周劍凱，陳宏毅，謝蘭芳，繆秉魁，仲 艷

(桂林理工大學(xué) 廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點實驗室， 廣西 桂林 541006； 行星地質(zhì)演化廣西高校重點實驗室， 廣西 桂林 541006; 桂林理工大學(xué) 隕石與行星物質(zhì)研究中心， 廣西 桂林 541006)

月球的起源和演化是我們認識太陽系和地球起源和早期演化的一個重要參考(中國科學(xué)院貴陽地球化學(xué)研究所, 1977)。20世紀60年代末開始，美國Apollo計劃和前蘇聯(lián)Lunar計劃共計帶回382 kg月表樣品(Filibertoetal., 2011)，為早期研究月球的物質(zhì)組成提供了重要的科學(xué)依據(jù)。自從第一塊月球隕石Allan Hills A81005在南極洲發(fā)現(xiàn)并被證實以來(Grossetal., 2011)，截至發(fā)稿前國際隕石協(xié)會通過命名的月球隕石已經(jīng)有360塊(包括成對隕石)，合計268 kg(來自國際隕石數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計)。

月球曾經(jīng)歷了強烈的撞擊作用，絕大部分月球隕石都是角礫巖，只有少部分玄武巖質(zhì)和斜長巖質(zhì)月球隕石保留了未碎裂的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，極少部分為原始結(jié)晶的玄武巖(陳宏毅等, 2015)。按照產(chǎn)地、主要礦物組成及其含量，月球隕石可劃分為月海玄武巖、高地斜長巖和沖擊角礫巖3種類型，但由于強烈的撞擊作用，地球上發(fā)現(xiàn)的月球隕石大部分為角礫巖。根據(jù)斜長巖質(zhì)與玄武巖質(zhì)的比例，角礫巖可劃分為斜長巖質(zhì)角礫巖、玄武巖質(zhì)角礫巖、斜長巖-玄武巖混合角礫巖(繆秉魁等， 2013)。月球隕石NWA 12279樣品屬于原始結(jié)晶的斜長巖(86%)和沖擊熔融角礫巖(14%)的混合巖，本文對其開展了詳細的巖石學(xué)和礦物化學(xué)研究工作，重點對沖擊熔融區(qū)域的巖石、礦物學(xué)特征等進行了詳細描述，并探討了隕石所經(jīng)歷的沖擊歷史事件和隕石的源區(qū)。

1 樣品及實驗方法

Northwest Africa 12279 (以下簡稱NWA 12279，該名稱為國際命名)月球隕石于2016年10月被發(fā)現(xiàn)于西撒哈拉沙漠，總質(zhì)量為1 830 g。隕石樣品正面可見明顯的棕褐色熔殼、橢圓形-圓形的沖擊氣印，并發(fā)育有龜背裂紋狀收縮裂隙。隕石背面可見明顯的熔流線。熔流線呈褐色放射狀，并發(fā)育于土黃色-黃褐色熔殼上，長度大于5.0 cm，寬約0.1～0.2 cm，放射狀熔流線的中心為一個熔蝕坑。隕石中14%的物質(zhì)為沖擊熔融體。熔融體呈明顯的角礫狀，沖擊熔融部分無熔殼。隕石新鮮面呈灰白色，具角礫狀結(jié)構(gòu)。

本文研究用隕石樣品是從NWA 12279主體上切割下來的一部分，質(zhì)量為37 g，其中包含約8%的沖擊熔融體(圖1)。由于樣品較疏松、易脫落，故首先將樣品進行環(huán)氧樹脂注膠，然后對注膠樣品進行切片，最后制成標(biāo)準(zhǔn)厚度(0.03 mm)的光薄片進行觀察。巖石學(xué)觀察和礦物成分分析在廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點實驗室的光學(xué)顯微鏡和電子探針實驗室完成，激光拉曼光譜分析在有色金屬及材料加工新技術(shù)教育部重點實驗室完成。礦物化學(xué)成分定量分析利用JEOL JXA-8230型電子探針，加速電壓為15 kV，束流為20 nA，單礦物分析采用散焦方法測定，束斑為1 μm(斜長石采用5 μm散焦)，分析標(biāo)樣為中國地質(zhì)科學(xué)院制作的天然硅酸鹽礦物和氧化物，使用標(biāo)樣及元素最低檢測限(單位：10-6)為：Na(鈉長石,97)、Mg(橄欖石, 69)、Al(鈉長石, 88)、Si(橄欖石, 69)、K(金云母, 77)、Ca(硅灰石, 155)、Ti(金紅石, 153)、Cr(金屬鉻, 83)、Mn(氧化錳, 171)、Fe(橄欖石, 91)、Ni(金屬鎳, 201)。所有分析結(jié)果采用ZAF方法校正(陳捷等, 1984；陳宏毅等，2015)。利用CorelDraw軟件的網(wǎng)格功能和Photoshop的像素功能計算碎屑中不同礦物的模式豐度。用于礦物拉曼波譜分析的激光拉曼儀型號Renishawinvia，激光光源為Ar+，波長514 nm，功率為20 mW，實際作用在樣品表面的束斑直徑為1 μm，采用單晶硅標(biāo)樣進行拉曼譜峰位置標(biāo)定(謝超等, 2016)。

