东陵陨石岩石矿物学及其成因研究(1).pdf
桂林理工大学 密级 编号2 Q Q Q 硕士研究生学位论文 东陵陨石岩石矿物学及其成因研究 专业地球化学 研究方向陨石学与天体化学 研究生何艳艳 指导教师缪秉魁教授 论文起止日期2 0 0 8 年9 月至2 0 1O 年4 月 川| I 』| I Ⅲ』| I I I | 』J l f ⋯J J | f | | I I | | 川Ⅲ Y 17 17 6 0 6 S t l l d yo n t h eP e t r o m i n e r a l o g ya n dt h eO r i g i no f D o n gL i n gm e t e o r i t e . M 句o r G e o c h e m i s t 巧 D i r e c t i o no fS t u d y M e t e o r i t i c sa n dc o s m o c h e m i s t W G r a d u a t eS t u d e n t H e 、r a n y a n S u D e r v i s o r P r o £M i a oB i n g k u i S U p e r v l S O r r r O I .j Ⅵ1 a O 上j l n g K U l C o l l e g eo f E a n hS c i e n c e s G u l i nU n i V e r s i t yo fT e c h n o l o g y S e p t e m b e r ,2 0 0 8t oA p r i l ,2 0 1O 研究生学位论文独创性声明和版权使用授权书 独创性声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含他人已 经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在论文中作了明确的说明并表 示谢意。 。 学位论文作者 签字 』蜀望噬 签字日期丝厘,么Z 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 学校 有关保留、使用学位论文的规定,有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的印刷本和电子版本,允许论文被查阅和借 阅。本人授权 学校 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国 科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库,并通过 网络向社会公众提供信息服务。 保密的学位论文在解密后适用本授权书 学位论文作者签名俩批 签字日期励年/月/日 导师签字 签字日%幻 摘要 东陵陨石是一块普通球粒陨石,于2 0 0 8 年4 月1 2 日下午4 时许降落在我国 河北遵化东陵乡兴隆泉村一户农家家中,其经纬度为11 7 0 4 1 ’1 3 ”E ,4 0 0 0 9 ’4 5 ”N , 根据国际陨石命名原则,将该陨石命名为东陵陨石。东陵陨石由球粒、球粒碎片、 不透明基质、矿物碎片和不透明矿物等主要矿物相组成。电子探针分析 橄榄石, F a 2 2 .o ,F 0 7 8 .o ;低钙辉石,F s l 3 2 ,E n 8 6 .1 ,w D o .7 硅酸盐矿物组成数据表明为L 群球粒陨石。可辨认的球粒和球粒碎片的体积达到5 1 .2 v 0 1 %,球粒边界非常清晰 少部分球粒边界可以容易辨认 ,炉条状橄榄石球粒 B O 的基质里未见重结 晶的次生斜长石;光薄片中出现两个大小在4 .1 n u n 2 .6 I 砌和4 .5 l n l l l 2 .3 m m 的 角砾;基质不透明到半透明,呈细粒状,综合以上特征判定东陵陨石岩石类型为 3 .6 .3 .7 型 角砾岩。根据矿物的冲击变质效应 橄榄石明显的光学消光,不规则 裂隙 ,东陵陨石冲击程度被划分为为S 1 。 东陵陨石球粒中橄榄石成分极不均一,橄榄石F a 3 .8 2 6 .8 ’平均值1 9 .2 ,其P M D 为4 0 .9 %,远大于5 %,因此,东陵陨石为非平衡型普通球粒陨石;基质中橄榄 石F a l 6 .2 ~2 7 .1 ,平均值2 4 .7 ,其P M D 为1 0 .2 %,也大于5 %,也进一步说明东陵 陨石为非平衡型。球粒和基质中橄榄石F a 的范围差异明显表明F e 含量在球粒中 的富集程度低于基质中的F e 含量。 东陵陨石为降落陨石,样品非常新鲜,光薄片中硅酸盐矿物及不透明矿物没 有出现氧化现象,因此,可将风化程度划分为W O 。 