賴(lài)永旺, 王桂琴

(1. 中國(guó)科學(xué)院 廣州地球化學(xué)研究所 同位素地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣東 廣州 510640; 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049)

0 引 言

隕石是從行星際空間穿越大氣層經(jīng)過(guò)燒蝕后到達(dá)地表的流星殘留體, 保留了太陽(yáng)系形成前后的物質(zhì)組分, 是人類(lèi)認(rèn)知太陽(yáng)系形成和演化的重要窗口[1]。南極和沙漠具有單一的顏色背景、較好的通視條件、干燥的氣候條件和更少的人為破壞和覆蓋, 是保存和富集發(fā)現(xiàn)隕石的最佳地點(diǎn)。迄今為止, 南極收集到的隕石樣品總數(shù)達(dá) 4萬(wàn)余塊[2], 沙漠隕石的發(fā)現(xiàn)數(shù)量也在不斷增加, 世界上已知的隕石約 25%發(fā)現(xiàn)于沙漠地區(qū), 近 70%發(fā)現(xiàn)于南極冰原[3]。1989年人類(lèi)首次在非洲撒哈拉沙漠發(fā)現(xiàn)了許多集中分布的隕石樣品, 為此民間的隕獵者于1990、1991年分別組織了兩次撒哈拉沙漠隕石尋找和回收的野外考察,收獲頗豐[4]。國(guó)際上對(duì)非洲撒哈拉地區(qū)[5–6]、阿拉伯半島[7]、澳大利亞西南荒漠地區(qū)[8]和美國(guó)的新墨西哥州[9]等地區(qū)數(shù)次成功的隕石搜尋和回收的野外考察獲得了大量隕石樣品, 表明了沙漠是僅次于南極的另一隕石富集區(qū)。

雖然我國(guó)具有廣闊的沙漠面積, 包括塔克拉瑪干沙漠、庫(kù)姆塔格沙漠、古爾班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠和騰格里沙漠等, 但有組織的沙漠隕石搜集工作一直沒(méi)有展開(kāi)。2008年, 新疆隕石愛(ài)好者首先在新疆哈密庫(kù)姆塔格沙漠發(fā)現(xiàn)隕石, 并于2009年獲國(guó)際命名為庫(kù)姆塔格隕石(Kumtag), 定為 H5型[10]。2013年5月, 由中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所、中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所和桂林理工大學(xué)等國(guó)內(nèi)開(kāi)展隕石研究的單位組成了我國(guó)第一個(gè)專(zhuān)業(yè)沙漠隕石考察隊(duì), 對(duì)該地區(qū)進(jìn)行了首次專(zhuān)業(yè)的沙漠隕石搜尋。此次共回收到46塊隕石樣品, 劃分出3種化學(xué)-巖石類(lèi)型: L3.4、L5和H5, 已申請(qǐng)國(guó)際隕石協(xié)會(huì)命名為: Kumtag014、AM001―AM042和 Hami003―Hami005。此次考察在4個(gè)區(qū)域內(nèi)(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ)搜集到隕石, 并以此確定了 3個(gè)隕石富集區(qū): Alatage Mountain(Ⅰ)、Hami(Ⅱ、Ⅳ)和 Kumtag(Ⅲ)。這是我國(guó)沙漠隕石搜集工作的一個(gè)良好開(kāi)端, 沙漠隕石考察計(jì)劃的持續(xù)開(kāi)展和更多沙漠隕石富集區(qū)的確立, 將為國(guó)內(nèi)沙漠隕石的回收工作提供參考, 提高稀有類(lèi)型隕石樣品回收的可能性。我國(guó)開(kāi)展的沙漠隕石的發(fā)現(xiàn)和研究工作, 將會(huì)與南極隕石的研究工作一樣取得大量原創(chuàng)性成果, 必將豐富研究樣品的類(lèi)型, 促進(jìn)我國(guó)隕石學(xué)和天體化學(xué)的發(fā)展。

表1 10塊沙漠隕石的手標(biāo)本信息Table 1 Sample information for the ten desert meteorites from Hami, Xinjiang

