体岩浆过程的启示

NWA 8545是一块玄武质无球粒陨石,它与碳质陨石(CC)NWA 011成对。CC被认为是来自于外太阳系的一类物质,由于同位素异常,它们区别于来自内太阳系的非碳质陨石(NC)。NWA 011及其成对陨石作为CC中稀有的玄武质无球粒陨石,其记录的岩浆过程可以被用来研究外太阳系早期行星母体的岩浆活动。本文利用扫描电镜、电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)对NWA 8545中的辉石、斜长石和陨磷钙钠石进行岩相学以及原位主微量元素的分析,并根据矿物模式丰度计算全岩稀土元素含量。电子探针结果显示NWA 8545与HED族陨石Eucrite(钙长辉长无球粒陨石)具有相似的主量元素特征,同时其岩相学与5型Eucrite类似。激光微量数据表明辉石、斜长石和陨磷钙钠石的稀土元素配分都表现出略微的Ce异常,但其辉石的Ba、Sr等元素并未出现明显的富集现象,即该陨石受地球风化作用影响不明显。利用辉石和斜长石的稀土元素含量,计算平衡熔体的成分,显示其平衡熔体的成分都与全岩的成分比较接近,可以认为两者是在封闭的体系下接近同时结晶。结合变质过程和母体岩浆的成分,本文认为NWA 8545是...     

太阳系~(53)Mn-~(53)Cr同位素体系

短周期放射性核素的初始丰度和分布情况,已成为陨石学和天体化学的重要研究领域之一。已有研究证实地外天体中53 Cr的放射性母体为53 Mn。53 Mn的半衰期为3.7±0.4Ma,可对太阳系形成之后的20Ma内发生的事件进行精确定年。本文系统总结了已报道的碳质球粒陨石、普通球粒陨石、顽辉石球粒陨石和分异陨石中的53 Mn-53 Cr同位素体系数据,依据55 Mn/52 Cr值和53 Cr异常探讨了太阳系形成时53 Mn和53 Cr的初始分布情况、太阳系初始的53 Mn/55 Mn值,讨论了陨石中普遍存在的54 Cr/52 Cr值异常和碳质球粒陨石全岩的54 Cr和53 Cr异常值之间的正相关关系对53 Mn-53 Cr体系定年影响。     

锌同位素在行星科学中的研究进展

近年来有关太阳系天体中等挥发性元素的研究掀起了一波浪潮。锌作为中等挥发性元素,其稳定同位素对于高温挥发过程具有很好的指示作用。因此,在行星科学领域锌同位素逐渐成为研究星云和行星演化的一个理想工具。本文系统地归纳了各类陨石和行星天体储库的锌同位素组成,并对不同种类的陨石以及地外样品(碳质球粒陨石、普通球粒陨石、顽火辉石球粒陨石、橄辉无球粒陨石、铁陨石、石铁陨石、月球陨石和Apollo样品、火星陨石、灶神星陨石等)中的锌稳定同位素研究内容进行了较全面的总结。主要包括不同陨石和行星锌同位素组成的控制因素以及锌同位素对太阳系内星云过程和行星过程的指示;同时,简要论述了锌同位素在太阳系形成和演化过程中的分馏机制,并立足目前的研究基础,探讨锌同位素在行星科学领域的研究前景和发展趋势。     

Murchison陨石中草莓状磁铁矿的成因及意义

碳质小行星富含水和有机物,被认为是地球水与生命的重要潜在来源,是当前深空探测的重要目标。通过研究碳质球粒陨石中蚀变矿物的特征,可有效揭示其母体小行星早期的水活动历史。以Murchison碳质球粒陨石(CM2)中的草莓状磁铁矿为研究对象,利用扫描电镜和透射电镜对其微观结构和元素组成进行分析。结果显示,Murchison陨石中的草莓状磁铁矿具有交代黄铁矿的五角十二面体晶型假象,其颗粒边缘具有次生环带结构以及颗粒间隙填充有蛇纹石等次生层状硅酸盐矿物。研究结果表明,受~(26)Al等放射性元素衰变生热影响,Murchison陨石母体小行星早期曾发育有上限为150～200℃的水热蚀变作用,随着流体由酸性向碱性演变以及溶解氧的形成,早期形成的草莓状黄铁矿被后期流体交代而形成草莓状磁铁矿。     