东陵陨石的源区为小行星区太阳星云盘,其中球粒为星云凝聚物熔融而成, 而金属和硫化物球粒为星云气固凝聚后再经过受热形成的。 关键词东陵陨石;化学群;岩石类型;成因 A b s t r a c t T h eo r i d i n a I Vc h o n d r i t ef e Ui nN o r t h e a s tH e b e ip r o v i n c e , C h i n a i ns o u t h e a s t D o n gL i n g t o w n s h i po fx i n gl o n g q u a nV i l l a g e p e n e t I .a t e dt h er o o f o fa p r i V a t eh o m e 0 n2 0 0 8A p r i l1 2 ,a t4p m .T h ef a l l e nl o c a t i o nw a L s1 1 7 o 4 l ’1 3 ”E ,4 0 o 0 9 ’4 5 ”N .W e n 锄e dt 1 1 em e t e o r i t ea sD o n gL i n g ,a c c o r d i n gt ot h ep r i n c i p l en 锄e do fi n t e m a t i o n a l m e t e o r i t e s .T h eD o n gL i n gc h o n d n t ec o m p 订s e ss i l i c a t em 撕x ,m i n e r a l 胁舯e n t s , c h o n d r u l e s ,c } l o n d m l ef I r a g m e n t s ,a n do p a q u ep r i m a r yp h a S e s .E l e c t 】.o nm i c r o p r o b e a n a l y s i s 0 1 i 啊n e ,F a 2 2 .o ,F 0 7 8 .o ;l o w C ao r 吐l o p y r o x e n e ,F s l 3 .2 ,E n 8 6 .1 ,W 6 0 .7 i n d i c a t e d i a g n o s t i cL c h o n d r i t es i l i c a t em i n e r a lc o m p o s i t i o n s .R e c o g n i z a b l ec h o n d m l e sa I l d d l o n d m l e 缸鲫e m sc o n s t i n l t eu pt o51 .2 v 0 1 %.C h o n d m l eb o u n d a d e sa r eV e r rc l e a r w h e r eas m a l lp a I to f Ⅱl ec h o n d m l e sh a V er e a d i l yd i s c 锄a b l eb o u n d 撕e s ,a I l d d i s c r e t ep l a 西o d a s ec q s t a l sa r en o tv i s i b l ei nd ed e v i t r i f i e dm e s o s t a S i so fb a r r e d o l i v i n ec h o n d m l e s ;o nt h ep o l i s h e dm i n 是e c t i o nt h e r ea r e 觚ob r c c c i a si ns i z e4 .1l n I I l 2 .6 m ma l l d4 .5 m m 2 .3 m m ;t h em a t r i c e sf } o mo p a q u et og u b 仃a n S p 锄e 1 1 t ,s h o w i n g f i n e .孕a i n e d ;t o g e t h %t h e s ec h a r a c t e r i s t i c ss u g g e s tp e t r o l o 西c3 .6 - 3 .7 锄db r e c c i a s T h es p a t i a l l ya V e r a g e de n S e n m l eo fs h o c k .r e l a t e df .e a 臼J r e s u n s h o c k e d 。