2 巖石學(xué)特征

NWA 12279隕石由斜長巖和沖擊熔融角礫巖兩種巖性組成(圖1)，玻璃質(zhì)熔脈左側(cè)為斜長巖區(qū)域，右側(cè)為角礫巖區(qū)域。斜長巖具全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)(圖2)，部分斜長石熔長石化，含自形到半自形的尖晶石(圖3)。角礫巖沖擊變質(zhì)程度高，含有玻璃質(zhì)沖擊熔脈、脫玻化的斜長石雛晶和大量的巖屑、晶屑和玻屑。

圖 1 NWA 12279隕石薄片背散射電子圖像全拼圖Fig.1 BSE images of the thin section of NWA 12279a～h為本文討論的角礫區(qū)域，放大見圖4； 1～4為區(qū)域放大圖： 1—?；郀罱Y(jié)構(gòu)； 2—嵌晶結(jié)構(gòu)； 3—次輝綠結(jié)構(gòu)； 4—熔脈； Pl—斜長石； Ol—橄欖石； Px—輝石； Gl—玻璃； Mask—熔長石； Spi—尖晶石； Q—石英； An—斜長巖； Fv—熔脈； Fc—熔殼a～h are breccia for this discussion, partly enlarged images in Fig. 4; 1～4 are partly enlarged images： 1—vitriphyric texture; 2—poikilitic texture; 3—sub-ophitic texture; 4—fusion veins； Pl—plagioclase; Ol—olivine; Px—pyroxene; Gl—glass; Mask—masklynite; Spi—spinel; Q—quartz; An—anorthosite; Fv—fusion veins; Fc—fusion crust

2.1 斜長巖

在電子背散射圖中，斜長巖具玻基斑狀結(jié)構(gòu)(圖1-1)和嵌晶結(jié)構(gòu)(圖1-2)。嵌晶結(jié)構(gòu)區(qū)域，不規(guī)則狀它形輝石顆粒(50～100 μm，10.0%)、渾圓狀它形橄欖石顆粒(10～50 μm，11.3%)、圓形到次圓形半自形尖晶石(80～200 μm，7.0%)顆粒以及少量細小的石英(0.32%)、鉻鐵礦(0.21%)和鈦鐵礦(0.17%)等礦物被斜長石(71.0%)主晶包裹(圖2)。尖晶石顆粒較大(圖1)，具有404 cm-1的標(biāo)準(zhǔn)拉曼吸收峰(圖3)。嵌晶結(jié)構(gòu)局部發(fā)育次輝綠結(jié)構(gòu)(圖1-3)，板條狀的斜長石形成三角形空間，中間被輝石或橄欖石顆粒充填(圖1-3)。約58%的斜長石已熔長石化，構(gòu)成?；郀罱Y(jié)構(gòu)。熔長石條帶寬0.2～1.0 mm，呈不規(guī)則條帶狀、樹枝狀分布，斑晶的主要類型為輝石、橄欖石和尖晶石，形態(tài)和含量與嵌晶結(jié)構(gòu)區(qū)域一致。