中国南极球粒陨石的高精度钾同位素研究

钾和其他中等挥发性元素亏损是类地行星普遍的全岩化学成分特征之一,能用来示踪不同的亏损过程。球粒陨石是组成行星的前体物质,研究球粒陨石中钾同位素的亏损和分异机制,对于太阳系物质或行星的起源、形成和演化具有十分重要的意义。本文利用近年来发展的高精度钾同位素分析技术,测试了14个中国南极陨石以及6个目击型陨石(Murchison、Allende、Ningqiang、Tagish Lake、Xinyang和Banma)的全岩钾同位素组成。结果显示,21个碳质球粒陨石全岩δ⁴¹K值分布范围为-0.62‰±0.05‰至0.37‰±0.08‰,平均值为-0.32‰±0.24‰(2SD),比全岩硅酸盐地球(BSE)稍重。18个普通球粒陨石全岩数据(如果异常值GRV 021603除外)的δ⁴¹K值分布范围为-1.02‰±0.05‰到-0.61‰±0.02‰,平均δ⁴¹K值为-0.81‰±0.15‰(2SD),比全岩硅酸盐地球稍轻。2个目击型陨石Murchison(CM2型)和Allende(CV3型),呈现较大的内部钾同位素差异(分别为0...     

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。     

超大型矿床全球背景一大陆板块源于天外的探讨

作者根据碳酸岩、金伯利岩、金刚石矿床和大型、超大型硼矿床与碳质球粒陨石的成因联系,根据超大型矿床密集区中超大型矿床组合与某些陨石中相对富集元素组合的一致性,对全球主要矿床分布规律进行了综合研究,提出地球大陆岩石圈可能主要是由碳质球粒陨石组成的星子(C群星子)演化而来。论文认为,4100—3900Ma时,(群星子陨击地球,形成主要由C群星子组成的原始微板块。富含水、碳和有机物的C群微板块在局部熔融的过程中形成绿岩、花岗岩,并释放出大量水和二氧化碳,形成双层结构的大陆岩石固、原始的酸性水圈和二氧化碳气圈。不同星子形成的大陆岩石圈,成矿元素背景不一致,导致在大陆的不同部位形成不同的超大型矿床密集区。     

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.      

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。     

球粒陨石在非常高压下的熔融实验研究

地球、月球和其它地球行星可能是从如球粒陨石之类厘米级金属、硫化物和硅化物颗粒的混合物中分出来的。为了弄清我们行球系的最早期历史,对球粒陨石进行了一系列熔融实验,并做出Allende C3球粒陨石初始相图。实验条件是:用一个活塞圆筒产生的≤3GPa的压力,又在T.IT(SPI-100)TSTS条件下由新的多砧装置产生的≥5GPa压下所做的。碳质的球粒陨石液态和固态的温度均低于地幔橄榄岩温度(例如,KLB-1)。低于硅酸     

陨石和月球稀土元素地球化学

近年来对陨石和月球样品中稀土元素(REE)的研究做了大量的工作,取得了大量的分析数据,从理论和实验两个方面进行了广泛的研究。陨石为我们提供了原始太阳系最好的标本,由于球粒陨石缺乏内生火成作用过程,因而保存了太阳系形成最早期事件的证据。无球粒陨石和铁石陨石代表了陨石母体内生火成作用的特点,如部分熔融和分异结晶作用。月球样品主要代表了行星的演化过程。陨石中REE的研究主要集中在陨石,特别是球粒陨石,近年来对球粒陨石中包体做了大量的工作。为了     