s h a r po p t i c a l e x t i n c t i o no fo l i V i n e 伊a i n s ,i r r e g u l a r6 .a c t u r e s s u g g e s t sa s s i 黟m l e n to fas h o c ks t a g e o f S l . T I l eo l i v i n ei I lt h ec h o n d r u l e so fD o n gL i n gw e r eV e r yi 1 1 h o m o g e n e i t y ’o l i v i n e F a 3 .8 2 6 .8 ,a V e r a g e1 9 .2 ,F a .P M Df o r4 0 .9 % 5 %,t h e r e f o r ew e C h o u l dd e t e n l f l i n e d i ta su 1 1 e q u i l i b r a t e do r d i n a r yc h o n “t e ;t h eo l i v i n ei nt h em a t r i c e sF a l6 .2 ~2 7 .1 , a V e m g e2 4 .7 ,F a .P M Do flO .2 % 5 %,a l s oc 眦b e u s e da S 如n l l e re v i d e n c et h a tw a s d e t e 订n i n e da S1 1 I l e q u i l i b r a t e do r d i n a 巧c h o n d r i t e .A c c o r d i n gt ot h ed i f f 醯e n c eo ft h e r a n g co f0 1 i v i n eF ai nm ec h o n d r u l e sa n dm a t r i c e s ,i n d i c a t em a tt h eF ec o n t e n to f c h o l l d m I e sw a sl e s st h a nt h em a t r i c e s . D o n gL i n gw a st h ef a l l e nm e t e o n t e ,N ov i s i b l eo x i d a t i o no fm e t a lo rs u l f i d ei n m ep o l i s h e dm i ns e c t i o n ,al i m o I l i t i cs t a i n i n ga l r e a d yb en o tn o t i c e a b l ei nt r a n s m i t t e d l i g h t ,d e g r e eo fw e a t h e r i n gc a nb ed i V i d e di n t oW O . T h eo d 西no ft h eD o n gL i l l gw a sa s t e r o i dz o n ef o rm es o l a rn e b u l ad i s k ,i nw h i c h t l l ec h o n d r u l e sw e r et h en e b u l ac o n d e n s a t e sf .o m e db ym e l t i n g ,m e t a l 觚ds u l f i d e c h o n d m l e sw e r ef o m e di nt h ep o s t .h e a t i n gp r o c e s sa R e rt h e n e b u l ag a s s o l i d c o n d e n s a t i o n . K e yw o r d s D o n gL i n gm e t e o r i t e ;c h e m i c a lg r o u p s ;p e 昀黟印h i ct y p e s ;o n 孕n l I 1 .4 .3 球粒研究存在的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..1 2 1 .5 论文T 作情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。