南极GRV024237橄辉无球粒陨石的岩石矿物学特征

第 2 2 卷第 4期 2 0 1 0年 1 2月 极地研究 CHI NE S E J 0URNAL 0F P0LAR RES E ARCH Vo 1 ． 2 2 ，No ． 4 De c e m b e r 201 0 南极 GR V 0 2 4 2 3 7橄辉无球粒陨石 的岩石矿物学特征 江小英 。 王桂琴 缪秉魁。 中国科学院广州地球化学研究所 ， 同位素 年代学和地球化学重点 实验室 ， 广州 5 1 0 6 4 0 中国科学院研究生院， 北京 1 0 0 0 4 9 ； 。 桂林理工大学 ， 广西地质工程 中心重点实验室， 桂林 5 4 1 0 0 4 提要G R V 0 2 4 2 3 7是第 1 9次 中国南极科学 考察 队在南极 格罗夫 山地 区一号 冰碛上发 现 的。 主要 由粗粒状橄榄石 6 0 v o l ％ 、 易变 辉石 3 0 v o l 和 不透 明矿物 1 0 v o l 组成 ， 粗粒 橄榄 石 辉石 、 颗粒边界呈 1 2 0 。 接触角 ， 无球粒 ， 粗粒橄榄石具有 明显的反环 带结构 ， 这些特 征符合典 型 的橄 辉无球粒 陨石 结构 。薄 片 中橄 榄 石 颗 粒 的边 部 到 核 部化 学 组 成 变 化显 著 ， 边 部 富 镁 ， F a 。 一F a ； 易变辉石组成 比较均一 ， F s 。 一F s ； 基质不 透 明矿 物富含碳 质， 充填 于大颗粒 的间隙及裂隙 。岩石学和矿物化学组 成两 方面都表 明 GR V 0 2 4 2 3 7是一块橄辉无球粒 陨石 ， 且 属 于 1 型单矿角砾岩， 中等 F e O／ Mg O 比值 ， 冲击 程度 较弱 ， 经历了部分熔融。 关键词 南极陨石橄辉无 球粒 陨石分类成 因 d o i 1 0 ． 3 7 2 4 ／ S P． J ． 1 0 8 4 ． 2 0 1 0 ． 0 0 3 7 5 0 引言 橄辉 无球粒 陨石 是重要 的无球 粒 陨石 ， 之 所 以成为研 究焦 点 ， 是 与其 复杂 的成 因分 不 开 的 。一 方面 ， 它粗粒 状 的超铁镁 质硅 酸盐矿 物 结 构 ， 全岩 的亲石 元 素 化学 组 成特 征 ， 高 C a ／ A1 比值及 S m Nd同位素体系出现 的不均一， 说明这种 陨石经历了高度 的岩浆分异 ， 因此 不少学 者认 为它是 原始 球粒 陨石 的分异 产 物 ； 而另 一 方 面 ， 它 基 质 中含 大量 的碳质 ， 碳质物中携带有行星型稀有气体、 亲铁元素富集等特点又证 明了它 的原始性_ 1 ] 。鉴于这 些相互 矛盾 的矿物 元素特 征 ， 目前就 橄辉无 球 粒 陨石 的 形成 过 程 已经 提 出 了不少 成 因模 式， 总体说来 ， 这些模型可分为两大类 ] 第一类为火成模型， 其代表模式有多阶段火成堆 积模式[ 3 ] ， 部分破裂碰撞模式H 及火山爆发成 因模式 ； 第二类为原始模型， 主要有星子 [ 收稿日期] [ 基金项目] [ 作者简介] [ 联系作者] 2 0 1 0年 8月收到来稿 ， 2 0 1 0年 9月收到修改稿 。 中科院知识创新 工程重要方 向项 目 KZ C X2 一 YW- Q0 8 、 国家 自然科学 基金项 目 4 0 8 7 3 0 5 4 、 科技 部 国家科技基础条件平 台建设项 目 2 0 0 5 DKA2 1 4 0 6 6 和 国际极地年中国行动计划项 目资助 。 