隨著大量隕石樣品的收集, 隕石分類(lèi)成為隕石研究中的重要內(nèi)容[11]。隕石分類(lèi)是開(kāi)展隕石深入研究工作的前提, 對(duì)了解和探索太陽(yáng)星云凝聚與分餾作用、吸積形成隕石母體的過(guò)程, 不同類(lèi)型隕石母體在太陽(yáng)系形成的部位、形成的物理化學(xué)條件及形成類(lèi)地行星的初始物質(zhì)都具有重要的理論意義和參考價(jià)值。本次研究擬選取富集區(qū)域和類(lèi)型上均具代表性的10塊隕石樣品開(kāi)展化學(xué)組成、巖石結(jié)構(gòu)和礦物成分的研究, 并進(jìn)行二維(包括巖石學(xué)和礦物化學(xué)特征)隕石類(lèi)型的劃分, 為這些隕石的進(jìn)一步研究工作奠定基礎(chǔ)。

1 樣品與實(shí)驗(yàn)方法

本次研究的10塊沙漠隕石編號(hào)分別為AM007、AM008、AM011、AM015、AM020、AM027、Hami003、Hami004、Kumtag014和 Hami005。這 10塊樣品中, AM008、AM015和AM027為渾圓狀, 其余均為棱角狀。AM007、AM015、Hami003、Hami004和Kumtag014殘留部分熔殼, AM011和Hami005熔殼呈斑駁狀, AM008熔殼覆蓋完整, AM020和AM027幾乎沒(méi)有熔殼。10塊隕石均具有明顯的球粒結(jié)構(gòu), 初步確定為普通球粒隕石。詳細(xì)手標(biāo)本信息見(jiàn)表1。

原始樣品使用低速金剛石切割機(jī)(SYJ-160)進(jìn)行切片, 使用環(huán)氧樹(shù)脂注膠后磨制光片, 以上全部過(guò)程在無(wú)水條件下進(jìn)行。光片在光學(xué)顯微鏡(OLYMPUS-BX51)下進(jìn)行巖相觀察, 包括結(jié)構(gòu)特征、不透明礦物的種類(lèi)、含量和分布、沖擊變質(zhì)特征和風(fēng)化程度。硅酸鹽礦物成分由中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室用電子探針(JEOL 8100)測(cè)定, 不透明礦物成分由桂林理工大學(xué)用電子探針(JEOL 8230)測(cè)定,加速電壓15 kV、束流20 nA, 硅酸鹽采用天然礦物標(biāo)樣, 金屬采用金屬或氧化物標(biāo)樣。分析數(shù)據(jù)采用ZAF(原子序數(shù)、吸收效應(yīng)及熒光效應(yīng))法校正。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 巖石學(xué)特征

Kumtag014隕石球粒含量大于70% (體積濃度,下同); 邊界清晰, 呈圓形或次圓形; 類(lèi)型多樣, 以斑狀球粒為主, 其次為放射狀球粒和爐條狀球粒(圖1); 大小不一, 直徑最大約為3.2 mm, 最小約為 0.1 mm, 大部分為幾百 μm。球粒之間的細(xì)粒基質(zhì)為隱晶質(zhì), 基質(zhì)所占體積較小, 沒(méi)有發(fā)生重結(jié)晶,樣品中沒(méi)有觀測(cè)到次生的長(zhǎng)石。球粒的主要組成礦物是橄欖石和輝石, 橄欖石顆粒完整。不透明礦物主要是鐵鎳金屬和隕硫鐵, 約占 3.2%(體積濃度)。它們呈3種形式分布: Fe-Ni金屬和隕硫鐵共同構(gòu)成近渾圓的團(tuán)塊狀(100～700 μm); Fe-Ni金屬和隕硫鐵呈細(xì)小顆粒(10～40 μm)并沿球粒周邊分布; 細(xì)小的Fe-Ni金屬和隕硫鐵顆粒隨機(jī)分布在基質(zhì)或球粒中。部分Fe-Ni金屬邊緣出現(xiàn)少量褐鐵礦。