2.2 沖擊熔融角礫巖

沖擊熔融角礫巖呈角礫狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為熔融玻璃，熔融條帶寬2～5 mm，與斜長巖區(qū)域具有明顯且筆直的界線，交界處發(fā)育沖擊程度較高的玻璃質(zhì)熔脈(圖1-4)，在熔融角礫巖外側(cè)發(fā)育0.5～1.0 mm寬的沖擊破碎角礫，指示遭受強烈的沖擊作用。整體結(jié)構(gòu)以角礫(86.4%)和基質(zhì)(13.6%)組成。角礫呈不規(guī)則棱角狀和少量渾圓狀，大小一般為0.10～3.60 mm。角礫類型多樣，主要為晶屑(70.8%)、巖屑(12.5%)和少量玻屑(3.10%)。晶屑主要為橄欖石、紫蘇輝石、易變輝石、普通輝石、斜長石及鎂鋁尖晶石，粒徑大小為0.1～0.5 mm左右；玻屑主要為斜長石質(zhì)，粒徑一般為0.10～0.52 mm，呈長條狀和不規(guī)則狀；巖屑主要以斜長巖巖屑、輝長-橄長-斜長巖巖屑、輝長巖巖屑和微斑沖擊熔融角礫巖巖屑為主，粒徑一般為0.17～3.16 mm(表1)。基質(zhì)主要是細小的玻屑和礦物碎屑形成的混合物(圖1)。

圖 2 斜長巖區(qū)域全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)背散射圖像Fig. 2 BSE image of pleocrystalline texture of anorthositePl—斜長石； Ol—橄欖石； Px—輝石； Q—石英Pl—plagioclase; Ol—olivine; Px—pyroxene; Q—quartz

2.2.1 巖屑的類型及特征

巖屑是角礫巖區(qū)中的主要碎屑，依據(jù)St?ffler等(1980)劃分巖屑類型的標(biāo)準(zhǔn)，本文巖屑包括斜長巖巖屑、輝長-橄長-斜長巖巖屑、微斑熔融角礫巖巖屑和輝長巖巖屑4種(表1、圖4)。

圖 3 尖晶石背散射電子圖像及激光拉曼譜圖Fig. 3 BSE images and laser Raman spectra of the spinelSpi—尖晶石；尖晶石標(biāo)準(zhǔn)峰來源于加利福尼亞理工學(xué)院標(biāo)準(zhǔn)礦物拉曼譜峰庫RRUFF, 網(wǎng)址： http://rruff.info/Spi—spinel; the spinel standard spectrum data from the RRUFF Project website containing an integrated database of Raman spectra, X-ray diffraction and chemistry data for minerals in California Institute of Technology, URL： http://rruff.info/

角礫類型數(shù)量形態(tài)碎屑粒徑范圍/mm橄欖石輝石斜長石其他斜長巖巖屑12棱角狀0.13～0.250～60～390～97鈦鐵礦0～2,鉻鐵礦0～1輝長-橄長-斜長巖巖屑8棱角狀、渾圓狀0.45～3.6113～3212～2240～53鉻鐵礦0～8微斑熔融角礫巖巖屑5渾圓狀0.53～1.372～93～1170～89鈦鐵礦0～4輝長巖巖屑4棱角狀0.12～0.20-51～6040～47鉻鐵礦0～2斜長石晶屑127板條狀、次棱角狀0.10～0.30--100-尖晶石晶屑3渾圓狀、次圓狀0.50～0.98----橄欖石晶屑34棱角狀、次棱角狀0.10～0.40100---輝石晶屑29次棱角狀、渾圓狀0.10～0.15-100--長石質(zhì)玻屑9長條狀、似圓狀0.12～0.190～40～1313～20玻璃質(zhì)57～80

圖 4 代表性碎屑的背散射電子圖像(具體位置見圖1)Fig.4 The BSE images of the typical clastics in breccia area (the specific location shown in Fig. 1) a—斜長巖巖屑； b—輝長-橄長-斜長巖巖屑； c—微斑熔融角礫巖巖屑； d—輝長巖巖屑； e—橄欖石晶屑； f—具有出溶條帶的輝石晶屑； g、h—玻屑; Pl—斜長石； Ol—橄欖石； Aug—普通輝石； Pig—易變輝石； Hyp—紫蘇輝石； Gl—玻璃質(zhì)玻屑； Ilm—鈦鐵礦； Chr—鉻鐵礦 a—anorthositeclasts; b—gabbro-troctolite-anorthositeclasts; c—microporphyritic crystalline impact melt breccia; d—gabbro clast; e—olivine clast; f—exsolution of the pyroxene clast; g,h—glass clast; Pl—plagioclase; Ol—olivine; Aug—augite; Pig—pigeonite; Hyp—hypersthene; Gl—glass; Ilm—ilmenite; Chr—chromite