1 2 1 .5 .1 工作概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一l2 1 .5 .2 主要工作量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 3 第2 章样品制备及工作方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 4 2 .1 样品来源及其特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 .2 研究内容与分析方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 5 第3 章东陵陨石的岩石学特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.1 6 3 .1 东陵陨石总体结构⋯⋯上⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.1 6 3 .2 尔陵陨石球粒的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 0 3 .2 .1 斑状球粒⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。2 0 3 .2 .2 非斑状球粒⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..2 2 3 .2 .3 炉条状球粒⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..2 4 3 .2 .4 其它类型球粒和角砾⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。2 5 3 .3 尔陵陨石基质分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..2 6 3 .3 .1 球粒内基质⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.2 7 3 .3 .2 球粒间基质⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。2 7 3 .4 东陵陨石不透明矿物特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..2 7 3 .5 尔陵陨石的风化及冲击变质程度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..2 9 第4 章东陵陨石的矿物学特征⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..3 3 4 .1 硅酸盐矿物研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 4 .1 .1 橄榄石⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 4 .1 .2 辉石⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 4 .1 .3 长石⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 .2 不透明矿物研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯~⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..4 5 4 .2 .1 铁镍金属⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯...⋯...⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 I I I 4 .2 .2 硫化物⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯~⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 第5 章 东陵陨石类型划分及其成因探讨⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 5 .1 东陵陨石类型划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯....⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..4 8 5 .1 .1 化学群划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯........