南极陨石研究的启示 Ⅵ:火星陨石的研究及宇宙化学意义

火星陨石的发现使人类第一次获得了除地球之外，太阳系另一类地行星的岩石样品。目前已收集并确证的火星陨石共１０个，包括了４种岩石类型，其中有４个火星陨石是在南极地区发现和回收的。本文通过对火星陨石有关岩石学、矿物学、全岩化学组成、轻元素及稀有气体的同位素组成，以及同位素年代学特征的总结和对比，对火星幔的化学组成特征、岩浆作用及火星表面的化学风化作用等进行了初步的讨论。     

南极陨石研究的启示Ⅵ：火星陨石的研究及宇宙化学意义

火星陨石的发现使人类第一次获得了除地球之外，太阳系另一类地行星的岩石样品。目前已收集并确证的火星陨石共１０个，包括４种岩石类型，其中有４个火星陨石是在南极地区发现和回收的。本文通过对火星陨石有关岩石学，矿物学，全岩化学组成，轻元素及稀有气体的同位素组成，以及同位素年代学特征的总结和对比，对火星幔的化学组成特征，岩浆作用及火星表面的化学风化作用等进行了初步的讨论。     

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。     

格罗夫山普通球粒陨石的磁化率和化学分类方法对比分析

我国经过五次南极格罗夫山科学考察后,从南极格罗夫山地区回收到11452块陨石样品。南极陨石回收后面临着庞大的基础分类工作,需要确定其化学群和岩石类型。由于传统的化学分类方法不仅有损样品,而且样品制备耗时耗力,需要大量的经费和人力支持才能完成陨石的基础分类工作。因而国际上也在探索使用快速、无损的磁化率分类方法来确定陨石的类型。我国陨石基础分类工作得到科技部样品共享平台的资助,在2003年和2006-2008年期间开展了四次陨石分类工作,共确定了2300多块普通球粒陨石的化学群、岩石类型、冲击强度和风化程度。本文在基础分类工作的基础上,探讨这些样品的磁化率分析结果,并给出磁化率分类的适用范围及应用前景。     

不同类型陨石的宇宙射线暴露年龄及其宇宙化学意义

本文主要依据现有的资料综述陨石分类 ,以及来自小行星带、月球和火星等不同类型陨石的宇宙射线暴露 (CRE)年龄及其宇宙化学意义。目前已确定有 1 3个球粒陨石群 ,至少 7个经受了高温和广泛熔融的无球粒陨石母体 ,以及 1 2个不同化学群的铁陨石母体。此外 ,还发现1 0个独特的球粒陨石、许多未分群的球粒陨石小群、铁陨石和铁陨石小群 ,它们也来自各自不同的母体。到目前为止 ,根据宇宙射线产生的核素 ,已测定了 1 60 0多个陨石的宇宙射线暴露年龄。由许多陨石类型的CRE年龄分布 ,我们可以识别出群集的宇宙射线暴露年龄 ,藉此可解释为母体上的碰撞 ,并释放大量的陨石碎块。小行星陨石、行星陨石及阿波罗月球样品的稀有气体同位素丰度和宇宙射线暴露年龄 ,已广泛应用于探索和了解不同类型陨石母体的宇宙射线暴露历史、冲击碰撞事件、暴露年龄与日心距离的关系、吸积形成母体前硅酸盐球粒的辐照历史、南极和沙漠陨石中成对陨石的判别、行星陨石 (火星及月球陨石 )的溅射历史及月坑的相对年龄等     

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。     

南极陨石研究的启示Ⅹ:南极陨石的居地年龄

到目前为止,陨石学者已考察了约2500km2的南极蓝色冰区,并在南极冰盖不同的地区回收到约30000个陨石样品.在过去20年,主要根据36Cl或14C的浓度测定了几百个南极陨石的居地年龄.每个搁浅区的陨石显示不同的居地年龄分布,并提供陨石局部堆积机制的信息,在蓝色冰表面南极陨石的密度取决于许多因素,如陨石的降落率、冰的消融率、雪的堆积率等.大多数南极陨石的居地年龄范围从小于10ka到1000ka,Yamato山地冰区陨石的居地年龄可高达200ka,而Lewis Cliff及Allan Hills陨石的居地年龄分别高达500ka和1000ka,新近发现两个陨石的居地年龄分别为2Ma及2.35Ma,表明它们深埋于靠近冰川底部,且冰流率比表面低得多,同时也表明陨石堆积进入目前的搁浅区至少始于2Ma以前,这与东南极冰盖为稳定和持续性假设是一致的.陨石的居地年龄是确定陨石历史的一个重要参数,同时也可用以估计陨石的搬运时间及平均风化寿命.     