斜長巖巖屑，主要礦物為斜長石，含極少量橄欖石和鈦鐵礦，是主要碎屑類型。一典型斜長巖巖屑斜長石含量為97%，大小為0.25 mm×0.16 mm，具棱角狀邊緣，表面具不規(guī)則裂紋，橄欖石和鈦鐵礦呈它形粒狀分布在巖屑中(圖4a)。

輝長-橄長-斜長巖巖屑，主要礦物為斜長石、橄欖石、普通輝石和紫蘇輝石。其中一輝長-橄長-斜長巖巖屑，具不等粒結(jié)構(gòu)，發(fā)育不規(guī)則裂紋，大小為0.45 mm×0.30 mm，礦物組成為斜長石(51%)、橄欖石(29%)、紫蘇輝石(12%)、普通輝石(6%)以及少量的鉻鐵礦(2%)(圖4b)。

微斑熔融角礫巖巖屑，斑狀結(jié)構(gòu)，由少量以斜長石和鈦鐵礦為主的斑晶和細粒-極細?；|(zhì)礦物(橄欖石、輝石、斜長石)組成。一典型的微斑熔融角礫巖巖屑，大小為0.53 mm×0.74 mm，呈次棱角邊緣，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶為斜長石(84%)、橄欖石(13%)和鈦鐵礦(3%)(圖4c)。

輝長巖巖屑，具輝長結(jié)構(gòu)，主要礦物為紫蘇輝石和斜長石。一典型輝長巖巖屑，大小為0.17 mm×0.16 mm，棱角狀邊緣，表面有裂紋，礦物組成為斜長石(47%)、紫蘇輝石(51%)和鉻鐵礦(2%)，斜長石和輝石均呈半自形-它形存在，極少數(shù)鉻鐵礦以粒狀散分布在整個巖屑中(圖4d)。

2.2.2 晶屑的類型及特征

晶屑主要為斜長石、橄欖石、紫蘇輝石、易變輝石、普通輝石及尖晶石，其次為鈦鐵礦和鉻鐵礦(表1)。斜長石為半自形晶，部分已熔長石化。橄欖石具波狀消光，晶面發(fā)育破裂面，粒度為200 μm左右(圖4e)。輝石呈次棱角狀或渾圓狀，部分輝石具有出溶條帶(圖4f)，說明部分區(qū)域遭受較強烈的熱變質(zhì)作用。尖晶石呈次圓-渾圓狀，整個薄片中均有分布，以在斜長巖中居多。鈦鐵礦、鉻鐵礦主要為不規(guī)則狀, 粒度一般為0.1 mm左右，在斜長巖和沖擊熔融角礫巖中均有分布。

2.2.3 玻屑的類型及特征

玻屑為長石質(zhì)，按照玻屑的結(jié)構(gòu)特征分為玻璃質(zhì)玻屑和?；郀畈Ｐ肌Ｔ诮堑[巖區(qū)域中，有3塊較大的玻璃質(zhì)玻屑存在，呈似圓狀和長條狀。其中一典型玻屑呈長條狀，邊界清晰，粒徑大小為0.12 mm×0.49 mm(圖4g)。?；郀畈Ｐ蓟|(zhì)為玻璃，斑晶為斜長石(極少數(shù)為普通輝石和橄欖石)，呈彎曲條狀和不規(guī)則粒狀，粒徑大小0.19 mm×0.31 mm，玻璃邊部存在氣孔(圖4h)。

2.2.4 基質(zhì)及特征

基質(zhì)主要存在于沖擊熔融角礫巖區(qū)域中，為細粒-極細粒隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，由小于0.1 mm的細小晶屑和玻屑膠結(jié)而成?；|(zhì)除了粒徑大小和碎屑物質(zhì)存在差異之外，其他特征和晶屑均沒有明顯的差異。

2.3 沖擊熔脈

在斜長巖和角礫巖中均有沖擊熔脈發(fā)育。斜長巖中的熔脈主要發(fā)育在熔長石化區(qū)域，熔脈寬10～50 μm，長度小于2 mm，發(fā)育時間晚于熔長石形成時間，含有橄欖石和輝石角礫。樣品角礫巖和斜長巖交界處發(fā)育一長達5 mm、寬50～100 μm的玻璃質(zhì)熔脈，成分均一，不含角礫(圖1)。