⋯⋯....⋯⋯⋯....⋯⋯⋯4 8 5 .1 .2 岩石类型划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.. ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..4 9 5 .1 .3 球粒和角砾⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..4 9 5 .2 成冈探讨⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..5 0 5 .2 .1 经典球粒成因⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯....⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..5 0 5 .2 .2 东陵陨石成因探讨⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2 第6 章主要结论及下一步工作重点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.5 4 6 .1 主要结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。5 4 6 .2 下一步1 作的重点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。5 5 弱【谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。5 6 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.5 7 个人简历⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。6 2 I V 柞林理T 大学硕十学位论文 第1 章绪论 1 .1 陨石的研究意义 陨石是来自地球之外的小行星和行星样品,它们是穿透地球大气层后经烧蚀 残留下来的,其表面都有黑色熔壳,是天体化学研究的重要对象Ⅲ。陨石携带了 大量太阳系起源、形成和演化的信息,因此陨石也被称为太阳系的考古标本。通 过陨石中不同组分的分析和研究,我们可以推测太阳系的演化历史。虽然人类目 前已有能力进行深空探测及回收太空物质 月壤、月岩等 ,但相比之下,陨石 是“廉价”的人类空间探测器,它们记录了许多太阳系的原始信息,如记录了从 太阳星云的起源与凝聚到小行星和行星的形成与演化的整个历史,甚至保存了太 阳系形成之前的各种恒星物质,是人类认识宇宙的极其珍贵的样品,极具科学研 究价值。 尽管每天都有陨石坠落到地球上,但每年被发现的陨石只有几块而已 南极 陨石和沙漠陨石收集除外 ,被人们目睹降落且回收到的陨石更是非常罕见。因 此,陨石样品非常珍贵,尤其是降落陨石。自2 0 0 5 年以来,我国共发生了三次 目击陨石降落事件。东陵陨石是2 0 0 8 年在我国河北遵化东陵乡兴隆泉村回收到 的一块降落陨石,经历了一定的周折,才获得了少量的样品,其中北京天文馆共 收集到该陨石近5 0 9 ,桂林理工大学收集约6 9 用于研究。东陵陨石主体最终以 四十多万元的价格被国外陨石收藏家收购。由于该样品为私人拥有,至今尚未开 展任何工作。因此,获得该陨石类型信息对我国天体化学研究是非常有意义的。 1 .1 .1 球粒陨石的研究意义 球粒陨石属于未分异陨石见图1 .1 ,它们的宇宙放射年龄集中接近在 4 .5 5 G 一舶,被认为是太阳系的形成时间,所以球粒陨石也被认为是太阳星云早 期凝聚的产物。球粒陨石中的非挥发性元素的模式丰度非常接近银河系太阳星云 和许多恒星的模式丰度【3 】,暗示着球粒陨石是未分化的宇宙物质的凝聚样品,假 设行星是最先形成的,则球粒陨石是在非常接近的相同时期形成的。并且球粒陨 石未经历过行星的熔融和化学分馏这些火成过程【4 】,因此,球粒陨石可用来研究 太阳系的起源与星云形成的条件。 目前对球粒陨石的分类,确定化学群已经有了比较完善的标准,根据矿物化 学特征、氧同位素组成、2 6 A 1 .2 6 M g 体系、冲击变质年龄等对球粒陨石进行分类 和探讨其成因。通过划分球粒陨石化学群和岩石类型,可以基本判断出球粒陨石 柞林理1 火学硕十’} 乏位论文 形成的环境,从E _ H _ L _ L L _ C 群为氧化.还原环境 形成环境由低氧逸度到 高氧逸度 ,还可以确定其在陨石母体中的位置及其热历史,陨石岩石类型由1 型至6 型在母体中深度加大,热变质程度加深。 