超大型金刚石矿床、磷矿床、油气田、油页岩矿床与碳质球粒陨石星子的成因联系

通过对太阳系起源的研究,笔者指出,超大型金刚石矿床、磷矿床、油气田和油页岩矿床,都与碳质球粒陨石星子有成因联系。碳质球粒陨石星子被吸积于原始地球上地幔表层,形成原始富碳区。当地壳形成后,富碳区的岩石圈没有被软流层的对流作用均匀化,并在155—250km深度范围内,碳质聚合成金刚石。随着金伯利岩和钾镁煌斑岩岩浆侵位,金刚石被带入地壳上部形成金刚石矿床。在富碳区,除金刚石矿床外,还形成了超基性岩-碱性岩-碳酸岩富磷杂岩体及超大型,大型磷灰石矿床。富磷杂岩体为超人型磷块岩矿床的形成提供了成矿物质,也为成油生物群的繁殖提供了矿物养料,从而为形成超大型油气、油页岩矿床创造了物质条件。碳质球粒陨石中的有机质在高温条件下合成油气,被封存于大陆岩石圈上地幔部分,在构造条件有利时进入储油构造,促进了超大型油气田的形成。超大型矿床的存在,是岩石圈成矿物质横向不均匀性的反映。     

HED族陨石:分异型小行星物质组成和演化

Howardite-Eucrite-Diogenite(HED)族陨石是地球上发现数量最多的无球粒陨石类型,也是太阳系中除地球岩石之外数量最多的岩浆岩样品。本文对大量HED族陨石的岩石学和矿物化学特征进行了归纳总结,讨论了陨石的后期热变质作用和母体起源,对HED族陨石的中文定名提出了具体意见。     

宁强碳质球粒陨石的初步研究

宁强陨石于1983年6月25日19时许陨落在陕西省宁强县燕子砭乡。这是我国首次收集到的碳质球粒陨石。这种陨石是更原始的陨石,它们含有太阳星云坍缩、凝聚直至形成行星状天体的重要信息,甚至还保存有太阳系原始物质来源的记录。近十多年来,国际上对这类陨石的研究取得了多项重要成果,对太阳系起源理论有较大的参考价值。宁强陨石一共落下四块,其中最大的一块陨石落在潘家坝村安家山,陨落点的地理座标为东经105°54’4。北纬32°55’5。其他三块分别陨落在潘家坝村张家合、青岗坪村院子坝和     

碰撞作用与类地行星起源探讨

类地行星挥发性元素普遍亏损很可能是由于太阳星云早期剧烈的太阳活动引起的。当气体、尘粒、挥发性元素和水被驱赶出内太阳系时，只有米级到公里级的物质保存下来并堆积成星子，最终吸积星子形成类地行星。我们认为类地行星的初始物质主要是已分异的星子和一些未分异的球粒陨石质星子或不同类型的陨石母体，最靠近太阳形成的星子具有最低的ＦｅＯ／（ＦｅＯ＋ＭｇＯ）值，水星是在靠近太阳的高度还原条件下吸积成分类似ＥＨ球粒陨石的星子形成的。地球的初始物质为分异的铁陨石及Ｈ群球粒陨石。随着距太阳距离增大及温度降低，陨石形成的部位大致为：ＥＨ、ＥＬ－ＩＡＢ－ＳＮＣ（辉玻无球粒陨石、辉橄无球粒陨石、纯橄无球粒陨石）－Ｅｕｃ（钙长辉长无球粒陨石）－Ｈ、Ｌ、ＬＬ－ＣＶ、ＣＭ、ＣＯ－Ｃｌ－彗星。物体之间、星子之间及行星与星子之间的碰撞对太阳系的形成和演化起着重要的作用。     

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     

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,δ^44/40Ca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...     

碳质陨石中前生物有机化合物

据化学演化说,生命必需的有机化合物在生物出现前就存在于地球上。然而地球没有确切的物质证实生物出现前有机化合物的存在。碳质陨石中含有机化合物。由于陨石形成于早期太阳系中,因而,这些有机化合物属非生物成因和形成于前生物时期。我们调查了几种在生物学上重要的碳质陨石中的有机化合物,其结果总结如下:     

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％     

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...