论文题目: 南极GRV 99027火星陨石的地球化学研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 地球化学
作者: 梁英
导师: 季峻峰,王鹤年
关键词: 南极,格罗夫山,火星陨石,二辉橄榄岩质火星陨石,火星幔储库,陨石形成
文献来源: 南京大学
发表年度: 2005
论文摘要: 迄今为止,人们已回收到40,000多个陨石,其中火星陨石仅有33个。GRV 99027是由中国南极科学考察队第16次队(1999/2000年)在东南极格罗夫山蓝冰地区回收到的,是我国在南极发现的第一颗火星陨石,属于稀少的二辉橄榄岩质火星陨石(L-S型,仅有7个)。GRV 99027具有嵌晶结构、非嵌晶结构和冲击熔融袋结构等岩相学特征。它经历了很高的冲击变质作用(S4,30～45 G Pa,冲击后温度可能< 600℃),表现在:橄榄石和辉石出现波状消光,橄榄石具有平行面状裂理,斜长石熔长石化以及局部的冲击熔融袋。其风化程度低(W1)。陨石的矿物模式组成为:橄榄石(55 vol%)、辉石(37.5 vol%)以及少量熔长石(6 vol%)、铬铁矿和钛铁矿(1.5 vol%)以及微量的白磷钙石、陨硫铁等。矿物的化学成分相当均一:橄榄石(Fo69.1-76.6Fa23.4-30.9,平均Fo72.4Fa27.6),低钙易变辉石( En59.3-75.1Fs20.5-26.9Wo3.1-14.9 ,平均En68.6Fs23.5Wo8.0 ) ,高钙普通辉石(En46.6-53Fs13.1-16.1Wo31.9-37.8,平均En50.7Fs14.5Wo34.8),熔长石(An43.6-59.3Ab40.2-54.6Or0.5-1.8,平均An52.4Ab46.7Or0.8),磷酸盐化学成分均一。铬铁矿富Al、Mg、Fe,冲击熔融袋中有富Ca、Fe、Mg、Al的玄武质玻璃和强烈分带的橄榄石雏晶。橄榄石、辉石、熔长石不显化学分带现象。三辉石温度计给出的GRV 99027结晶时的平衡温度,为1000～1190℃(～1146℃)。根据矿物模式组成计算得到的GRV 99027的全岩化学成分与火星的平均成分及其他L-S陨石较为一致。GRV 99027的分异指数Fe/(Fe+Mg)(0.27)也与火星(0.25)和L-S陨石的分异指数一致(0.29～0.30)。GRV 99027的矿物REE配分型式和LREE亏损的全岩REE配分型式与其他L-S陨石ALHA 77005、LEW 88516、Y 793605基本相同,但GRV 99027的橄榄石和辉石具有负Ce异常(δCe,0.32～0.71),显示在陨落南极后受到了一定的陆地风化作用。L-S型陨石相同的岩相学、矿物化学及REE地球化学特征符合单一岩浆储库的渐进分离结晶模式:即橄榄石和铬铁矿发生初始结晶后,低钙辉石形成并嵌晶包裹堆积相,持续的结晶包括普通辉石的形成和随后斜长石的结晶,最后是演化晚期的矿物如白磷钙石、钛铁晶石和钛铁矿的晶出。GRV 99027中磷酸盐矿物的H同位素为:δD +1300～+4700‰,水含量为0.04～0.43 wt%,δD与水含量之间仅有微弱的负相关性。高的δD与其他火星陨石和火星大气的高δD一致,是磷酸盐矿物和火星壳的可交换储库发生同位素交换的结果。强烈的冲击作用造成陨石的水含量显著减少。GRV 99027的全岩氧同位素为:δ18O 3.97‰±0.07‰,δ17O 2.34‰±0.07‰,△17O为0.28‰,与火星陨石特别是L-S陨石ALHA 77005、LEW 88516、Y 793605、YA 1075的全岩氧同位素一致。氧经历了同位素质量分馏,是星云冷凝和行星形成过程中太阳星云里的不完全混合的结果。GRV 99027的矿物组合、结构构造、化学成分、H、O同位素组成、矿物和全岩的REE元素丰度和配分型式均与其他L-S陨石ALHA 77005、LEW 88516、Y 793605(甚至GRV 020090、YA 1075、NWA 1950)一致。已有资料表明,L-S陨石还具有相同的结晶年龄、溅射年龄,推测L-S陨石极可能起源于火星上的同一个地质单元,并由同一次冲击事件自火星上溅射出来。火星陨石的Sr、Nd、Pb和Os同位素资料与REE配分型式指明了四个不同的火星储库:以Shergotty代表的火星壳储库,L-S为代表的火星幔储库(还包括EETA 79001),DaG 476代表的亏损火星幔储库,以及Nakhlite、Chassigny群为代表的火星幔储库。L-S陨石ALHA 77005、LEW 88516、Y 793605中Sr、Nd、Pb和Os同位素组成十分一致(ISr 0.71026～0.71052,(εNd(T)=+8.2～+14.9,μ<5～5,γOs(0)～+4),起源于同一个LREE亏损的火星幔储库,GRV 99027就起源于这一储库,与其他L-S陨石经历了相同的岩浆作用后形成。根据L-S陨石的主量、微量元素和放射性同位素体系特征,将GRV 99027的形成过程概括为:(1)初始太阳星云发生连续吸积而形成火星。～4.5 Ga前,火星发生初始全球分异,岩浆洋发生快速结晶并分异形成不同的源区。(2)L-S陨石的火星幔源区(也是EETA 79001的源区)发生部分熔融作用形成岩浆,～180 Ma时结晶形成陨石。(3)小行星体与火星发生了强烈的碰撞,使L-S陨石被挖掘溅射出来(～4 Ma),并经受了较长的宇宙线照射,最后被地球轨道捕获而落入南极的不同冰盖上。(4)GRV 99027陨落在南极的格罗夫山地区,经历了风化蚀变作用。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
绪论
第一节 火星陨石的研究现状
1. 陨石的研究现状
2. 火星陨石的研究现状
第二节 论文的选题依据、研究目的和意义
第三节 研究内容、研究方法和工作量
小结
第一章 南极GRV 99027 火星陨石的收集和岩相学特征
第一节 南极陨石富集区－格罗夫山的地理概况
第二节 GRV 99027 的岩相学特征
小结
第二章 GRV 99027 的矿物化学成分特征
第一节 GRV 99027 陨石的矿物化学
第二节 同其他火星陨石的矿物化学成分对比
第三节 全岩化学成分
小结
第三章 GRV 99027 的REE 地球化学特征
第一节 GRV 99027 矿物的REE 丰度和配分型式
第二节 GRV 99027 的全岩REE 配分型式
第三节 GRV 99027 的平衡熔体的REE 配分型式
小结
第四章 GRV 99027 的H、O 稳定同位素特征
第一节 GRV 99027 的H 同位素特征
1. GRV 99027 的H 同位素
2. 与火星陨石的H 同位素的对比
第二节 GRV 99027 的O 同位素特征
小结
第五章 GRV 99027 的形成及演化
第一节 GRV 99027 的物质源区
第二节 GRV 99027 的形成与演化
小结
结论
致谢
全文图表索引
参考文献
硕士期间发表文章
发布时间: 2007-10-25
参考文献
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