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)。     

南极陨石研究的启示Ⅹ:南极陨石的居地年龄

到目前为止 ,陨石学者已考察了约 2 5 0 0km2 的南极蓝色冰区 ,并在南极冰盖不同的地区回收到约 30 0 0 0个陨石样品。在过去 2 0年 ,主要根据36Cl或1 4 C的浓度测定了几百个南极陨石的居地年龄。每个搁浅区的陨石显示不同的居地年龄分布 ,并提供陨石局部堆积机制的信息 ,在蓝色冰表面南极陨石的密度取决于许多因素 ,如陨石的降落率、冰的消融率、雪的堆积率等。大多数南极陨石的居地年龄范围从小于 1 0ka到 1 0 0 0ka ,Yamato山地冰区陨石的居地年龄可高达 2 0 0ka,而LewisCliff及AllanHills陨石的居地年龄分别高达 5 0 0ka和 1 0 0 0ka,新近发现两个陨石的居地年龄分别为 2Ma及 2 .35Ma,表明它们深埋于靠近冰川底部 ,且冰流率比表面低得多 ,同时也表明陨石堆积进入目前的搁浅区至少始于 2Ma以前 ,这与东南极冰盖为稳定和持续性假设是一致的。陨石的居地年龄是确定陨石历史的一个重要参数 ,同时也可用以估计陨石的搬运时间及平均风化寿命。     

南极格罗夫山于2002-2003年搜集4448块陨石:新陨石富集区的证实

我国第19次南极考察队于2002-2003年在格罗夫山地区寻找陨石,共搜集了4448块陨石,其中石陨石2892块、球粒陨石1524块、碳质球粒陨石25块、无球粒陨石6块和石铁陨石1块。这次陨石调查主要沿阵风悬崖南段、中段、北段蓝冰区进行,在上述地区分别发现了41块、2684块、1721块陨石。本次考察中,在已搜寻的蓝冰区,尽管其富集程度有很大差异,但均发现了陨石,因此,格罗夫山其它尚未搜寻的蓝冰区也可能富集陨石。大部分陨石可能是风从阵风悬崖或其上方吹来的,因这些陨石质量小,分布在蓝冰的凹地或冰碛的迎风坡。而另一些质量大的陨石可能受冰川搬运至收集地点,因冰的消融而露出蓝冰表面。这些陨石的发现充分证明格罗夫山地区为南极最富集陨石的地区之一。     

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。     

陨石的矿物-岩石学特征及其分类

根据陨石的矿物岩石学特征、化学组成及结构可划分为球粒陨石及非球粒陨石质陨石两大类。球粒陨石进一步划分为碳质球粒陨石族(CI,CM,CO,CR,CB,CH,CV及CK球粒陨石)、普通球粒陨石族(H,L,LL球粒陨石)、顽辉石球粒陨石族(EH及EL球粒陨石)、R及K球粒陨石群,而非球粒陨石质陨石进一步划分为原始的无球粒陨石族(Acpulcoites,Lodranites,Wi nonaites,IAB硅酸盐包体及IIICD硅酸盐包体)和分异的陨石族。分异的陨石族包括:无球粒陨石(Angrites,Aubrites,Branchinites,橄辉无球粒陨石,HED灶神星陨石,SNCO火星陨石及月球陨石);石铁陨石(中铁陨石及橄榄陨铁);铁陨石(IAB,IC,IIAB,IIC,IID,IIE,IIIAB,IIICD,IIIE,II IF,IVA及IVB铁陨石化学群)。每一陨石族或陨石群,具有类似的成因或形成历史,并来自同一小行星体或行星体,藉此可建立不同陨石族或陨石群之间的成因联系,并可提供早期太阳星云的物理化学条件及其演化的信息。     

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。     

格罗夫山:我国新发现的一个陨石富集区

中国南极考察队在1998—2000年两次对南极洲格罗夫山地区进来了考察,共回收32块陨石,根据陨石的分布位置和岩石化学类型的差异性,初步确定格罗夫山是我国新发现的一个陨石富集区,但是该区的陨石富集模式还有待于进一步研究。