AM007(圖 2a)、AM008、AM011、AM015、AM020、AM027和Hami004這7塊隕石的球粒分布不均勻, 大部分球粒輪廓較模糊, 局部球粒結(jié)構(gòu)和輪廓仍可分辨, 可見(jiàn)有放射狀球粒、爐條狀球粒, 球粒直徑一般小于1 mm?；|(zhì)中等重結(jié)晶, 主要組成礦物包括橄欖石、低鈣輝石、次生斜長(zhǎng)石、鐵鎳金屬、隕硫鐵和褐鐵礦。7塊隕石的不透明礦物的含量(體積濃度)分別為 4.2%、4.5%、5.2%、5.1%、4.6%、4.2%和6.5%。AM007、AM008和AM011表面金屬熔滴廣泛分布; AM015、AM020、AM027以及Hami004隕石橄欖石破碎, 沒(méi)有發(fā)現(xiàn)金屬熔滴。Hami004隕石褐鐵礦僅分布在 Fe-Ni金屬邊緣;AM007、AM008、AM011、AM015和AM020隕石部分Fe-Ni金屬表面褐鐵礦化; AM027隕石褐鐵礦沿裂隙發(fā)育, 部分Fe-Ni金屬完全褐鐵礦化。

圖1 Kumtag014隕石中的球粒Fig.1 Microscopic characteristics for chondrules in Kumtag014 meteorite

圖2 5型普通球粒隕石的球粒Fig.2 Characteristics of chondrules in type 5 ordinary meteorite from Hami, Xinjiang

Hami003(圖 2b)和 Hami005隕石大部分球粒模糊不清, 局部球粒輪廓仍可分辨, 可見(jiàn)斑狀球粒和爐條狀球?；蚱渌閴K等。基質(zhì)中等重結(jié)晶, 表面裂隙發(fā)育, 金屬熔滴廣泛分布。主要組成礦物與上述7塊相同, 這兩塊隕石的不透明礦物的含量分別為8.5%和 9.2%(體積濃度), Hami003不透明礦物主要為 Fe-Ni金屬和隕硫鐵, 有少量的褐鐵礦分布在Fe-Ni金屬邊緣; Hami005比Hami003有更高含量的褐鐵礦, 部分Fe-Ni金屬表面褐鐵礦化。

2.2 礦物成分組成特征

10塊樣品的橄欖石和低鈣輝石以及鐵紋石的礦物化學(xué)組成均使用電子探針進(jìn)行分析測(cè)定, 測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2和表3。

Kumtag014隕石的橄欖石和輝石的化學(xué)組成很不均一, 橄欖石Fa值和輝石Fs值變化大。不僅球粒之間的成分差異很大, 而且部分球粒內(nèi)的鐵鎂質(zhì)硅酸鹽礦物也呈明顯的環(huán)帶特征(圖 1b), 表現(xiàn)為橄欖石核部富 Mg, 邊部富 Fe(圖 3), 如核部的Fa值為9.1, 邊部的Fa值可以達(dá)到33.59。不同橄欖石顆粒, 橄欖石的 Fa值的變化范圍在9.1～48.3之間, 平均值為25.0, 其PMD值為51.0。輝石礦物晶體環(huán)帶不明顯, 但Fs值的變化范圍在2.8～30.3之間, 平均為17.6, PMD為 54.2。鐵紋石Co含量(%)變化范圍在 0.81～2.0之間, 平均值為1.1, PMD為38.0。

AM007、AM008、AM011、AM015、AM020及AM027的化學(xué)組成相似。它們橄欖石Fa值范圍在23.9～24.5之間, PMD在1.0～3.4之間; 低鈣輝石Fs值范圍在 20.2～20.6之間, PMD在 1.6～3.2之間;AM008、AM011、AM015和 AM020鐵紋石 Co含量(%)范圍在0.65～0.80之間, PMD在8.0～15.4之間。

圖3 Kumtag014隕石中橄欖石顆粒剖面FeO-MgO成分分布Fig.3 Cross section of an olivine grain in Kumtag014 showing FeO and MgO variations

表3 8塊沙漠隕石代表性鐵紋石的電子探針?lè)治鼋Y(jié)果(%)Table 3 Composition of kamacite in 8 desert meteorites from Hami, Xinjiang as analysed by electron microprobe (%)