图1 .1陨石的化学群分类图【1 5 1 图中类型说明如下R R l l I l l u n l t “k e R 群 球粒陨石;H 、L ,L L 分别为普通球粒陨石 的高铁群、低铁群、低铁低金属群;C I 、C M 、C O 、C V 、C K 、C R 、C H 、C B 均为以陨落的 典型陨石命名的碳质球粒陨石化学群,如c I 是以I Ⅶn a 陨石命名、C M 以M i g l l c i 陨石命名、 c O 以O m a n s 陨石命名、c v 以Ⅵg a r a l l o 陨石命名、c K 以K a r o o n d a 陨石命名、c R 以R e n a z z o 陨石命名等;E H 、E H 分别为顽辉石球粒陨石的低铁群和高铁群;K ‰k a n g 撕一l i k e K 群 球粒陨石;H E D 族也称为灶神星陨石族,包括古铜钙长无球粒陨石【H o w 锄i i t e s 、钙长辉 长无球粒陨石 E u c r i t e s ,奥长古铜无球粒陨石 D i o g e n i t e s 。 1 .1 .2 普通球粒陨石的研究意义 由图1 .1 可知普通球粒陨石属于球粒陨石中的一种,地球上回收到的大部分 陨石为发现陨石 F i n d ,而在发现陨石中已经被分类命名的陨石有很大一部分 是普通球粒陨石,可以说普通球粒陨石是数量最多、最常见的一种陨石【6 1 。所以 我们大多数对早期太阳系统的了解是基于普通球粒陨石的研究。目前国际上数目 2 梓林理一1 大学硕十学何论文 占大部分以上的陨石为普通球粒陨石,由于普通球粒陨石样品丰富,便于开展科 学研究,所以国际上对普通球粒陨石的研究方法众多,且手段成熟。同时普通球 粒陨石的分类【7 ,8 1 、同位素测年【9 1 、微量元素在陨石中的分布【1 0 ,】、探讨普通球 粒陨石源斟1 2 ,1 3 】等文献相继发表,也为后面的后续工作奠定了曝实的基础和提供 了新的思路。普通球粒陨石可以提供有关导致形成星子及小行星大小的星云过程 的重要信息来源【l ,1 4 ,1 5 】。普通球粒陨石中非平衡型3 型的数量非常少,样品非常 珍贵,一般均进行原位分析,只有少量的3 型普通球粒陨石进行全岩分析。 人们将普通球粒陨石中岩石类型为3 型的球粒陨石命名为原始普通球粒陨 石,它们的主要成分是高温条件下形成的球粒,难熔包裹体和低温环境下形成的 细粒基质。原始普通球粒陨石形成后未经历过任何显著的高温事件,所以它们既 可以反映原始太阳星云的元素和同位素组成、星云的高温凝聚和化学分馏过程, 又可以提供原始太阳吸积盘的形成、物质分布规律等重要信息,还可以反演太阳 系早期发生的重大天文事件,因此,对于研究太阳系的形成和演化历史具有十分 重要的意义。引。 1 .2 陨石的发现和降落 发现陨石与降落陨石的区别在于陨石发现过程的不同,前者是不知道其降落 时间,偶然收集到的陨石,而后者是有人目击其降落过程 声音、光等 并且直 接收集到的陨石⋯。这两类陨石存在价值差异,这是因为降落陨石往往很快就会 被发现并回收,样品新鲜,保存了其形成、演化、空间运行并受宇宙线辐射、以 及陨落过程等最大限度的重要信息。相反,发现陨石一般不知道其降落时间,有 些甚至降落地表很长时间以后才被发现 如沙漠陨石可以长达几万年 ,所以会 不同程度地受到风化和地球物质的污染。此外,一些陨石因在空中碎裂成数块甚 至更多 如陨石雨 ,在目击其陨落的情况下,不难确认它们属于同一次陨石降 落,但是,对于降落以后很久才被发现的陨石,有时判别比较困难。因此,降落 陨石的研究价值更高一些。 我国自1 9 1 6 年起,部分降落陨石的名称、地理坐标、降落时间、质量及类 型列于表1 .1 。由表1 .1 可知大多数的降落陨石岩石类型集中在5 型和6 型,而 3 型和4 型陨石比较少见,因此,降落的3 型和4 型陨石的研究价值相对于5 型 和6 型陨石更高一些。 寸 剥 I n 3n 心V 1 n 口晕 粼 王Z Z ZZ ∞ Z v 、n n.nI n 暑 I n ∞ 3 Z 衄 J ● J 王王 Z王王王 一 宝 口 一 J ∞ l 口 l n ∞ 喾 b 0 状 _ 辎 ∞ ∞∞ _ 曲 ∞ v 、 ∞ e u D UZ 一一 J H J u 餐 龇 _ o 卜 卜 e u D 二 堂薹 b D 一 ∞ ∞∞ e u 0 b D∞锄∞ 登∞嚼 ∞ ∞o 。n∞ 鳖 ∞ _ ∞ ⋯_ool0 0岔呐_ n 譬 _哥l卫 、 _n_N _ n岔 n ● N q岔 ∞ - _ _ o 。 - ∞ ‘n ●一N I n 林 f _ 、 ∞lN寸 ● - 。_ n_ 。o - _ 掣 岔 o 。