关键词:
橄辉无球粒陨石
方石英
石墨
金刚石
拉曼光谱
摘要:
橄辉无球粒陨石(Ureilites)作为一种超镁铁质无球粒陨石,是除HED陨石外的第二大无球粒陨石群,主要由橄榄石和辉石构成,少量填隙物(如碳质、Fe-Ni金属和硫化物等)沿着硅酸盐晶体边界呈脉状或者块状分布。富碳质填隙物中存在类型多样的碳质相(如石墨、无序碳和微米级的金刚石等),其形成过程能帮助我们更深入地了解陨石的冲击历史和热历史。在少量橄辉无球粒陨石中发现了Si O2相,主要存在于橄榄石晶体之间的间隙内,Si O2相的存在可以指示橄辉无球粒陨石特殊的演化过程。本次研究选取橄辉无球粒陨石NWA 16071作为主要研究对象,开展了岩相学、矿物化学、拉曼谱学研究,得出以下结论:
*** 16071大部分区域为粗粒橄榄石和易变辉石形成的粒状结构(典型橄辉无球粒陨石结构),其他区域为易变辉石包裹圆形橄榄石的嵌晶结构。NWA16071中所有橄榄石都具有还原边(20-50μm),核部Fo为90.2,边部Fo为94.2-98.5,Ca O(0.31 wt.%)、Cr2O3(0.68 wt.%)含量相对较高;辉石主要为易变辉石(En83.7Fs8.6Wo7.4),少量普通辉石和顽火辉石为间隙硅酸盐。综合硅酸盐平衡温度和矿物组合特征,判定NWA 16071是一块具有粒状结构和嵌晶结构的双结构橄榄石-易变辉石型橄辉无球粒陨石,化学成分在III型低Fe/Mg(高Fo)群。
*** 16071中的碳质在原始岩石形成之后就已经存在,石墨的低结晶程度和温度的不均一性受到后期的冲击(石墨向无序碳转化)和退火(金刚石向无序碳/石墨反向转化)等多种复杂过程影响。NWA 16071金刚石显示出冲击成因(峰位向低处偏移)的特征,其FWHM比地球静态高压成因的金刚石宽但比冲击形成的金刚石窄。NWA 16071中的金刚石是冲击成因的可能性较大,较低的FWHM可能是因为冲击持续时间较长。
3.矿物化学和拉曼光谱结果表明,NWA 16071原岩的橄榄石和辉石在冲击下发生还原反应,形成二氧化硅熔体、金属熔体和CO气体,少量二氧化硅在冷却过程中被保留在橄榄石间隙的金属脉中并结晶为方石英。
*** 16071硅酸盐普遍存在不规则冲击裂隙,无角砾化,冲击熔脉不发育,但橄榄石的面状变形特征和金刚石的存在表明它的冲击程度在S5以上。NWA16071在冲击事件之后经历了高温,嵌晶结构、陨硫铬铁矿出溶和方石英的存在证明冲击后的温度至少处于约1500-1700℃的范围内,后期高温和退火过程消除了部分冲击变质特征。