Hami004的橄欖石 Fa值為 23.1(22.6～24.2),PMD 為 2.4。低鈣輝石的 Fs值為 18.5(17.6～19.6),PMD為 4.2。鐵紋石 Co含量(%)為 0.70(0.59～0.79),PMD為11.8。

Hami003和Hami005化學(xué)組成相似。它們的橄欖石Fa值的變化范圍為18.2～20.8; 平均Fa值分別為18.8和 19.2; PMD分別為2.0和3.2。低鈣輝石Fs值的變化范圍為16.0～17.8, 平均Fs值分別為16.5和17.0, PMD分別為3.5和1.0。鐵紋石Co含量(%)變化范圍為 0.31～0.62, 平均值分別為 0.52和 0.50,PMD分別為10.1和6.1。

3 10塊隕石的化學(xué)-巖石類(lèi)型劃分

隕石的分類(lèi)方法和標(biāo)準(zhǔn)主要以 Van Schmuset al.[12]提出的化學(xué)-巖石學(xué)分類(lèi)體系為基礎(chǔ), 同時(shí)參考其他普通球粒隕石的分類(lèi)資料[13–16]。普通球粒隕石的化學(xué)群劃分, 依據(jù)橄欖石的 Fa值(H群16.9～20.4、L 群 21.0～26.0、LL 群 26.6～33.0)、輝石的 Fs值(H 群 15.7～18.1、L 群 18.7～22.6、LL 群23.2～25.8)以及鐵紋石 Co含量(H 群 0.4～0.5、L群0.6～1.1、LL 群 1.5～3.0)。Van Schmuset al.[12]依據(jù)隕石的巖石礦物學(xué)特征(球粒的清晰程度、基質(zhì)的重結(jié)晶程度、橄欖石和低鈣輝石的成分均一程度)將普通球粒隕石的巖石類(lèi)型劃分為3―7型。其中3型為非平衡型隕石, 經(jīng)歷了最低程度的熱變質(zhì)和水蝕變,保存了原始太陽(yáng)星云的信息, 對(duì)太陽(yáng)系的起源、形成和演化等有重要的研究意義[17–18]。非平衡型隕石在形成后經(jīng)歷高溫?zé)嶙冑|(zhì)作用, 球粒逐漸變模糊、基質(zhì)重結(jié)晶程度增強(qiáng)、礦物化學(xué)成分趨向均一, 轉(zhuǎn)變成4―7型的平衡型隕石。依照以上分類(lèi)方法, 本次測(cè)定的10塊隕石分別劃分為H5型、L5型和L3.4型(表 4)。

表4 10塊沙漠隕石的巖石學(xué)和礦物學(xué)特征Table 4 Petrography and mineral chemistry characteristics of 10 desert meteorites from Hami, Xinjiang

3.1 L3型普通球粒隕石

Kumtag富集區(qū)的 Kumtag014隕石組成很不均一, 橄欖石的Fa值和低鈣輝石的Fs值分布范圍寬。但其Fa平均值為25.0, 落在L群范圍內(nèi)(圖4a); 輝石的Fs平均值為17.6, 落在H群范圍內(nèi), 這可能是因?yàn)檩x石抵御熱變質(zhì)的能力大于橄欖石, 輝石顆粒與細(xì)粒富 FeO硅酸鹽顆粒之間缺乏平衡造成的[19];鐵紋石Co含量平均值為1.1, 也落在L群范圍內(nèi)(圖4b), 由于金屬中 Co的擴(kuò)散速度比硅酸鹽的 Fe和Mg快, 因此對(duì)于某些非平衡型隕石盡管橄欖石成分變化大, 但其鐵紋石成分是均勻的, 仍然可以利用鐵紋石Co含量來(lái)劃分其化學(xué)群。同時(shí), Kumtag014隕石不透明礦物含量約為3.2%, 與L群隕石的金屬含量較為吻合[20], 綜合以上描述, Kumtag014隕石應(yīng)為L(zhǎng)群。

圖4 普通球粒隕石分類(lèi)圖Fig.4 Classification diagram for ordinary chondrite groups from Hami, Xinjiang