3 礦物化學(xué)成分特征

3.1 斜長石

NWA 12279隕石中的長石均為鈣長石(An92.9～98.4)，角礫與基質(zhì)成分基本一致。由于受到?jīng)_擊作用，使得大部分斜長石(58%)發(fā)生固態(tài)相變變?yōu)槿坶L石。不同區(qū)域碎屑中斜長石成分稍有差別，斜長巖區(qū)域中的斜長石(An97.2～98.4)相對角礫巖區(qū)域中的斜長石(An92.9～98.4)具有高鎂、貧硅鋁的特征。其中斜長巖巖屑鈣含量最高(An97.2～98.4)，輝長巖巖屑中鈣含量最低(An92.9～93.8)，微斑熔融角礫巖巖屑和輝長-橄長-斜長巖巖屑基本一致(An96.3～97.3)(表2、圖5a)。

3.2 橄欖石

NWA 12279隕石中的橄欖石多以富鎂橄欖石(Fo53.7～89.4)為主，不同的碎屑中橄欖石成分稍有差別，輝長-橄長-斜長巖巖屑中橄欖石相對富鎂(Fo81.7～82.9)，斜長巖巖屑中橄欖石相對富鐵(Fo58.7～64.7)(圖5b)。部分橄欖石具有明顯的成分環(huán)帶，核部富鎂貧鐵，邊部富鐵貧鎂，核部到邊部成分變化趨勢明顯(圖6)。

3.3 輝石

NWA 12279隕石輝石類型多樣，礦物成分范圍變化較大。不同碎屑中輝石具有不同的分布特征：其中輝長-橄長-斜長巖巖屑中有兩種輝石，分別為紫蘇輝石(Fs15.5～32.2Wo2.98～4.22)和普通輝石(Fs8.42～23.0Wo23.7～44.1)，普通輝石以出溶條帶形式產(chǎn)出；輝長巖巖屑以紫蘇輝石(Fs19.7～32.2Wo3.0～3.17)為主，相對其他類型的輝石富鐵；不同區(qū)域的輝石晶屑出溶不同類型的條帶，沖擊熔融區(qū)的輝石出溶普通輝石(Fs14.4～24.9Wo19.6～41.3)，原始斜長巖區(qū)的輝石出溶易變輝石(Fs27.9～53.1Wo7.19～14.7)(圖7)。

圖 5 隕石中斜長石(a)及橄欖石(b)的成分投圖Fig.5 Mineral compositions of plagioclase (a) and olivine (b) in NWA 12279

圖 6 橄欖石顆粒由核部到邊部的成分變化圖Fig. 6 The growth zoning of olivine from core to rim

3.4 尖晶石

斜長巖與角礫巖區(qū)域均存在鎂鋁尖晶石[w(MgO)=20.1%～23.6%,w(Al2O3)=59.5%～69.2%)(表2)，以斜長巖為主。尖晶石成分較均一，化學(xué)式為 (Mg4.97Fe0.86)5.83(Al11.4Cr0.61)12.0O24，可簡化為MgAl2O4。由于受強烈的撞擊作用，尖晶石表面均發(fā)育有破裂紋理(圖1、圖3)。

圖 7 輝石的化學(xué)成分Fig.7 Mineral compositions of pyroxene of NWA 12279

4 沖擊變質(zhì)特征

月表在隕星的撞擊作用下，月巖中的礦物可出現(xiàn)波狀消光、面狀破裂、馬賽克消光、沖擊熔脈、斜長石熔長石化等沖擊變質(zhì)特征(丁明偉等, 2008)。NWA 12279隕石中存在大量破碎程度較高的巖石碎屑、礦物碎屑和發(fā)生熔長石化的斜長石。該隕石的沖擊變質(zhì)特征為： ① 由不同的斜長巖角礫碎塊沖擊膠結(jié)而成，角礫巖和斜長巖具有明顯的界線，界線為玻璃質(zhì)的沖擊熔脈； ② 斜長巖中的熔長石為不規(guī)則 樹枝狀，但具有方向上的一致性； ③ 角礫巖從左到右依次為玻璃質(zhì)沖擊熔脈、固結(jié)較好的角礫巖和固結(jié)程度不高的角礫巖，顯示了不同的沖擊變質(zhì)程度； ④ 熔長石占所有斜長石的58.0%以上，是沖擊熔體和熔脈基質(zhì)的主要成分(圖8a)； ⑤ 沖擊裂隙(圖8b)、面狀裂隙(圖8c)、角礫化、波狀消光(圖8d)等沖擊特征明顯； ⑥ 沖擊熔融體中有淬火結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)(圖8e)，雛晶為斜長石； ⑦ 大量發(fā)育的沖擊熔脈有兩種：一種含有未熔融的輝石和橄欖石晶屑，一種轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆换牟ＡЩ遍L石(圖8f)。依據(jù)斜長石發(fā)生熔長石化、沖擊熔脈、呈淬火結(jié)構(gòu)的沖擊熔融體、角礫化等沖擊變質(zhì)特征，按照St?ffler等(1991)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，推斷NWA 12279經(jīng)歷的沖擊程度為S5～S6。

