极地研究

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前言

缪秉魁

2013, 25 (4): 0.

摘要 ( 888 )

PDF(568KB) ( 756 )

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月球陨石: 月球的物质组成及其演化历史的见证

缪秉魁陈宏毅夏志鹏姚杰谢兰芳倪文俊张川统

2013, 25 (4): 315-328. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00315

摘要 ( 1812 )

PDF(1992KB) ( 1964 )

月球陨石是遭受小行星物质撞击溅飞出来的月球岩石样品，是研究月球物质成分和演化历史的重要对象。自1979年发现和确认了第一块月球陨石（ALHA 81005）之后，至今已收集到136块月球陨石样品。虽然Apollo计划和Luna计划回收了382kg月球样品，但由于飞船登陆采样位置有限，月球陨石对了解月球的物质组成和成因演化提供了重要补充。除了少量具有结晶结构的岩石类型以外，大部分月球陨石为碎屑岩，这些碎屑岩主要有三类：高地斜长角砾岩、月海玄武质角砾岩、和高地斜长质-月海玄武质混合角砾岩。根据岩性分析，尤其是岩屑，月球陨石中存在斜长岩、玄武岩、辉长岩、橄长岩、苏长岩、KREEP岩。在月球陨石中逐渐发现了不少克里普岩组分，其中SaU169中VHK的富KREEP成分可能代表了月球中的原始富KREEP岩浆源，这为探索月球中KREEP成因提供重要信息。据研究，现已发现了6对溅射成对月球陨石，同时，发现了9个可能的月球陨石来源区域。后成合晶现象的发现对月球表面冲击变质作用研究具有重要的意义。此外，月球陨石同位素年龄和稀有气体成分研究不但获得了月球岩石结晶和月壳形成过程，同时获得了月球表面的冲击变质历史。

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南极MIL 090070月球陨石的岩石矿物学特征

姚杰缪秉魁陈宏毅谢兰芳夏志鹏

2013, 25 (4): 329-341. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00329

摘要 ( 1488 )

PDF(8416KB) ( 972 )

MIL 090070陨石是2009年美国南极陨石搜寻项目(ANSMET)在南极横断山脉米勒山区(Miller Range)发现的一块月球陨石，属于斜长岩质月表角砾岩。它具有典型的碎屑结构，主要由岩屑、晶屑、玻屑和细粒基质组成。岩屑以复合斜长岩质岩屑和斜长岩岩屑为主，其次为辉长岩质斜长岩岩屑、辉长岩岩屑、辉长苏长岩岩屑、辉长岩质橄长岩岩屑和橄榄辉长岩岩屑等。晶屑有普通辉石、易变辉石、斜长石、尖晶石、石英和钛铁矿等矿物。玻屑主要为斜长石质的玻屑，呈细长或弯曲条状，多具裂纹。MIL 090070陨石的矿物组成主要为斜长石（86 vol%，An92—99）、橄榄石（6 vol%，Fo53—89）、辉石（7 vol%，En25—83Fs7—43Wo2—45），以及少量的尖晶石、钛铁矿和石英等；其中，辉石有单斜辉石和斜方辉石二种。MIL 090070陨石中橄榄石和辉石的Fe-Mn值分布明显不同于地球、火星、金星和小行星的样品，基本落在月球岩石范围。MIL 090070陨石在多期次冲击和胶结作用下，岩屑的矿物成分和粒度不断变化，岩屑类型更多样，更复杂。基于MIL 090070陨石的岩石矿物学特征、碎屑类型及结构的特征等研究，可以进一步丰富我们对月球物质的形成及月岩—月壤演化过程的认识。

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一块新发现月球陨石MIL090036的岩相学和矿物学

谢兰芳缪秉魁陈宏毅夏志鹏姚杰

2013, 25 (4): 342-351. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00342

摘要 ( 1638 )

PDF(5386KB) ( 1438 )