Kumtag014隕石球粒非常清晰, 類(lèi)型多樣, 是本次研究的10塊隕石中較為特殊的惟一1塊3型隕石。圖1b所示的球粒中, 橄欖石顆粒呈現(xiàn)明顯的環(huán)帶結(jié)構(gòu), 體現(xiàn)了成分不均一性。這種環(huán)帶結(jié)構(gòu)的形成是由于在球粒形成的快速冷卻和結(jié)晶過(guò)程中, 組成礦物的離子來(lái)不及擴(kuò)散達(dá)到平衡, 同時(shí), 隕石形成后沒(méi)有經(jīng)歷任何顯著的高溫事件, 因此這種成分的不均一性才得以保留, 這也是 3型隕石又被稱(chēng)為非平衡型隕石的原因。盡管非平衡型隕石受到熱變質(zhì)程度影響最小, 但其內(nèi)部(即不同 3型隕石之間)存在著熱變質(zhì)程度的差異, 隕石的巖石學(xué)和礦物學(xué)特征也會(huì)存在一定差異。3型隕石沒(méi)有或者很少經(jīng)歷后期事件的作用, 包含了更多隕石形成初期的原始信息, 因此進(jìn)一步將它們進(jìn)行了次類(lèi)型劃分。Searset al.[21]根據(jù)熱釋光(TL)差異反映 3型隕石熱變質(zhì)程度, 將它們劃分為3.0―3.9共10個(gè)級(jí)別。另外, 隕石橄欖石 Fa值的 PMD、低鈣輝石 Fs值的PMD、鐵紋石的Co含量的PMD等隨著熱變質(zhì)程度的增高也相應(yīng)地發(fā)生變化(即 Fe在橄欖石和輝石擴(kuò)散程度以及Co在鐵紋石中的擴(kuò)散程度, 與熱變質(zhì)程度相關(guān))。Searset al.[22]以橄欖石Fa的PMD為參數(shù)進(jìn)行了亞類(lèi)劃分, 見(jiàn)圖5。Kumtag014隕石的橄欖石Fa的PMD為51.0(3.4型: PMD在50～60之間); 由于低鈣輝石成分變化太大, Fs的PMD與亞型的對(duì)應(yīng)范圍較寬, 因此, Searset al.[22]沒(méi)有確定巖石類(lèi)型亞型對(duì)應(yīng)的確切的Fs值的PMD。但是, 經(jīng)過(guò)與Searset al.[22]的代表性隕石亞型的對(duì)比, Kumtag014隕石PMD(Fs)對(duì)應(yīng)于 3.0―3.4型之間, 由于低鈣輝石的成分均一性滯后于橄欖石, 造成由低鈣輝石Fs值的PMD對(duì)應(yīng)的亞型一般略低于真實(shí)的熱變質(zhì)程度[23],即其亞型應(yīng)在3.4型及以上。另外, Grossmanet al.[24]發(fā)現(xiàn), 巖石類(lèi)型在3.2型以上, 其橄欖石Cr2O3平均含量小于 0.2, 且標(biāo)準(zhǔn)偏差小于 0.1。Kumtag014隕石橄欖石的Cr2O3平均含量為0.07, 標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.08,因此其亞型應(yīng)在 3.3型及以上。綜上可以確定Kumtag014隕石的巖石類(lèi)型為3.4型。

3.2 L5型普通球粒隕石

由圖4可看出, 除了Kumtag014外, L群普通球粒隕石共 7塊, 包括 AM007、AM008、AM011、AM015、AM020、AM027和 Hami004, 分別位于Alatage Mountain(AM)和Hami富集區(qū)。這7塊隕石樣品中, 除 Hami004外, 其余 6塊隕石橄欖石的平均 Fa值在 23.9～24.5之間, 輝石的平均 Fs值在20.2～20.6之間, 落在 L群范圍內(nèi); 不透明礦物含量在4.2～5.2之間, 也落在L群范圍內(nèi)。Hami004隕石輝石的平均Fs值(18.46)略低于L群范圍, 但其橄欖石Fa值為23.1, 落在L群范圍內(nèi), 其不透明礦物的含量為6.5, 也在 L群內(nèi)。由于 AM007和 AM027這兩塊隕石中的Fe-Ni金屬在磨片過(guò)程中出現(xiàn)脫落,光片中可分辨的鐵紋石顆粒細(xì)小, 測(cè)得的數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大偏差, 所以未添加這兩塊隕石鐵紋石 Co含量的數(shù)據(jù)。AM008、AM011、AM015、AM020和Hami004這5塊隕石鐵紋石Co含量(%)的平均值在0.65～0.80之間, 在L群范圍內(nèi)。綜合以上描述, 將這7塊隕石劃分為L(zhǎng)群。7塊隕石的橄欖石和輝石的成分均一, PMD分別在 1.0～3.4和 1.6～4.2之間,均小于 5, 且樣品球粒輪廓大部分不明顯, 只有少量有較清晰的結(jié)構(gòu)和輪廓, 所以將它們的巖石類(lèi)型定為5型。