5 討論

5.1 NWA 12279隕石來自月球的證據(jù)

該隕石來源于月球的證據(jù)主要有： ① 巖性主要以斜長巖為主，符合典型的月球巖石與月球隕石的巖性特征(Isaacsonetal., 2011)； ② 月球高地斜長巖中的斜長石主要以鈣長石為主(Carteretal., 1968; 郭迪江, 1995; Korotev, 1983; Korotevetal., 2003; 陳鳴, 2009)，而該隕石中的斜長石An值范圍為92.9～98.4，符合高地斜長巖中鈣長石的組分范圍； ③ Fe/Mn值是區(qū)分小行星、火星、月球和地球來源的重要參數(shù)，它是判別隕石是否為月球起源的重要依據(jù)(Korotevetal., 2003)。該隕石中的橄欖石和3種不同類型的輝石的n(Fe)/n(Mn)值分別為62～102和37～69，均落在月球巖石趨勢線范圍內(nèi)(圖9)，明顯區(qū)別于其他行星和小行星起源的隕石和地球上的巖石(Papike, 1998)。因此，可以認為NWA 12279起源于月球。

圖 9 NWA 12279隕石中橄欖石與輝石的Fe/Mn值Fig.9 Concentrations of Fe and Mn in pyroxene and olivine from NWA 12279火星、地球和月球的趨勢線來源于Papike等(1998)The trend lines of the Mars, the Earth and the Moon from Papike et al., 1998

5.2 NWA 12279隕石的巖石學(xué)類型

NWA 12279隕石整體由86.0%的未破碎斜長巖和14.0%的沖擊熔融角礫巖兩部分組成。斜長巖區(qū)域以斜長巖為主，礦物組成主要為斜長石，其次為橄欖石、輝石和尖晶石；角礫巖區(qū)域角礫以斜長巖質(zhì)居多，晶屑類型與斜長巖區(qū)域一致，角礫巖的礦物組成與斜長巖基本一致，但是角礫巖中的碎屑類型、粒徑、結(jié)構(gòu)、巖屑類型、晶屑礦物化學(xué)成分之間存在明顯差異(表3)。

NWA 12279中有3種玻璃質(zhì)：斜長巖熔殼、角礫巖中的熔脈和玻屑。角礫巖中的熔脈和玻屑化學(xué)成分基本一致，而與斜長巖熔殼有明顯區(qū)別(表4)。熔殼在一般意義上可以代表隕石全巖成分，說明斜長巖區(qū)的全巖成分和角礫巖熔脈成分不同。

斜長巖和角礫巖具有相同的礦物組成，共同起源于月球高地，但斜長巖和角礫巖中不同的巖屑、結(jié)構(gòu)、粒徑大小、碎屑類型及礦物化學(xué)成分說明二者來自于不同的高地區(qū)域，并經(jīng)歷不同的溫度，是通過撞擊作用結(jié)合在一起的。通過分析NWA 12279的巖石學(xué)、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征，對照St?ffler等(1980)對高地斜長巖的分類標(biāo)準(zhǔn)，確定NWA 12279為局部角礫巖化的富尖晶石輝長-橄長巖質(zhì)的斜長巖。