MIL090036是一块在南极新发现的月球陨石，属于斜长岩质月球角砾岩。本文对这块陨石开展了详细的岩石学、矿物学特征观察与研究。MIL090036月球陨石具有典型的碎屑结构。碎屑包括岩屑、矿屑和玻屑。岩屑类型有斜长岩岩屑、辉长质斜长岩岩屑、辉长岩岩屑、风化角砾岩岩屑、橄长岩岩屑、微斑熔融角砾岩岩屑、复合角砾岩岩屑等；矿屑有辉石、斜长石、橄榄石、钛铁矿等；玻屑主要为长石质。基质由玻璃质、重结晶的细粒矿物和矿屑胶结组成。辉长岩岩屑中的斜长石（An81-83）和斜长岩中的斜长石(An88-93)较其他碎屑中的斜长石(An90-98)贫钙。岩屑、矿屑和长石质玻屑中的辉石相对贫铁（Fs 12-35Wo3-44 En22-79），而含玻璃质的辉长岩岩屑中的辉石（Fs37-65Wo10-29 En21-49）与基质中的辉石（Fs18-69Wo3-45 En14-50）相对富铁。辉长岩质斜长岩中辉石成分变化范围最小（Fs24-27Wo7-14 En59-69）。矿屑橄榄石和分布于基质中的橄榄石铁镁含量（Fo57-79）相对岩屑中的橄榄石(Fo67-77) 变化范围大。橄榄石Fe/Mn比值为47-83（平均76）、辉石Fe/Mn比值为76-112（平均73），都与月球橄榄石和月球辉石一致。岩石结构、矿物模式组合和化学成分等特征表明MIL090036是来自Apollo和Luna采样范围外的样品。对MIL090036的矿物学、岩石学和化学成分的进一步研究将能够丰富我们对月表物质组成和演化的认识。

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南极月球陨石EET96008矿物学和岩石学特征

夏志鹏缪秉魁陈宏毅姚杰谢兰芳

2013, 25 (4): 352-361. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00352

摘要 ( 1683 )

PDF(7330KB) ( 970 )

EET 96008是一块发现于南极Elephant地区的玄武岩质角砾岩月球陨石。本文对该陨石的矿物岩石学特征进行了详细的观察和描述。EET 96008具有典型的碎屑结构，其角砾浑圆度低，角砾大小一般为0.1-2mm，它主要由角砾（50.2vol%）和基质（49.8vol%）组成，该陨石角砾类型多样：（1）晶屑：主要为辉石、橄榄石、长石以及石英；（2）岩屑：主要为变粒岩岩屑、基性岩岩屑、苏长岩质斜长岩岩屑；（3）玻屑：主要为斜长岩质。基质和角砾在颗粒上是连续过渡的，基质主要是由粒度小于0.1mm的矿物碎屑和玻屑组成。该陨石辉石类型多样，成分变化大Fs18.0-58.0Wo3.9-45.2En3.5-79.1，出溶现象普遍，出溶条纹达到1μm宽；橄榄石中Fa值主要分为两个区域，Fa50-70以及Fa80-95，铁含量较高，平均Fa71.8；长石成分以钙长石为主（An84.9-97.9）,部分斜长石已熔长石化。该陨石与QUE 94281同为月球玄武岩质角砾岩，在结构及矿物组成上具有类似性，但是在岩屑类型及橄榄石矿物成分上存在着明显不同，为非成对陨石，且源区可能不同。EET 96008具有三个典型的冲击暗化区域，有大量的玻璃质以及冲击熔融囊的产生，冲击程度达到S5以上。该陨石在冲击作用下，富铁辉石分解产生钙铁辉石-铁橄榄石-石英，该现象为了解月球表面冲击历史提供了重要的科学依据。

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格罗夫山普通球粒陨石的磁化率和化学分类方法对比分析

胡森林杨挺冯璐罗红波刘焘缪秉魁

2013, 25 (4): 362-368. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00362

摘要 ( 1727 )

PDF(3148KB) ( 1328 )