Ⅵ n QN卜o - ._ 考0 ”卜 ● 一口l n寸 nno ●一 16 o o o 寸 2 N N ●● 垦 l ,、ooo£oI noo- noNoo oool n o o - _o o o各onV 、n寸oooo ooNoo n 口 ●●●● - 一on卜ot nnn△卜Nl noo o - __N●一dN- 一- _- 。_ - _- - _●_ 一H●。_- - _ 々 啦寸 ●● 竺● ∞ - _ _ ●_ ●_o ●一N r 一 皿口匝匝皿 皿 Ⅲ 皿 皿 血皿 皿血皿 皿 皿 缸 叮匠 - ’一 ‘。- ● - 一 ●一 .no o I n 寸 寸 t n o 卜 鲁 ●一 ∞呐ot nonn - 一 N∞ NN N N- 一 N 皿 NN一NZ,_ 一 ●_ 正 暖 职 霹畎 卫 正 卫 正卫正卫正 皿 正职 正皿双 ∞∞I n - _ o 卜寸 nI n N∞ 寸 oo∞ - ,、 Ha口o o卜- 一 d 垒 ∞∞∞o寸o 。寸a∞ NN∞ - 一 I nnon寸∞ 卜 。。n卜卜N卜 o oo 。 卜 ∞n卜卜口∞∞卜 o o。o o 廿 ⑦凸a口岔口岔a西 a岔岔a岔a△a岔ao - _ _ ●一 ●_ 一 ●_●_ _ 一 ●_H ●一 _ - 一- 一 - 一 ●_ 一●_ _- _ _ ●一N 兰N ∞山∞幽∞∞ 【工】 ∞ 山∞【工] 幽 【工】∞【I 】∞【工】【工】 o ;中b函 卜h邑h bN bb2b寻 b若。 鲫 h N o ,“、≯护芦≯≯护P9f≯≯ 岛 芦护护fapr 卜 N 呐N呐npl n口 ≤ ∞I no 。o婚o o 一oo _o 竺 一 222 ●_ 竺2Z 掣 毒 型竺2竺竺 型 In q n- ● 苔茎蕃苔 苔 Z Z罱N 等 ZZZZZ;;苔; ZZZ。 寸 ∞o o一oI n 卜_口 oN n∞ 。。o oNo 。o8 矿铲p≯ 护 Pr寸矗 P寸 r护≯争P≯≯≯铲 o nI nN寸 a口 ∞ o O n N寸 - 一N Nn一 N 荨寸寸 nN一 寸寸 ∞ 舞 卜 n n n nnnn nnn 寸 nn ●一●一 忙≮乓 忙 忙忙≮忙博悼博k 烬k ● ●, k r●’ 蔓_ 卜, 隧 澄 竖 璺 送 釜垃瞪 隧隧 瞪 博 隧 竖 忙碡 泣 垃 娶匠垃 j j {j 爿黧 爿 裂 j ■ 鎏 梨 辽梨黧 隧 梨 橥 隧* 奄 ** 蝼 兹 慝 兹 篑 蕾 簧兹箫兹兹 ≮ j ,j ; 霎 萎翌 奄 兹 口 ;帮礴嚣 匠 妊 霞证 鲻 臂 甚 磔 ** 忙 兹 兹 簧 兹 羞 瞪 螯 赴连 姬 岛 芒冒 鞠j 口 仆酱 n { .1 提 迸≤ 。,● 鏊证 妥 但 器 j Ⅱ荟 露 褂带 帕 鑫 缸 船缸稼靶船 目 ., 橡羹窿证嚣议婶 ≈ ’农 弓好 书Ⅱ 毯 1 Ⅵ嶷雕 啭缸K噔敞世冬帚回争 1 .1 餐 权嵇g尊巨扑孓.』甍嚣 至~嚼长安杈 。憩纂球奄副球K酞心毯巢 酱譬硬女套她求一心ooN一_曼朵分呵窆,∞矗口∞一若.一∞西.【一∞auo一谣分一h8崮‘∞∞岔.【一ppoQ亲鏊拐崾Ⅳ一SQIpo晕,巢∞Tl暑号∞口霉繁穴翟 卜 巍 g ● * ‘ i -o 鬣岳 .羹 I ,、 奇 八 ≮ 电.‘g 求 峰 鎏 ●-● 辎 董熬 ∞ 楚 唱 霉 佟 蝶 酶 嚣 水 矧 酱 蓬 q” 翟 米 oo 昌过 蜊 B 鲁 V V 忙 i 烛列o I ,’誉肇 N 忙 q梨 粲 铋套 ≮ o 冀 怠 迎 器 V 杯 鎏 怖 忙 菱蔷 誊契 g 榭 i o 墨 副 誉篷 N S N 甘 粼寸 摹 V 甏 八 袋 忙 扬 爻碡 ≮ 婆 酱 昶 n 瓣盥 竣 訇1 螺 蝴 霹 Hn - n 美蛋誊 Nn 鞭 州粱 雷 蜊 二硝正 oo 遥 采娶 捌正 粒 露 k彀 R L 1 斗 齄隧 日鲁 装 q 埒星 型 列 n 粤● 制船芝迫 阿 八 擎 龟荽 纛萼 n 翼 梨 ∞ N帮葑 6恩蜜酱 N ∞ ●_ ,‘、{ 肇墨八求蝴 o o ● N 小l 呙艺 箍 o 焉缸 V 。 二 ≈ 烛蜜 lII 乓 I 蛔 ,冒 * N 警 佟奄 - nN m0 0 制黧限 ●- _ 器 鲻 烁 趔剖零摹 垃 ,、 摹 ≥ 、- , 1粼 刨 米 剥 蚓 删 * ≥≥ 蜜饕 _ 七- 噗理 董梨 逢 寝 权 峰霖 姑 求惩 妞 罄 删≥厶梧艺V醐 把 然 撂镁 卜r 星 锱 忙鞑 口 缸 耱躲 k 姬 霸 峰 黧Uo 颦 啦 逝 嚼1 } 捌{ 1 ~ 莆 王 共冀冬鬲副球K嗽心噬巢簧q一 权辖≤辨,匿祭.Y一髻嚣蜒 梓林理‘f i 大学硕十学位论文 l 1 .3 陨石类型划分的基本特征及标准. 根据矿物化学和岩相学特征对陨石进行分类,可以有助于区分不同的陨石母 体,还可以间接地了解星云和陨石母体上发生的各种高压冲击事件和热事件。