火星陨石是人类目前唯一能获得的来自火星的岩石标本。我国在南极格罗夫山发现了2块火星陨石，编号分别为GRV99027和GRV020090，均属二辉橄榄岩质类型。包括GRV99027在内的绝大多数二辉橄榄岩质火星陨石具有完全相似的岩石矿物学和地球化学特征，可能来自火星中等亏损的相同岩浆源。GRV 020090（图1）是第一块富集型二辉橄榄岩质火星陨石，随后发现RBT 04262也具有相似的轻稀土富集特征，它们代表了火星表面新的火成岩体。富集型二辉橄岩质火星陨石可能代表了强烈分异的残余岩浆，或由于受到火星壳物质的混染，或是火星富集幔的部分熔融产物。
中科院地质与地球物理研究所比较行星学学科组林杨挺研究员等人对GRV 020090火星陨石开展了系统的岩矿分析，在此基础上利用Cameca 1280离子探针分析了不同产状矿物的稀土等微量元素组成，从而对GRV 020090火星陨石的母岩提出两阶段形成模型。他们的研究工作发现，GRV 020090中易变辉石的Al/Ti比值在嵌晶区域较高且均匀，而在粒间区域较低且变化范围大，指示了前者形成于较深的岩浆房，而后者在岩浆上升过程结晶形成。铬铁矿的化学成分与产状有很好的相关性，反映了岩浆中Al2O3和TiO2含量随造岩矿物结晶的变化。应用橄榄石-辉石-铬铁矿，铬铁矿-钛铁矿等温度-氧逸度计，计算了不同结晶阶段的氧逸度变化，结果表明，GRV 020090母岩浆初始结晶的氧逸度与中等亏损型二辉橄榄岩相似，但后期氧逸度有显著的升高。基于最早结晶的橄榄石客晶和易变辉石主晶核部的稀土配分，计算出平衡岩浆具有轻稀土亏损的特征，明显不同于轻稀土富集的全岩和平衡残余岩浆（图2）。据此，他们认为GRV 020090的母岩浆源自火星亏损幔的部分熔融，并在早期结晶堆积形成嵌晶结构部分。随后，该岩浆在上升过程中受到火星壳物质的混染，从而具有富LREE等特征，并结晶形成粒间结构部分。此外，根据辉石的REE原位分析结果可计算出与之平衡的岩浆REE配分。计算表明，初始岩浆（与Opx平衡）具有与中等亏损型二辉橄榄岩质火星陨石（如GRV 99027）母岩浆相似的REE配分模式（图2），但残余岩浆出现LREE富集特征。
该研究成果近期发表在国际天体与陨石研究期刊Meteoritics Planetary Science（Lin et al. Grove Mountains 020090 enriched lherzolitic shergottites: A two-stage formation model. Meteoritics Planetary Science, 2013, 48: 1572-1589）。
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图1 GRV 020090火星陨石，表面基本为黑色熔壳所覆盖，可见到从图下方顶部向四周的流纹。粗网格1cm，样品重7.5克。
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