我国经过五次南极格罗夫山科学考察后，从南极格罗夫山地区回收到11452块陨石样品。南极陨石回收后面临着庞大的基础分类工作，需要确定其化学群和岩石类型。由于传统的化学分类方法不仅有损样品，而且样品制备耗时耗力，需要大量的经费和人力支持才能完成陨石的基础分类工作。因而国际上也在探索使用快速、无损的磁化率分类方法来确定陨石的类型。我国陨石基础分类工作得到科技部样品共享平台的资助，在2003年和2006-2008年期间开展了四次陨石分类工作，共确定了2300多块普通球粒陨石的化学群、岩石类型、冲击强度和风化程度。本文在基础分类工作的基础上，探讨这些样品的磁化率分析结果，并给出磁化率分类的适用范围及应用前景。

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部分格罗夫山陨石的类型划分及其矿物岩石学特征

李世杰王世杰刘燊李雄耀李阳尚颖丽

2013, 25 (4): 369-377. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00369

摘要 ( 1706 )

PDF(5901KB) ( 1349 )

对99块南极格罗夫山陨石的研究表明这些陨石分别属于普通球粒陨石H群、L群、LL群，橄辉无球粒陨石和碳质球粒陨石。其中普通球粒陨石H3为1块，H4为23块，H5为9块，H6为8块，L4为2块，L5为21块，L6为31块，LL4和LL6分别为一块。GRV 022888为橄榄石-易变辉石无球粒陨石，GRV 023159是一块CV3碳质球粒陨石。这些陨石的冲击程度普遍较高，冲击程度为S4的普通球粒陨石有15块，GRV 023138中出现了冲击熔融现象，该陨石的冲击程度为S5，这些样品为研究小行星早期的冲击作用提供了很好的素材。此外，这些陨石的风化程度普遍较低，风化程度为W1的陨石为75块，未见风化程度高于W4的陨石。

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南极格罗夫山碳质球粒陨石的研究与展望

戴德求陈新跃杨荣丰

2013, 25 (4): 378-385. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00378

摘要 ( 1587 )

PDF(2198KB) ( 1252 )

本文报导了3块南极格罗夫山碳质球粒陨石(GRV 020025, 021579和022459)的矿物岩石学特征。3块碳质球粒陨石具有明显的非平衡陨石的特征，基质和球粒的模式比值分别为2.8 (GRV 020025)、1.2 (GRV 021579)和1 (GRV 022459)。GRV 022459具有明显较其他两块陨石大的球粒直径(0.6-2.0 mm)。在3块碳质球粒陨石中，一共发现了27个富Ca, Al包体，除了在GRV 020025和021579中各发现了一个富尖晶石球粒状包体，其余25个包体均属于A型(似A型)和富尖晶石-辉石型包体。大部分包体发生了强烈的蚀变，GRV 020025中的包体出现了大量层状硅酸盐，GRV 022459中的尖晶石具有富FeO的特征。最后，对南极碳质球粒陨石的下一步研究工作进行了展望。

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荷叶塘陨石岩矿特征及化学-岩石类型研究

沈文杰胡森林杨挺缪秉魁

2013, 25 (4): 386-393. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00386

摘要 ( 1539 )

PDF(4441KB) ( 1254 )

荷叶塘陨石是1998年降落的一块普通球粒陨石。本文在对荷叶塘陨石的岩石学和矿物化学特征分析的基础上，划分了荷叶塘陨石的岩石类型和次级岩石类型。荷叶塘陨石橄榄石的Fa值在0.6-48.8之间，平均值为23.2，PMD为60.1%；低钙辉石的FS值在0.6-49.0之间，平均值为9.1，PMD为97.5%。结合橄榄石Fa值的PMD与次级岩石类型关系、橄榄石中的Cr含量、铁纹石中富Ni颗粒的数量密度等，综合判断荷叶塘陨石的化学-岩石类型为L3.3，由此表明该陨石是一块热变质程度非常低的L型非平衡普通球粒陨石。