根 据陨石矿物结构的不同,国际上早期 6 0 年代之前 将陨石划分为3 大类石 陨石 金属F e .N i 含量≤3 0 %,其余的主要为硅酸盐 、铁陨石 金属F e .N i 含量 ≥9 5 % 和石铁陨石 金属F e .N i 含量3 0 %~6 5 %,其余的主要为硅酸盐 【噶‘2 。 石陨石主要由硅酸盐组成,含有少量的铁镍金属和陨硫铁;铁陨石主要由铁镍金 属组成,含少量陨硫铁、磷化物和碳化物;石铁陨石由大致相等的硅酸盐和铁镍 金属组成。石陨石最普遍,铁陨石及石铁陨石相对较少。由于石陨石的数量相对 较多,人们又根据结构构造特征将石陨石细分为球粒陨石和无球粒陨石p J 。 1 .3 .1 岩石类型的划分 随着收集到的陨石数量日益逐渐增多,人们对陨石的类型划分更加详细,陨 石类型的划分标准也逐步形成见表1 .2 【1 7 】,其中较详细的类型划分标准并且目前 还一直被人们引用的分类方法是以1 9 6 7 年V | 锄S c h m u s 和W 6 0 d 提出的球粒陨石 岩石学类型划分标准为基础的分类方法瞄】。此标准以岩相学特征为基础,从1 0 个方面提出了划分球粒陨石岩石学类型的标准,将球粒陨石划分为1 .6 型,其中 3 型为原始非平衡型球粒陨石,水蚀变程度由2 型至1 型递增,热变质程度由4 型至6 型递增。 这1 0 个方面分别是①橄榄石和辉石成分的均一性,②低钙辉石的结构类 型,③次生长石的发育程度,④球粒中火成玻璃的存在与否,⑤金属矿物中的 N i 含量,⑥硫化物中的N i 含量,⑦球粒结构特征,⑧基质结构特征,⑨全岩碳 含量,⑩全岩水含型2 2 1 。这1 0 个标准中涉及到许多精确的全岩和矿物化学成分 的测定,但③⑦⑧都有在显微镜下非常易于观察和鉴别的特征。所以本文以东陵 陨石的岩相学特征为主要依据,结合电子探针和能谱对橄榄石和辉石矿物成分进 行测定分析,对东陵陨石型进行化学群岩石学类型的详细划分。 1 .3 .2 陨石的化学群划分 根据化学成分对陨石的化学群进行分类,早期V 抓S c h r 】眦s 和W 6 0 d 1 9 6 7 将球粒陨石的化学群划分为顽辉石球粒陨石群 E 、高铁群 H 、低铁群 L 、 低铁低金属群 L L 和碳质球粒陨石群 C 五大类【2 2 】见表1 .3 。 7 梓林理1 人学硕 学何论文 表1 .3 球粒陨石各化学群的划分参数【2 2 1 V a ns c h m u sa n dW o o d ,1 9 6 7 化学群F e t /S i 0 20 疆e F a m o l % ”S i 0 2 /M g O E0 .7 7 士O .3 0 “’0 .8 0 士O .1 001 .9 0 士O .1 5 HO .7 7 土O .0 70 .6 3 士0 .0 71 8 士21 .5 5 士O .0 5 LO .5 5 士0 .0 50 .3 3 土0 .0 72 4 士21 .5 9 士0 .0 5 L LO .4 0 士0 .0 30 .0 8 士O .0 72 9 士21 .5 8 士O .0 5 CO .7 7 士0 .0 71 .4 2 士O .0 5 搴F e o /F e t 为金属F e 与全铁之比,由E C 数值减小,氧化程度增高; 书幸F a 为橄榄石中F e O / F e o M g o m 0 1 % ,即铁橄榄石分子%; 士为仪表示大概的误差。 化学群划分主要是根据陨石的橄榄石和辉石的电子探针数据或能谱数据进 行分类。平衡型普通球粒陨石随着母体的变质程度的增加,矿物的化学成分也发 生均一化,铁镁质硅酸盐矿物中的F e 含量和铁纹石中的C o 含量最终均取决于 母体的氧化.还原程度 即化学群 。因此,R u b i n 1 9 8 8 ;1 9 9 0 【2 3 ,2 4 1 提出了对 平衡型普通球粒陨石的橄榄石F a .低钙辉石F s 二维划分标准和铁纹石C o 含量的 划分范围见表1 .4 。 表1 .4 平衡型普通球粒陨石化学群的划分标准 HLL L 参考文献 l7 .3 .2 0 .22 3 .O .2 5 .82 6 .6 .3 2 .4 R - u b i I l ,1 9 9 0 橄榄石F a m 0 1 %16 .9 2 0 .42 2 .7 .2 5 .62 7 .5 .3 0 .2 G o m e sa n dK e i l ,1 9 8 0 1 5 .7 .1 8 .118 .7 .2 2 .62 3 .2 .2 5 .7 G o m e sa n dK e i l ,1 9 8 0 低钙辉石F s m 0 1 % 1 7 .22 1 .32 4 .1 R u b i n ,1 9 8 8 F e N i 金属 m g 儋 1 6 87 74 0 R u b i n ,1 9