圖5 3型普通球粒隕石亞類(lèi)劃分(據(jù)Sears et al.[22])Fig.5 Classification of subtypes for type 3 unequilibrated ordinary chondrites based on PMD of Fa

3.3 H5型普通球粒隕石

Hami富集區(qū)的Hami003和Hami005兩塊隕石橄欖石的平均Fa值分別為18.8和19.2, 輝石的平均Fs值分別為16.5和17.0, 在H群范圍內(nèi); 鐵紋石Co含量(%)的平均值分別為 0.52和 0.50, 在 H群范圍內(nèi); 不透明礦物含量分別為8.5%和9.2%, 在H群范圍內(nèi)。綜上描述將這兩塊隕石劃分為H群。這兩塊隕石的橄欖石(PMD分別為2.0和3.2)和輝石(PMD分別為3.5和1.0)成分均一, PMD均小于5, 且樣品球粒大部分結(jié)構(gòu)不明顯, 部分可分辨輪廓, 所以將它們的巖石類(lèi)型定為5型。

4 沖擊變質(zhì)特征

沖擊變質(zhì)效應(yīng)是隕石的一個(gè)基本特征, 也是隕石分類(lèi)工作的重要內(nèi)容。由于隕石母體在太空中受到其他星體的撞擊, 通常會(huì)引起隕石的礦物產(chǎn)生多種形式的沖擊變質(zhì)效應(yīng), 因此 St?ffleret al.[25]等依據(jù)樣品橄欖石和長(zhǎng)石在光學(xué)顯微鏡下的巖相學(xué)特征將普通球粒隕石的沖擊程度劃分為 S1―S6。S1型,未遭受沖擊作用, 橄欖石礦物顆粒完整無(wú)破碎, 無(wú)金屬熔滴; S2型, 沒(méi)有明顯沖擊變質(zhì)特征, 僅經(jīng)歷了非常微弱的沖擊變質(zhì)作用, 橄欖石有裂隙, 無(wú)沖擊脈和熔滴; S3型, 出現(xiàn)沖擊脈和熔滴; S4型, 橄欖石出現(xiàn)較多面狀破裂, 出現(xiàn)網(wǎng)狀沖擊熔脈; S5型,長(zhǎng)石普遍發(fā)生熔長(zhǎng)石化, 廣泛發(fā)育沖擊脈和沖擊囊;S6型, 沖擊脈邊部普遍發(fā)育硅酸鹽礦物固態(tài)重結(jié)晶,以出現(xiàn)林伍德石、長(zhǎng)石擊變玻璃為標(biāo)志。

根據(jù) 10塊庫(kù)姆塔格普通球粒隕石的礦物特征將它們的沖擊變質(zhì)類(lèi)型分為S1、S2和S3型, 詳見(jiàn)表4。S1型1塊, Kumtag014(圖6a), 橄欖石顆粒完整, 無(wú)裂隙, 無(wú)金屬熔滴; S2型 4塊, 分別為AM015、AM020、AM027和Hami004, 橄欖石有裂隙, 無(wú)金屬熔滴; S3 型 5 塊, AM007(圖 6b)、AM008、AM011、Hami003和Hami005, 金屬熔滴廣泛分布。

