100块南极格罗夫山陨石的分类及其成对陨石的初步判别

通过岩石矿物学特征的观察和矿物成分的电子探针分析,对采自南极格罗夫山的100块陨石进行了分类研究,确定了它们的化学群、岩石类型、冲击变质程度和风化程度,其中8块陨石划分为H4型,15块为H5型,3块为H6型,1块为L3型,2块为L4型,16块为L5型,47块为L6型,5块为LL3型,1块为LL4型,2块为LL5型。经过岩石矿物学特征和矿物成分的对比分析,初步判定成对陨石21组。     

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。     

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。     

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。     

南极格罗夫山H群和L群普通球粒陨石对比研究

通过对15块南极格罗夫山普通球粒陨石(中国第19次和第22次南极科考回收)进行岩石学、矿物学分析,为其进一步研究提供重要基础数据。研究表明这些陨石均为平衡型陨石,其中有5块为H群,其余为L群。除GRV 051869和GRV 021491经历较强冲击变质作用、具有S4型的冲击变质程度外,其他陨石的冲击变质作用轻微,主要集中在S1和S2型。这些陨石的风化程度普遍较轻,仅GRV052076达到了W3型,其他为W1和W2型。主要矿物成分分析表明,组成H群和L群的最初始星云物质可能是相同的,陨石的主要差别是由于两个群陨石各自所处环境的不同所造成。L群平均球粒半径大于H群球粒半径,可能为球粒形成过程中星云温度变化不均一或者不同类型球粒分不同时期形成。另外,研究表明橄榄石中的Ca含量可以作为一个反映陨石热历史的有用指标。     

钙长辉长无球粒陨石NWA 11592的岩石矿物学特征及富铁橄榄石脉成因研究

灶神星是太阳系最大的硅酸盐质小行星,它的岩石样品(HED族陨石)是目前太阳系最古老的岩浆岩之一,很有可能记录了类地行星最早期地质流体活动的重要信息。本次工作首次在一块非角砾岩平衡型的Eucrite NWA 11592中发现了较粗长的富铁橄榄石脉。通过对NWA 11592陨石进行详细的岩相学和地球化学特征研究,将NWA 11592陨石划为玄武质非角砾岩型Eucrite,冲击变质程度至少为S4,热变质程度为6型。NWA 11592中富铁橄榄石脉最有可能为含H₂O流体沿裂隙的沉淀产物,反应系统应是开放且较为氧化的(f_O2达IW+0.9),且应发生在灶神星浅层地壳> 4 km的埋藏深度。含H₂O流体渗透作用除更多地发生在灶神星表面或近地表外,还有可能发生在灶神星内部的浅层地壳中。     

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.     

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。