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地质学报 2021年第9期95卷 2769-2790页

作者：吴蕴华肖智勇徐伟彪行星环境与宜居性研究实验室中山大学大气科学学院广东珠海519082 中国科学院比较行星学卓越创新中心安徽合肥230026 中国科学院紫金山天文台江苏南京210034

目前火星岩石样品的唯一来源是火星陨石,是研究火星物质组成和成分演化、物理化学性质、壳幔分异过程、岩浆过程等的重要窗口。火星角砾岩的成分与探测器和火星车获得的火星表面平均成分及部分表面岩石成分相似,代表了来源于火星壳的富... 详细信息

目前火星岩石样品的唯一来源是火星陨石,是研究火星物质组成和成分演化、物理化学性质、壳幔分异过程、岩浆过程等的重要窗口。火星角砾岩的成分与探测器和火星车获得的火星表面平均成分及部分表面岩石成分相似,代表了来源于火星壳的富集型样品。其他大部分火星陨石通常为基性岩浆岩,形成于幔源岩浆上涌后喷发至表面或侵入为岩墙或岩床,携带了火星幔的物质组成信息,不同的微量元素和同位素组成特征指示其来源于火星幔不同的源区。部分岩浆在上涌过程中经历了火星壳的混染作用,形成的陨石记录了火星壳的部分物质组成。火星陨石的研究已经获得了大量火星表面和深部的物质组成和演化信息,主要认识包括:(1)火星壳氧化程度较高,富集稀土元素,238U/204Pb比值较高,ε142Nd和ε182W较低;(2)火星幔部的氧逸度和轻稀土元素富集程度高度不均一,同位素组成特征指示至少存在六个不同的源区(低147Sm/144Nd和176Lu/177Hf、高147Sm/144Nd和176Lu/177Hf、高147Sm/144Nd低176Lu/177Hf的三类辉玻无球粒陨石源区;较低147Sm/144Nd和176Lu/177Hf、较高ε182W的辉橄与纯橄无球粒陨石源区;NWA 8159的源区;NWA 7034中部分组分的源区);(3)幔部不均一的特征可能形成于火星分异早期。目前发现的火星样品数量约300余块,大部分样品的结晶年龄小于650 Ma,但是火星表面的地质单元主要为诺亚纪或西方纪产物。另外火星探测数据获得的表面岩石成分比火星陨石更富硅和碱性元素,且岩石种类更丰富,除玄武质岩石之外还有大量中性和酸性岩石。因此对火星物质组成和演化更全面、深入的研究还需新的探测任务(包括样品返回)的数据补充。

关键词：火星陨石岩浆过程火星幔源区火星壳混染玄武岩

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钙长辉长无球粒陨石中普通石英与鳞石英成因研究

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地质学报 2021年第9期95卷 2909-2919页

作者：廖世勇王英蒋云李晔邓志培中国科学院紫金山天文台江苏南京210046 中国科学院比较行星学卓越创新中心安徽合肥230026 澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室中国澳门999078

钙长辉长无球粒陨石(Eucrite)是Howardite-Eucrite-Diogenite(HED)族陨石的重要成员,也是研究灶神星壳演化历史的重要对象。本文研究了多个玄武质Eucrite样品中主要的SiO2相——普通石英和鳞石英的成因,进而讨论其对Eucrite陨石热演化... 详细信息

钙长辉长无球粒陨石(Eucrite)是Howardite-Eucrite-Diogenite(HED)族陨石的重要成员,也是研究灶神星壳演化历史的重要对象。本文研究了多个玄武质Eucrite样品中主要的SiO2相——普通石英和鳞石英的成因,进而讨论其对Eucrite陨石热演化的启示。研究对象包括不同冲击程度样品,以探讨陨击过程对SiO2同质多象转变的影响。冲击程度较弱的包括未角砾化样品NWA 3162、NWA 6594和Igdi,冲击程度较强的为单碎屑角砾岩Millbillillie、Camel Donga和NWA 1654。研究结果显示,不同样品中的普通石英和鳞石英各自均具有相似的岩相学和化学成分,但不同冲击程度样品中普通石英产状存在系统差异。结合Eucrite热变质历史,本研究认为普通石英并非来自共生鳞石英的相变,而是形成于更早期高温SiO2相的转变。Eucrite中广泛存在的鳞石英则很可能是普通石英在后期撞击事件中发生部分熔融快速结晶形成。Eucrite中普通石英和鳞石英可能经历的主要形成过程如下:(1)岩浆喷发形成高温SiO2(方石英和/或鳞石英);(2)随后长期热变质中高温SiO2转变形成普通石英,并因体积缩小发育孔洞结构;(3)后期冲击作用再加热,导致普通石英部分熔融形成鳞石英,在高冲击程度的样品中还普遍发育普通石英的羽状裂理。本研究在Eucrite中观察到的普通石英和鳞石英分别形成于不同阶段热事件。大多数Eucrite中存在普通石英和鳞石英共生,表明Eucrite在热变质后普遍受到热扰动,内部微区受热不均一性明显。上述普通石英和鳞石英成因的厘定,为微区或单碎屑矿物同位素年代学定年样品的选择以及年代学结果的地质解释提供了依据。

关键词：钙长辉长无球粒陨石灶神星普通石英鳞石英羽状裂理

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L群普通球粒陨石母体的撞击历史

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地质学报 2021年第9期95卷 2791-2804页

作者：李少林廖世勇李晔吴蕴华徐伟彪澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室澳门999780 中国科学院紫金山天文台江苏南京210023 中山大学大气科学学院广东珠海519082

撞击作用发生在太阳系形成和演化的所有阶段,是最基本的地质过程之一。陨石可以从微观尺度记录下这些重要的过程。在所有陨石族群中,L群普通球粒陨石保留了最完备的冲击变质记录,对撞击发生的时间、冲击过程中的物理条件提供了重要制约... 详细信息

撞击作用发生在太阳系形成和演化的所有阶段,是最基本的地质过程之一。陨石可以从微观尺度记录下这些重要的过程。在所有陨石族群中,L群普通球粒陨石保留了最完备的冲击变质记录,对撞击发生的时间、冲击过程中的物理条件提供了重要制约。矿物学证据表明,在太阳系形成100 Ma内,L群陨石母体可能发生一次撞击裂解事件,并在随后重组。4.48 Ga左右,原始小行星带经历大范围的撞击作用,这一事件也记录于L群普通球粒陨石中,可能是由月球大撞击事件溅射的大量碎屑进入到原始主小行星带引起。约800 Ma,包括L群陨石母体在内的内太阳系部分天体经历了同时期撞击事件,可能由这一时期裂解的大质量小行星产生的溅射物引发。L群陨石母体在~465 Ma发生撞击裂解,这一事件在L群陨石中保留了丰富的矿物学、年代学记录,并在地球全球奥陶纪地层发现相关信息。综合与该事件相关的所有L群陨石冲击变质特征,本文认为该裂解事件是由一颗大直径(18~22 km)石陨石质小行星,以较低速率(5~6 km/s)撞击导致。同位素年代学数据表明,L群普通球粒陨石母体很可能未受到晚期大撞击事件的影响,这难以用L群陨石母体过小予以解释。可能的原因有:(1)L群普通球粒陨石母体在原始主小行星带分布非常有限,导致其受到晚期大撞击事件影响的概率不高;(2)晚期大撞击事件对原始主小行星带的影响可能并没有之前估计的那么严重,一个持续时间更长但更加温和的撞击模型更加符合现阶段的观察。

关键词： L群普通球粒陨石冲击变质作用撞击历史年代学

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