5 風(fēng)化程度

風(fēng)化程度是了解隕石新鮮程度的標(biāo)志, 是隕石分類(lèi)工作的重要內(nèi)容。隕石墜落到地球之后, 受氣溫和濕度等因素影響, 遭受風(fēng)化。Wlotzka[26]根據(jù)普通球粒隕石中金屬與硫化物及硅酸鹽礦物的氧化程度, 將其風(fēng)化程度由低到高依次劃分為W0―W6共7種類(lèi)型。W0代表剛降落的新鮮樣品, 未遭受過(guò)地球的風(fēng)化作用影響。W1表示金屬和硫化物邊緣有少量褐鐵礦(＜20%); W2表示金屬中等程度風(fēng)化, 約20%～60%褐鐵礦化; W3表示金屬和硫化物發(fā)生強(qiáng)烈風(fēng)化, 約65%～95%褐鐵礦化; W4表示金屬和硫化物幾乎全部被取代, 但硅酸鹽仍未受到影響; W5表示鎂鐵質(zhì)硅酸鹽開(kāi)始氧化, 主要沿隕石內(nèi)部裂隙;W6表示大范圍的硅酸鹽被黏土礦物取代。

10塊普通球粒隕石的風(fēng)化程度普遍較低(表 4):W1型 3塊, 分別為 Hami003(圖 7a)、Hami004和Kumtag014, 這 3塊隕石僅僅在金屬周邊發(fā)生輕微的氧化, 褐鐵礦＜15%; W2型6塊, 分別為AM007、AM008、AM011、AM015、AM020 和 Hami005, 這些隕石的鐵鎳金屬和隕硫鐵有中等程度的風(fēng)化, 表面約30%～60%發(fā)生氧化; W3型1塊, AM027(圖7b),Fe-Ni金屬和隕硫鐵發(fā)生強(qiáng)烈風(fēng)化, 90%以上被氧化成褐鐵礦。

6 結(jié) 論

(1) 根據(jù) 10個(gè)庫(kù)姆塔格隕石的巖相學(xué)特征和礦物化學(xué)特征進(jìn)行了球粒隕石的化學(xué)群-巖石類(lèi)型劃分,其中2個(gè)H5型: Hami003和Hami005; 7個(gè)L5型:AM007、AM008、AM011、AM015、AM020、AM027和Hami004; 1個(gè)原始類(lèi)型L3型: Kumtag014。

圖6 S1和S3型的沖擊變質(zhì)特征Fig.6 Micrographs showing the shock metamorphic features of S1 and S3 meterorites from Hami, Xinjiang

圖7 W1型和W3型的風(fēng)化特征Fig.7 Micrographs showing the weathering scales of W1 and W3 meteorites from Hami, Xinjiang

(2) 確定了 L3型, Kumtag014的次分類(lèi)型為L(zhǎng)3.4。

(3) 10塊隕石沖擊變質(zhì)程度分別為: 5塊S3型(AM007、AM008、AM011、Hami003和 Hami005); 4塊 S2型(AM015、AM020、AM027和 Hami004); 1塊S1型(Kumtag014)。

(4) 10塊隕石風(fēng)化程度普遍較低。其中有3塊W1型(Hami003、Hami004和Kumtag014); 6塊W2型(AM007、AM008、AM011、AM015、AM020 和Hami005); 1塊W3型(AM027)。

沙漠隕石的收集與南極隕石收集相比成本低,可以在更大的面積范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)和回收, 提高了稀有隕石樣品回收的可能性。因此, 我國(guó)廣闊的戈壁和沙漠區(qū)域具有巨大的回收潛力, 沙漠隕石的搜集和研究必將和南極隕石一樣, 取得大量原創(chuàng)性成果,豐富研究樣品的類(lèi)型, 促進(jìn)我國(guó)隕石學(xué)和天體化學(xué)的發(fā)展。

本研究的樣品由首次沙漠隕石考察隊(duì)以下成員共同搜集: 林楊挺研究員、繆秉魁教授、尹慶柱教授、戴德求副教授、李世杰副研究員、沈文杰副教授、胡森博士、王鵬高級(jí)工程師、雷克斯、張潔、夏志鵬等。三位匿名審稿人提出了建設(shè)性修改意見(jiàn),在此一并表示誠(chéng)摯的謝意！

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