Apollo 11月壤样品中太阳风成因的水及其意义

为研究太阳风成因水在月表低纬度地区的分布特征,本文对中国科学院地质与地球物理研究所博物馆珍藏的一份Apollo 11月壤样品开展了单颗粒原位纳米离子探针H同位素和水含量深度剖面分析。结果表明月壤颗粒表层(<200nm)具有较高的水含量(剖面最大水含量变化范围为0.35%～1.59%,平均值为0.82%),该结果与前人对Apollo样品的报导类似。除一颗斜长石的H同位素组成(δD=-262‰)落在月幔范围内,其余颗粒表层均非常贫D(δD变化范围为-987‰～-642‰)。该强烈贫D的同位素组成与太阳风一致,完全不同于地球大气水,不仅证明这些样品的月球来源,并且主要是太阳风注入的贡献。矿物颗粒之间的水含量和δD值变化,很可能与太阳风注入后的扩散丢失程度不同有关。另外,我们观察到橄榄石、单斜辉石和长石的水含量剖面比较类似,整体呈现随深度逐渐递减的趋势。相比之下,玻璃质颗粒的水含量剖面呈现随深度先上升再降低的峰形特征,峰位在25～43nm深度。这两者之间的差异很可能跟H在矿物和玻璃中的扩散速率、辐射损伤层等的差异有关。本项研究也证明,即使对于H这样易于受地球污染的元素,在普通条件下(北京...     

GRV 051523:一块新的灶神星陨石

Grove Mountains(GRV)051523是一块新发现的钙长辉长无球粒陨石,主要由粗粒辉石(62.9 vol%)和长石(34.2 vol%)以及少量不透明矿物(2.7vol%)组成,含很少量的二氧化硅晶屑和细粒富铁橄榄石(Fa75)。粗粒辉石包括易变辉石和普通辉石,两者均普遍具有出熔现象,出熔的晶片大部分宽1-3μm。不透明矿物为铬铁矿、钛铁矿和硫化物。该陨石受到强烈的撞击并角砾化,形成冲击熔脉。粗粒辉石晶体普遍存在微粒状或细针状铬铁矿,并具有定向分布特征,可能也与强烈的冲击变质有关。不同产状的辉石成分均一,表明该陨石经历过强烈的热变质,使其矿物化学组成基本达到平衡,因此将其岩石类型划分为5-6型。GRV 051523的发现为了解灶神星的物质组成、岩浆分异、以及多阶段撞击和热变质历史提供了新材料。     

南极陨石与沙漠陨石的对比研究

南极冰盖和热带干旱－半干旱沙漠地区均有利于陨石样品的保存。到目前为止,已在南极约２５００ｋｍ２的蓝色冰区内回收了约１５０００块陨石。在非洲撒哈拉沙漠、西澳大利亚及美国新墨西哥州沙漠地区回收了约２０００块陨石。但由于两者的气候条件和保存陨石的环境不同,它们之间存在明显差异,南极陨石居地年龄大,风化程度低,地球污染小;沙漠陨石居地年龄小,风化程度高,地球污染大。南极和沙漠陨石的主要陨石类型的频率与已知降落的陨石相似,未观察到陨石类型通量随时间的明显变化,但在南极陨石中稀少和独特陨石类型的丰度较高,按其陨石来源将其划分为小行星陨石和行星陨石。新的和独特陨石类型的研究以及月球和火星陨石的研究有利于探索和了解早期太阳星云的连续化学分馏作用及月壳和火星表面的平均化学组成及其横向变化。     

地外有机化合物

球粒陨石中的有机化合物起源于星际介质,是构成太阳星云的初始组分,并与其他物质一起吸积形成小行星和行星。在小行星内,有机质经历了不同程度的水蚀变和热变质作用。球粒陨石中的有机化合物尽管是非生命成因,但组成极为复杂,主要是类似于干酪根的大分子物质,以及少量可溶性有机物。大部分可溶有机分子也发现于地球生物圈,但前者可具有完全不同的H、C、N等同位素组成,这也是它们来源于地球之外的重要证据。星云中宇宙线和紫外线（UV）的辐射、小行星的热变质和水蚀变,是地外有机质演化的主要过程。球粒陨石中的有机质是地球生命起源的物质基础,是生命起源不可或缺的重要环节。同样重要的是,大量的火星探测表明,火星历史上有过满足生命存在的基本条件,而在火星陨石中还发现了一些生物活动相关的线索。未来很可能首先在火星上发现地外生命存在的证据。     

