南极陨石的收集和研究进展

南极是目前地球上回收陨石最多的地区,自1969年以来已在南报回收了11000多块陨石样品。由于冰的消融和运移导致在一些兰色冰区内陨石的明显富集。大多数陨石来自直径小于200km的小行星体,南极陨石中月球陨石和火星陨石的发现提供了陨石其它来源的可能性,南极陨石的地球年龄比非南极陨石老,藉此可获得过去冰盖运移的信息。     

我国南极陨石收集进展(2000-2010)

自上世纪中叶以来,南极陨石收集就成为国际上南极考察项目中的一个重要亮点。在世纪之交之际,我国南极考察队开始了南极陨石收集,在短短的十年时间,在南极陨石收集方面取得了丰硕成果。我国不但收集了一万多块陨石样品,成为拥有南极陨石最多的国家之一,而且新发现了一个陨石富集区——格罗夫山。     

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。     

我国南极陨石研究与展望

继1998～2000年我国第15、16次南极科考队在南极格罗夫山发现32块陨石之后，2002～2003年第19次科考队成立了以回收陨石为中心任务的格罗夫山综合考察分队，在同一地区成功回收4448块陨石。我国的南极陨石回收工作不但实现了零的突破，而且成为继日本和美国之后拥有南极陨石数量最多的国家之一。通过对第15、16次队回收的32块陨石以及第19次队4448块陨石中的38块代表性样品的化学一岩石类型划分工作,除平衡型普通球粒陨石外，发现了2块火星陨石、2块橄辉无球粒陨石、6块非平衡L3型陨石、4块碳质球粒陨石和1块非平衡型顽辉石球粒陨石等特殊类型陨石。本文主要介绍了南极陨石的回收和研究进展，以及我国在南极格罗夫山回收陨石的情况和已取得的初步研究成果。同时对我国今后的陨石回收与研究工作提出初步设想。     

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）。     

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.     

南极格罗夫山陨石GRV 020043—一个特殊的E/H过渡型球粒陨石

南极格罗夫山陨石GRV 020043是一块特殊的球粒陨石,虽与普通球粒陨石有着相似的矿物组合,但矿物成分超出普通球粒陨石范围.主要矿物组合及其模式含量(vol%)是:斜方辉石40、橄榄石24、透辉石8、斜长石10、 Fe-Ni合金14、陨硫铁4 vol%、及少量铬铁矿和磷灰石.主要组成矿物成分均一,如斜方辉石(Fs10...     

南极GRV9927陨石：一种可能的火星陨石

自 1 969年日本冰川学家首次发现南极无球粒陨石以来 ,南极冰原为人类提供了无与伦比的地外物质 ,包括大多数月球陨石及近半数的火星陨石。据ＭｃＳｗｅｅｎ报道[1] ,已有 1 3个陨石确定为火星陨石 ,其中包括ＡＬＨＡ770 0 5和ＡＬＨ 840 0 1陨石。 1 996年美国航空航天局ＭｃＫａｙ等宣布 ,他们在ＡＬＨ840 0 1火星陨石中发现了生命活动的遗迹。这一发现引起了各国科学家的极大兴趣 ,并引发了一场激烈的争论。因此 ,火星陨石的研究受到了人们广泛的关注。作者研究的ＧＲＶ992 7陨石样品是 1 999年我国南极科学考察队中国科学院地质研究所刘…     

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     

南极 GRV 021788橄辉无球粒陨石的岩石学和矿物学特征

橄辉无球粒陨石是一类特殊的无球粒陨石,既具有高度分异的火成特征,又具有原始球粒陨石的特征。南极格罗夫山GRV021788陨石由橄榄石、辉石以及少量的富碳基质、不透明矿物组成,具有橄辉无球粒陨石典型的岩相学和矿物学特征,包括橄榄石晶体三线共点的接触和富镁还原边等。GRV021788的主要矿物的化学成分为:橄榄石Fa23.2～Fa1.5,易变辉石Fs21.2Wo10.6～Fs18.7Wo10.7。橄榄石颗粒有明显的反环带结构,而易变辉石的反环带则不明显。黑色填隙基质富碳,含金刚石和石墨。岩石学和矿物化学特征表明GRV021788是一橄辉无球粒陨石,属单矿(monomict)Ⅰ类(Fa23.2～Fs20.4)橄辉无球粒陨石。陨石的形成机制与多阶段部分熔融-堆积模式较为一致。     

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。     

南极格罗夫山陨石GRV053645的岩石矿物学特征

南极格罗夫山陨石GRV053645是一块非常原始的普通球粒陨石,它很好地保存有太阳星云凝聚和增生的相关信息,对研究太阳星云的起源意义重大。本文描述了这块陨石的岩石矿物学特征,包括球粒结构类型、基质不透明、橄榄石和低钙辉石具有明显的成分环带等。根据Fe-Ni合金含量、球粒平均直径大小和橄榄石平均Fa值,表明这块陨石属于低铁群(L)。利用橄榄石Fa的PMD值与岩石类型亚类的相关性,其岩石类型应为3.4亚类。该陨石冲击变质程度和风化等级都比较低,分别为S2和W1。     

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(Murc...     