5.3 源區(qū)分析

目前在地球上發(fā)現(xiàn)的月球高地斜長巖(包括斜長巖質(zhì)角礫巖)隕石共有53塊，而含有大量尖晶石的高地斜長巖在月球隕石中是極其罕見的(Greshakeetal., 2001; Grossetal., 2011)。NWA 12279隕石與ALHA 81005(Grossetal., 2011)、Dhofar 081(Greshakeetal., 2001)等隕石在巖石結(jié)構(gòu)和礦物組成上等具有類似性，巖性均以斜長巖為主，均含有斜長石、橄欖石、低鈣輝石、高鈣輝石等礦物，但NWA 12279含有約7 %的鎂鋁尖晶石(100～200 μm，F(xiàn)e#值為0.15)，斜長石、橄欖石和輝石等礦物顆粒細小，而ALHA 81005中一顆含尖晶石巖屑為輝長橄長斜長巖(碎屑大小300 μm×500 μm)，尖晶石成分為鎂鐵鋁尖晶石(Fe#值為0.35)，含量30%，直徑30～50 μm。ALHA 81005被認為起源于M3探測器探測到的月球遠邊Moscoviense盆地邊緣的區(qū)域，這些區(qū)域富含鎂鐵鋁尖晶石，并含有少于5%的鎂鐵硅酸鹽礦物(橄欖石和輝石)(Grossetal., 2011)。顯然，NWA 12279從礦物含量、尖晶石大小和成分等方面與ALHA 81005隕石并不完全一致，也與Moscoviense盆地邊緣礦物含量不一致。Dhofar 081隕石中的尖晶石為富鈦鉻尖晶石，二者礦物顆粒、巖屑大小均具有粗大的特征，可能起源于遠離月球前緣的KREEP巖性的高地(Greshakeetal., 2001)。因此，NWA 12279與ALHA 81005、Dhofar 081的來源并不完全相同。同時，到目前為止，NWA 12279隕石與Apollo系列采樣帶回的月球巖石(Warren and Kallemeyn, 1991; Warren and Taylor, 2014)成分之間也存在明顯差異，說明NWA 12279源區(qū)不同于Apollo系列采集的月球巖石區(qū)域。Luna 20 登月采樣任務(wù)帶回來的一個月球粉塵樣品Troctolite 2003在2003年被挑選出來，質(zhì)量為1.75 mg、小于60 μm的橄欖石(Fo95～96)和尖晶石(Al2O3=66.6%～68.9%， MgO = 24.9%～26.1%， FeO = 3.99%～4.57%， Cr2O3=1.81%～2.25%)客晶嵌鑲在斜長石主晶中(Snyderetal., 1999)，NWA 12279 中的尖晶石與Troctolite 2003尖晶石成分類型相似，但粒徑要大許多，橄欖石成分上相對富鐵，說明NWA 12279起源于比Troctolite 2003碎屑更深的月殼下方。Troctolite 2003采樣點位于與月球東邊高地的Crisium盆地(Snyderetal., 1999)，屬于自動化采集的月球土壤樣品，其原來的來源不得而知。因此，除了ALHA 81005一顆小于1 mm的巖石碎屑和Troctolite 2003中一顆200 μm×300 μm的碎屑物質(zhì)外，在地球和登月采樣的樣品中均沒有發(fā)現(xiàn)與NWA 12279 類型一致、化學(xué)成分一致的巖石，NWA 12279是非常獨特的原始巖漿結(jié)晶的富尖晶石輝長-橄長巖質(zhì)斜長巖，可能起源于月球高地一個新的富含尖晶石(～7%)的輝長-橄長巖質(zhì)斜長巖巖體。

表 3 NWA 12279隕石斜長巖區(qū)域與角礫巖區(qū)域特征一覽表
Table 3 The characteristics of anorthosite and breccias area in NWA 12279

表 4 角礫巖區(qū)玻璃質(zhì)熔脈、玻屑和斜長巖區(qū)熔殼間成分對比wB/%Table 4 Compositional comparison of the vitreous veins, glass and fusion crust

元素角礫巖區(qū)玻璃質(zhì)熔脈角礫巖區(qū)玻屑斜長巖區(qū)熔殼Na2O0.370.110.54MgO6.117.400.37Al2O328.224.834.6SiO244.545.044.2P2O50.03--K2O0.020.070.02CaO17.216.321.0TiO20.250.340.04V2O3--0.03Cr2O30.110.180.02MnO0.110.10-FeO4.186.590.47NiO---Total101101101

“-”代表低于檢測限。

5.4 沖擊壓力和溫度約束

隕石中不同的沖擊效應(yīng)及高壓相礦物是判斷其溫壓歷史的重要指標(biāo)(朱佳玲等, 2018)。不同溫壓條件下產(chǎn)生的沖擊效應(yīng)均不相同(表5)。NWA 12279隕石由未破碎的斜長巖和沖擊熔融角礫巖兩部分組成，二者區(qū)域內(nèi)橄欖石、輝石與斜長石均表現(xiàn)出波狀消光的特征，說明其遭受到的壓力應(yīng)高于約20 GPa，溫度高于約336℃(Mülleretal., 1969; Homemannetal., 1971; Schaaletal., 1979; Daietal., 1991; Hiesinger, 2006)。