天然富勒烯及其在P-T界线地层的研究进展

富勒烯（Fullerene）为除金刚石和石墨外碳元素的第三种同素异形体,自Kroto等1985年发现以来,对富勒烯的研究一直是世界性的热点话题,并在多个方面取得重要进展。它具有稳定的封闭笼状结构,被认为在星际空间广泛存在。富勒烯的形成条件特殊,普通的地球环境和地质过程不利于富勒烯的生成。1992年天然富勒烯在俄罗斯前寒武纪地层桑加岩（Shungite）中被发现,引起了人们对天然富勒烯研究的兴趣。随着富勒烯在陨石和撞击构造中的发现,人们更加关注事件地层中富勒烯存在的可能性以及它们的可能来源。二叠纪—三叠纪（P-T）之交发生了地质历史上规模最大的生物灭绝事件,因此,学者十分关注P-T界线地层中是否能检测到天然富勒烯的的存在。文章回顾了富勒烯在陨石、撞击构造、K-T界线地层和P T界线地层的研究进展,并重点对P-T界线富勒烯的存在问题进行讨论,指出从样品采集到样品测试,每一个环节都可能影响富勒烯的检出。P-T界线地层富勒烯可能源于陨石撞击、天然大火等极端地质事件,而包裹在富勒烯碳笼的稀有气体的同位素组成提供了进一步区分的重要证据。事件地层中普遍存在富勒烯,表明天然富勒烯可以作为地层中发生过重大灾变事件的重要的地球化学指标,而具有异常稀有气体同位素组成的富勒烯则是地外撞击事件的最直接证据。     

“祝融号”在轨定标光谱揭示火星北部低地卤水活动的矿物学证据

含水矿物对火星早期水环境具有直接的指示作用,但目前已发现的各类黏土矿物和蒸发盐主要出露于火星南部古老的高地.虽然火星北部低地可能曾经存在古海洋,但其表面覆盖了一层无光谱吸收特征物质,轨道红外高光谱遥感未能探测到液态水活动的物质成分证据.中国首次火星探测任务“天问一号”的“祝融号”火星车着陆于北部低地推测的古海岸带区域,开展了高空间分辨的巡视探测,以揭示该地区的地质和环境演化.火星经常性出现沙尘暴天气,沙尘不仅覆盖了火星地表,也覆盖到火星车上的光谱定标板;此外,“祝融号”短波红外光谱数据还受温度变化、大气二氧化碳吸收等因素的影响.本文对“祝融号”所获取的原位短波红外光谱数据进行了重新校准,最大程度地解决了上述因素的影响.校准后的光谱数据显示着陆区的反射率落在火星土壤的正常值范围,同时确认一些重要吸收峰的存在.根据标校后短波红外光谱的吸收特征识别出着陆区存在多水硫酸盐、石膏、含水硅酸盐等组分,其中硫酸盐含量低于27～39wt.%.研究结果进一步确认了“祝融号”火星车着陆区曾有过液态水活动,为地下水或古海岸线假说提供了矿物学证据.     

Progress in study of Chinese Antarctic Meteorites

This paper reviews and summarizes the Chinese Antarctica meteorite search, classification and research. During the past four antarctic explorations, a total of 9834 meteorites were collected in the Grove Mountains region. Among them, 2431 meteorites were classified by the end of 2008. So far, 684 meteorites have been officially published in the Meteoritical Bulletin, Meteoritical Society, including 2 martian meteorites, 2 eucrites, 6 ureilites, 5 mesosiderites, 1 pallasite, 1 iron and 10 carbonaceous chondrites. Comprehensive studies were carried out on a number of these rare type meteorites. In addition, we propose to continue the meteorite searching project in Grove Mountains and other regions in Antarctica. We also suggest several key topics of the future researches on the Chinese Antarctic meteorites.     

Shock metamorphism of ordinary chondrites from Grove Mountains, Antarctica

Shock effects of 93 Grove Mountains (GRV) ordinary chondrites were studied in this work, including fracture, various types of extinction, and recrystallization of silicates observed under optical microscopy. Shock-induced veins and pockets show various microtextures, decomposition and phase transformation of minerals. The confirmed high-pressure polymorphs of silicates are ringwoodite, majorite, pyroxene glass and maskelynite. Based on the shock effects and assemblages of high-pressure minerals, shock stages of all of 93 GRV chondrites were classified. In comparison with literature, the Grove Mountains meteorites have a higher fraction (23 out of 93) of heavily shocked samples (S4-S5). Most of the heavily shocked meteorites are L group (22 out of 23), except for one H chondrite. The distinct shock metamorphism between H and L groups may indicate different surface properties of their parent bodies. In addition, there is relationship between petrologic types and shock stages, with most heavily shocked samples observed in equilibrated ordinary chondrites (especially Type 5 and 6).     

沙漠陨石

笔者介绍对非洲撒哈拉沙漠陨石和澳大利亚纳拉伯沙漠陨石的野外考察工作以及对沙漠陨石的研究概况，期望以此促进在我国开发沙漠陨石的寻找和研究工作。     

Frontiers in lunar science based on bibliometric analysisSCIEI北大核心CSCD

月球是人类开展深空探测的首选目标,月球探测是世界各国科技竞争的制高点。开展月球科学前沿研判,对我国实施深空探测战略、规划行星科学研究路径,进而赢得未来竞争优势至关重要。基于Web of Science数据库,本文利用文献计量学方法,对月球科学领域论文产出数量、学科和期刊分布、主要国家和领先机构的竞争力、国际合作等进行了深度分析,并通过聚类分析获得当前研究热点,梳理出五大研究领域和七大前沿问题。过去20年,我国在月球科学研究取得了长足进步,但仍然存在优秀论文少、顶尖学者少、学术期刊少的问题。未来月球科学可能在三个方向上实现突破:月球的水仍将是国际月球探测和研究的重点;月球内部结构探测或是我国弯道超车的机遇;新的月球样品将进一步揭示月球形成和演化的奥秘。本研究结果可以为我国未来月球探测和研究的规划与组织提供参考。