南极普通球粒陨石风化等级的重新厘定

在南极格罗夫山普通球粒陨石的风化等级划分中出现了和Wlotzka(1993)标准矛盾的现象。部分普通球粒陨石的金属和陨硫铁氧化不足20%,然而硅酸盐却发生了蚀变。如果考虑金属的氧化量,这种风化程度应为W1,如果考虑硅酸盐的蚀变,这种风化程度应为W5。对于存在如此大的差异本文给出了折衷的解决办法——对金属和硅酸盐同时进行风化等级划分。金属的风化等级划分为W_m0-W_m4五个,硅酸盐风化等级划分为W_s0-W_s3四个。依据新方案,GRV 021588、021636、021772和021957等4块无法用Wlotzka(1993)标准来确定风化等级的陨石的风化等级均为W_m1-W_s1。而陨石GRV 023312的风化等级为W_m3-W_s0,其相当于Wlotzka(1993)标准中的W3。     

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。     

南极陨石GRV 022115冲击熔融脉矿物学研究

文章主要通过电子探针、扫描电镜、激光拉曼光谱、透射电镜等微区微分析技术研究GRV 022115球粒陨石的基础矿物学特征和冲击变质矿物学特征，探讨陨石冲击熔融脉的形成机制和界定其母体的冲击条件。陨石主岩主要由橄榄石、辉石、熔长石、铁镍金属和硫化物等矿物组成。根据主岩的硅酸盐矿物学特征，确定GRV 022115是风化程度较低（W1） 的L6型普通球粒陨石，与前期分类结果一致。根据熔融脉内含有大量林伍德石的现象，修正GRV 022115陨石的冲击级别为S6，比原定的S5高一个级别。GRV 022115球粒陨石中有多条冲击熔融脉，熔融脉由基质和主岩碎块包裹体两类岩相组组成。熔融脉基质的主要组成是微米级粒状镁铁榴石与纳米级的含铁方镁石，是在平衡冲击压力下结晶的产物。冲击熔融脉主岩碎块包裹体中的橄榄石、低钙辉石、长石碎块已部分或全部转为相对应的高压相。橄榄石相变为林伍德石；个别低钙辉石相变为钙钛矿结构布里奇曼石微晶的集合体；长石主要相变为熔长石与玲根石。几乎所有的主岩碎块都有高温熔融的圆滑边界。熔融脉内外同类矿物的主量和微量元素具有一定的差异性，该差异性可以反映高温高压下混溶作用和扩散作用的影响。结合陨石冲击熔融脉形成机制和结晶模型，根据熔脉基质中镁铁榴石+方镁石矿物组合及静态高温高压实验相图，界定该陨石经受的冲击压力为23~27 GPa。     

南极陨石收集和研究新进展

日本第29次南极研究考察队(1987—1989)在Sφr Rondane Mountains附近(71—73°S,21—29°E)的三个主要裸冰表面发现和回收了2000多块新的陨石样品(单个陨石或陨石碎块),     

中国陨石学与天体化学研究进展(2011-2020)

过去十年,中国陨石学与天体化学研究迎来了一个迅速发展时期.嫦娥工程与月球采样返回,以及天问一号火星探测等一系列深空探测工程的成功实施,极大地推动了我国陨石学和天体化学的发展;南极格罗夫山陨石库的建设,为学科发展提供了充足样品;高精度同位素分析平台的建设,保障了陨石及地外返回样品的分析研究需要;此外,国内还涌现了一批优秀行星科学与天体化学青年人才.与此同时,通过对各类陨石的研究,在太阳星云起源与演化、火星与月球等类地行星形成与宜居性研究、小行星岩浆作用和含水蚀变及后期撞击历史等方面也取得了重要成果.     

东南极格罗夫山陨石(GRV 052382):一块强烈冲击变质的橄辉无球粒陨石

GRV052382陨石是在南极格罗夫山地区发现的强烈冲击变质的橄辉无球粒陨石。它主要由橄榄石(75%)、易变辉石(5%)、富碳填隙物(20%)和少量金属组成。橄榄石呈半自形等粒细晶结构,颗粒大小约10~20μm,细晶颗粒间有少量辉石质的熔融填隙物。根据富碳填隙物分布和颗粒间的裂隙,可以区分出原粗粒橄榄石结构的轮廓,原颗粒大小约0.5~1.5mm。这些原粗粒橄榄石具有还原边结构,即边缘的橄榄石细晶富MgO,而核部橄榄石细晶富FeO。因强烈的还原作用,这些原粗粒橄榄石的核部成分变化大(Fa12.2-21.8),因此,原橄榄石核部成分Fa应为21.8%或略高。易变辉石呈浑圆粒状,大小约0.4~0.9mm,在颗粒之间其成分基本相当(En76.4-82.6Wo4.6-9.8Fs10.9-13.8),但在颗粒内部因冲击作用,产生波浪状韵律成分变化。富碳质填隙物充填在原粗粒橄榄石颗粒之间,主要由碳质和富MgO的硅酸盐组成。碳质多型主要为石墨,呈不规则蠕虫状或网脉状,大小约0.2~0.4mm,其中包含有少量金刚石颗粒(约1~3μm)。因此,这些特征表明GRV052382具有橄辉无球粒陨石结构,为单矿岩质橄辉无球粒陨石。根据橄榄石成分,GRV 052382陨石被进一步划分为富FeO亚型(I型)。此外,强烈冲击变质特征,即:(1)橄榄石冲击细晶结构;(2)橄榄石细晶颗粒具有圆化特征,其间存在熔融填隙物;(3)易变辉石晶体具有波浪状韵律成分变化;(4)易变辉石中存在大量不规则气孔;(5)金属Fe沿裂隙或气孔充填;(6)石墨发生金刚石相变等,表明GRV052382陨石的冲击变质程度为S6。因此,GRV052382陨石可能是经受最强烈冲击变质的橄辉无球粒陨石,这不仅为橄辉无球粒陨石的冲击历史提供直接证据,而且有可能获得其母体早期经历的冲击作用信息。