NWA 12279隕石的沖擊熔融角礫巖區(qū)域的形成可能是由于隕星撞擊月表時，部分斜長巖受撞擊后破碎并在高溫、高壓下礦物發(fā)生熔融、膠結(jié)所導(dǎo)致。受沖擊熔融的膠結(jié)作用，使礦物碎屑不斷緩慢膠結(jié)周圍物質(zhì)，內(nèi)部形成固結(jié)程度較好的角礫，邊部由于溫度、壓力的逐漸減小，快速冷凝固結(jié)成巖，形成固結(jié)程度不高的角礫。沖擊減壓保溫過程中，輝石發(fā)育出溶條帶(圖4)。角礫巖區(qū)域發(fā)育明顯的玻璃質(zhì)熔脈與玻璃，二者間鐵、鎂、鈣含量較高(表4)，說明高溫使橄欖石和輝石發(fā)生了熔融，經(jīng)歷的溫度約為1 420～1 890℃(姚新娟等, 2010; 李明建等, 2011)，淬火結(jié)構(gòu)的沖擊熔融體及巖石角礫化的出現(xiàn)，表示經(jīng)歷的壓力最高約為78 GPa，溫度約為1 120～1 500℃(Kiefferetal., 1976; Daietal., 1991; Bischoffetal., 1992; Hiesinger, 2006)。綜上所述，角礫巖區(qū)域內(nèi)經(jīng)歷的沖擊變質(zhì)壓力最高約為78 GPa，溫度最高約為1 890℃，沖擊變質(zhì)程度為S6。

當(dāng)壓力最高達約45 GPa時斜長石可熔長石化(St?ffleretal., 1972, 1980, 1991; Schaaletal., 1977， 1979; Ostertag, 1983; Xie Xiandeetal., 2016)，發(fā)育含未熔融的輝石、橄欖石的沖擊熔脈及橄欖石的面狀破裂，指示受到的壓力至少可達20 GPa，溫度約為472℃(Mülleretal., 1969; Homemannetal., 1971; Schaaletal., 1977, 1979; St?ffleretal., 1978, 1980, 1991)，橄欖石結(jié)晶環(huán)帶(圖6)的存在，指示該區(qū)域受到的熱變質(zhì)程度要小于角礫巖區(qū)域，因此斜長巖區(qū)域受到的沖擊變質(zhì)壓力最高約為45 GPa，溫度最高約為1 100℃，沖擊變質(zhì)程度為S5。

6 結(jié)論

(1) NWA 12279 為一塊月球隕石，根據(jù)其巖石學(xué)特征、礦物成分、含量和結(jié)構(gòu)等特征綜合分析，確定該隕石為局部角礫巖化的含尖晶石的輝長-橄長巖質(zhì)的斜長巖。

(2) NWA 12279由斜長巖和角礫巖兩部分組成，二者礦物成分、含量、形態(tài)、大小和沖擊變質(zhì)程度有明顯差別，說明二者可能起源于高地斜長巖的不同撞擊點，通過撞擊作用膠結(jié)在一起。

(3) NWA 12279隕石的斜長巖區(qū)含有約7.0%的鎂鋁尖晶石，與Troctolite 2003隕石中尖晶石成分及類型相似，但碎屑粒徑要大許多，橄欖石成分上相對富鐵，是一顆非常獨特的原始巖漿結(jié)晶的含尖晶石輝長-橄長巖質(zhì)斜長巖，可能起源于月球高地一個新的含尖晶石的輝長-橄長巖質(zhì)斜長巖巖體。

(4) 沖擊熔融角礫巖具有玻璃質(zhì)熔脈、沖擊熔體、巖石角礫化特征，指示沖擊變質(zhì)壓力、溫度最高分別約為78 GPa、1 890℃，沖擊變質(zhì)程度S6；部分熔長石化的斜長巖具有熔長石化、橄欖石面狀破裂、含有未熔融的輝石、橄欖石的沖擊熔脈特征，指示沖擊變質(zhì)壓力、溫度最高分別約為45 GPa和1 100℃，沖擊變質(zhì)程度S5。

致謝鐘國冰先生捐贈了研究用樣品，匿名評委和編輯提出了很好的修改意見，在此一并表示感謝。