江小英 ， 女 ， 1 9 8 4年生 。硕士研究生 ， 从事陨石学与天体化学研究。 王桂琴 ， E ma il g u i q i n wa n g g i g ． a c ． c n 。 极地研究 第 2 2 卷 碰撞成因模式¨ 6 ] ， 星云沉积模式 ] ， 冲击熔融模式 以及原始陨石的统一成因模式 Th e Un i f i e d P r i mi t i v e Me t e o r i t e Mo d e 1 l 9 等 。各种 成 因模 式都 可合理 地解 释部分 特 征 ， 但 均 存在 缺陷 。橄辉无 球粒 陨石 的成 因仍 是一个 目前 争议很 大 的问题 。 从 矿物 成分上 看 ， 橄辉 无球 粒 陨石 属于 粗 粒 的超基 性 岩 。所 含矿 物 一般 以粗粒 橄 榄 石为 主 ， 其次 为易变 辉石 。这些粗 粒 的矿物往往 呈三 线共点 的接 触 1 2 0 。 接触 角 ， 且 橄榄 石或易变辉石常出现反环带结 构， 粒问填充 物富含碳质物 和金属等不透 明矿物l 】 ] 。 按碎屑来源分为两类 单矿碎屑岩和复矿碎屑岩。单矿碎屑岩较为常见， 已发现的橄辉无 球粒陨石 中约有 9 O 属于这种类型_ 1 。复矿碎屑岩数量虽少 ， 但其所含角砾的成分和结 构非常复杂 ， 能够提供更多形成环境方面的信息。 目前已经发现 的复矿碎屑岩橄辉无球 粒陨石有 E E T 8 3 3 0 9 、 E E T 8 7 7 2 0 、 D AG 3 1 9 、 Ni l p e n a 、 NWA 1 9 2 6和 R e i d 0 1 6 ¨ j ” 等。 总之 ， 在橄辉无球粒陨石的组成和成因方面仍有很多疑惑， 要解决这些 问题， 需要对 更多的这类陨石进行详细的研究 。近几年 ， 大量沙漠及南极的陨石搜寻 ， 使陨石的收集数 量和类型也随之增加， 为橄辉无球粒陨石的研究提供更多的样品， 也为我们研究太阳系早 期形成 及演 化过程 提供更 为丰 富的信 息 。 目前 ， 中国南 极科 学 考 察 队在 南极 格 罗夫 山地 区已经发现 了近万 块 陨石 ， 在 已经分类 的 2 4 3 3块 陨石 中被确定 为橄 辉无球 粒 陨石 的共 有 9 块 。这 9块 陨 石 均 系 单 矿 碎 屑 岩 ， 王 道 德 [ 1 、 梁 英 口 和缪 秉 魁 ¨ 1 “ 等 对 其 中 GR V 0 2 4 5 1 6 、 GRV 0 2 1 7 8 8 、 GRV 0 2 1 5 1 2 、 GRV 0 2 2 9 3 1 、 GRV 0 2 1 7 2 9和 GRV 0 5 2 3 8 2这 6块 进行了详细研究和报道。 GR V 0 2 4 2 3 7是第 1 9次中国南极科学考察队在南极格罗夫山地 区一号冰碛上发现的。我们首次对这块陨石进行了详细的岩石学及矿物化学组成的观察 和测定 ， 对其进 行 了岩石学 和矿物 化学分 类及 成 因的初步探 讨 。 1 样 品与实验方法 样 品 由国家 海洋局 中 国极 地研究 中心 提 供 ， 与桂 林 理工 大 学合 作 完成 薄 片制 备 。薄 片制备要求在无水条件下进行 ， 将手标本用金刚石刀片切为 1 ． 5 mm 薄片， 经磨制 、 抛光 制成标准厚度的光薄片。薄片中样品大小为 5 mm7 mm。 矿物 的岩相学 使用 Ni k o n电子 显微镜 进 行反 透 光观 察 ， 利用 F E I 公 司 的 Q