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组会:HED族陨石: 分异型小行星物质组成和演化——侯正宇

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HED族陨石: 分异型小行星物质组成和演化——侯正宇

蒲猛,Oct. 24, 2024

      HED族陨石指:Diogenite(图1)、Eucrite(图2)、Howardite(图3)陨石,它们分别代表了灶神星或类似小行星的深部、中上部和表层物质组成。HED族陨石是地球上发现数量最多的无球粒陨石类型,也是太阳系中除地球岩石之外数量最多的分异火成岩组样品。陈宏毅等(2016)对大量HED族陨石的岩石学和矿物化学特征进行了归纳总结,讨论了陨石的后期热变质作用和母体起源,对HED族陨石的中文定名提出了具体意见。

    Diogenites.png     Eucrite.png

                                        图1 Diogenites                                                            图2 Eucrite

                             Howardite-1.png           Howardite-2.png

图3 Howardite

      明确了HED族陨石的类型划分:Diogenites原岩为超镁铁质的堆晶岩或侵入岩,在岩石组成上包括纯橄榄岩、方辉橄榄岩、橄榄方辉岩、二辉石岩、苏长岩和数量最多的斜方辉石岩组合。按照岩石结构和化学成分,Eucrites可分为辉长岩和玄武岩2种;依据地球化学性质的差异,玄武岩质Eucrite可分为主群、Stannern 群和Nuevo-Laredo 3种类型。Howardite包含2个次级分类: ①风化表土型②角砾岩型。

       观察了HED族陨石的岩石学与矿物化学特征:Diogenites为超镁铁质岩石,大部分为角砾岩,极少数为堆晶岩。Eucrite陨石中角砾岩数量最多,共511 块,占 Eucrite 陨石的 56%(图4)。Eucrite角砾岩可分为单矿碎屑角砾岩、复矿碎屑角砾岩和其他角砾岩。Howardites主要由Eucrites和Diogenites 混合角砾组成。纯橄榄岩和方辉橄榄岩的平均Mg#值要大于斜方辉石岩和橄榄方辉岩的平均Mg#值,而Fe/Mn值则正好相反,说明从橄榄岩到辉石岩在岩浆演化过程中从相对富镁贫铁到相对贫镁富铁的过程,反映了岩浆源区的差异性。HED族陨石母体深部岩浆源区或者岩浆演化早期相对贫钙,这与灶神星下地壳和上地幔的物质组成一致,而上地壳主要由堆晶Eucrites陨石组成,斜长石是该层的主要矿物,经过早期超镁铁质岩分异结晶之后,岩浆源区变得相对富钙,为钙长石的大量结晶创造了条件。

HED族陨石的类型和比例.png

图4 HED族陨石的类型和比例

        讨论了(1)HED族陨石的中文定名问题:Howardite建议中文定名为辉长角砾无球粒陨石;Diogenite建议定名为“辉橄无球粒陨石”和Eucrite中文译为钙长辉长无球粒陨石。(2)HED族陨石的后期热变质和可能的流体蚀变:经历了复杂的热变质是很多HED族陨石的共有特征,特别是在玄武岩质Eucrites 陨石或者玄武岩角砾中表现最为明显。对于后期热变质的机制,存在3种观点: ①陨石或小星体撞击热-冲击变质作用;②熔岩流和地下侵入体的残余热量-接触变质作用;③后期玄武岩浆喷发覆盖热。(3)HED族陨石的源区分析:灶神星表面的物质组成与Diogenites 陨石和Eucrites 陨石类似。灶神星及其被撞击后形成的众多V型小行星则可能是HED族陨石的母体。

 

 

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