东南极大陆腹地首次发现新生代沉积岩

首次在东南极腹地格罗夫(Grove)山地区的现代冰碛物中发现了由新生代沉积岩(物)构成的冰碛砾石,它们反映了南极冰盖曾经消融退缩到该地区。本文对这些沉积岩(物)的宏观特征进行初步报道,并简要探讨它们所反映的南极冰川的消融演化历史。     

东南极格罗夫山镁铁质麻粒岩的变质作用

东南极内陆－格罗夫山存在一套经历了麻粒岩相变质作用的镁铁质麻粒岩和斜长角闪岩。变质反应结构显示该区多为单一的区域性麻粒岩相变质作用。但是，对含石榴石的镁铁质麻粒岩的详细工作则显示了包括3个阶段的近等温降压（ITD）的顺时针PT演化轨迹，M1：0．93GPa＞800℃：M2:0.65GPa,733-850℃;M3:0.46-0.61GPa，并有着与拉斯曼丘陵相似的演化历史。根据矿物组合和成分、变质反应结构及温压计算结果，格罗夫山镁铁质麻粒岩可能为高压麻粒岩。     

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。     

我国在南极格罗夫山发现的首块古铜钙长无球粒陨石(GRV 150277)及其外源碎屑研究

HED(Howardite-Eucrite-Diogenite)族陨石及其可能母体灶神星是国际深空探测与小行星研究的热点。其中,经历了复杂撞击混合成岩作用而形成的Howardite(古铜钙长无球粒陨石),是研究灶神星表土层物质组成与演化这一国际前沿领域的主要对象。21世纪以来,中国在南极格罗夫山回收了大量陨石,这为我国行星科学的发展提供了重要的研究标本。我国目前已分类的南极陨石中发现有3块Eucrite陨石,其为研究灶神星岩浆活动提供了重要机遇。本次工作对2016年收集到的南极格罗夫山陨石GRV 150277进行了系统性岩石学与矿物学研究。研究结果表明GRV 150277具有典型的角砾结构,主要由近乎等比例的Diogenite陨石和Eucrite陨石碎屑组成,是我国在南极发现的第一块Howardite陨石。此外,GRV 150277中还可见少量的铁陨石与CM型陨石碎屑,表明灶神星表土层遭受了多种小行星撞击。GRV 150277陨石的发现及其外源碎屑的详细研究,对确定灶神星表土层物质组成与演化历史具有重要的指示意义。     

南极格罗夫山地表岩石样品中宇宙成因21Ne的含量及暴露年龄

地表岩石中²¹Ne和²²Ne有多种来源: 宇宙成因、原位放射性成因、捕获的地壳源放射性成因和捕获的微量大气. 本研究报道了首次在中国开展的对地表石英中宇宙成因²¹Ne和²²Ne的测定工作. 我们采用了一个独创的样品前处理方法, 有效地去除了石英中的包体, 最大限度地减少了放射性成因²¹Ne和²²Ne的贡献. 多阶段加热结果表明南极格罗夫山地区哈丁山地表岩石样品R9202和R9203中宇宙成因²¹Ne和²²Ne的含量分别为(3.83±0.87)×10⁸和(5.22±0.51)×10⁸ atom·g^-1, 其相应的最小暴露年龄为(2.2±0.5)和(3.0±0.3) Ma, 表明哈丁山顶的暴露至少从上新世中期就已开始.     

Petrology of ureilites from Grove Mountains, Antarctica：Constraints on the origins

Ureilites are a common group of achondrites with a high abundance of carbon. They probably have a genetic relationship with chondrites, hence provide an insight into origin and evolution of terrestrial planets. A new meteorite-rich region, Grove Mountains (GRV), was found by the Chinese Antarctic Research Expedition, with discovery of 9834 meteorites. Of 2433 meteorites classified, 9 ureilites have been identified. In this paper, we report petrography of 6 of these ureilites. Four ureilites contain graphite and exhibit triangle conjunction and common reduced margins of olivine. GRV 052382 probably experienced heavy shock metamorphism followed by fast cooling, as indicated by mosaic texture or fine-grained granular texture of olivine. GRV 022931 was highly reduced of these ureilites, with olivine as isolated grains in abundant carbonaceous matrix. All 9 ureilites are monomict, and are classified into subtype II (with medium FeO content, Fa15-18) and subtype I (with high FeO content, Fa>18) based on compositions of the cores of olivine. The diverse mineral compositions and petrography of these ureilites suggest that they are not paired and reveal a multi-event history of the parent body. Partial melting of the parent body produced carbon-rich magma, followed by crystallization of graphite and silicates. Later, graphite was partially inverted to diamond by shock events. Reburial of the shocked debris experienced various degree of thermal metamorphism. Finally, these rocks were excavated from the parent asteroid and ejected into Earth-cross orbit by another impact event.     

东南极内陆格罗夫山地区新生代冰川活动和古气候演化记录

地处东南极内陆的格罗夫山地区是研究南极冰川进退和气候演化的理想场所。我国第22次南极考察(2005/2006)进行了该地区冰盖进退和古气候演化专题研究。笔者在野外考察过程中,对格罗夫山地区新生代冰川活动记录(包括冰川侵蚀地貌及冰川堆积物)进行了详细的观测,获得了很多有关该地区冰盖进退及古气候演化方面的第一手材料,同时系统回收了对反映该地区古冰川活动具有重要意义的新生代沉积岩漂砾。本文简要报道本次野外考察在冰盖进退和古气候演化方面所取得的主要成果。     

南极格罗夫山地表岩石样品中宇宙成因~(21)Ne的含量及暴露年龄

地表岩石中21Ne和22Ne有多种来源:宇宙成因、原位放射性成因、捕获的地壳源放射性成因和捕获的微量大气.本研究报道了首次在中国开展的对地表石英中宇宙成因21Ne和22Ne的测定工作.我们采用了一个独创的样品前处理方法,有效地去除了石英中的包体,最大限度地减少了放射性成因21Ne和22Ne的贡献.多阶段加热结果表明南极格罗夫山地区哈丁山地表岩石样品R9202和R9203中宇宙成因21Ne和22Ne的含量分别为(3.83±0.87)×108和(5.22±0.51)×108atom·g-1,其相应的最小暴露年龄为(2.2±0.5)和(3.0±0.3)Ma,表明哈丁山顶的暴露至少从上新世中期就已开始.