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西宁陨石的岩石学特征及其类型划分

陈宏毅缪秉魁刘希军谢兰芳夏志鹏陈丽菲

2013, 25 (4): 394-402. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00394

摘要 ( 1570 )

PDF(3989KB) ( 1221 )

西宁陨石具有典型的球粒结构，球粒轮廓依稀可辨-模糊，基质重结晶程度中-高等，次生斜长石粒度5-40μm，部分颗粒大于50μm。橄榄石和低钙辉石的化学成分均一：球粒中橄榄石Fa24.7-25.2，平均Fa24.9，相对标准偏差PMD值0.64%；低钙辉石Fs21.3-21.9 En 77.6-78.2 Wo 0.46-0.57，平均Fs21.5，Fs的PMD值0.84%。说明该陨石已达热力学平衡状态，为平衡型普通球粒陨石。根据该陨石结构构造特征、金属含量、矿物化学组成特征和热变质特征（平衡温度为778℃），西宁陨石被划分为L群普通球粒陨石，岩石类型为5型，但已开始向6型过渡。该陨石的冲击变质程度为S3，风化程度W0。陨石母体形成之后遭受了冲击变质作用和热变质作用，导致原始球粒破碎、脱玻化和基质重结晶。

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东乌旗中铁陨石硅酸盐地球化学特征及对成因的启示

聂喜柯孔屏

2013, 25 (4): 403-413. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00403

摘要 ( 1537 )

PDF(5388KB) ( 1256 )

东乌旗中铁陨石为1995年在内蒙发现的、为数不多的降落型中铁陨石，由金属—硫化物和硅酸盐相紧密混合而成。硅酸盐相由角砾部分（主要为角砾状橄榄石和辉长岩岩屑）和非角砾部分组成。岩相学特征、主量元素成分及REE地球化学特征表明角砾状橄榄石、非角砾橄榄石和辉长质硅酸盐（辉长岩岩屑和除橄榄石外的非角砾部分）三者可能分别结晶自不同的岩浆源区。进一步的分析表明Mg含量非常高的角砾状橄榄石可能来自一个分异小行星的橄榄岩质地幔，非角砾橄榄石和辉长质硅酸盐可能和HED陨石具有相同的母体Vesta小行星。冲击碰撞导致两个小行星的物质发生了混合。冲击作用产生的高温（约1200℃—1450℃）使得被撞击小行星表壳玄武质和辉长质岩石发生混合重熔，熔体结晶后形成中铁陨石的辉长质硅酸盐。该温度下非角砾橄榄石和角砾状橄榄石均未发生重熔。该模型较好地解释了角砾状橄榄石、非角砾橄榄石和辉长质硅酸盐三者之间的不平衡现象。

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程方平等4位同志获得“2012—2013年度极地研究青年优秀论文奖”

2013, 25 (4): 413.

摘要 ( 964 )

PDF(450KB) ( 779 )

为促进极地科学交流与培养极地青年人才，从2010年开始设立“极地研究青年优秀论文奖”。目前已举行了4届，在我国极地领域取得了良好的反响。 2012—2013年度极地研究青年优秀论文，是从符合评选基本条件的《极地研究》和Advances in Polar Science的论文中，遴选出38篇入选论文。按物理科学、生命科学和地球科学3个组进行了第一轮专家函评，确定了6篇候选论文。 9月26日经过第二轮专家会议评审，6位候选人进行现场陈述和答辩， 11位专家进行提问、评议和投票，最终评选出4位青年优秀论文奖获得者，并推荐一位代表做大会报告。获奖名单如下： 1. 程方平，中国科学院海洋研究所，DNA Barcoding of Antarctic marine zooplankton for species identification and recognition 2. 刘建军，中国极地研究中心，Optical and SuperDARN radar observations of duskside shock aurora over Zhongshan Station 3. 李慧，中国科学院微生物研究所，对南北极地衣优势共生藻的初步探究 4. 刘毅，中国科学技术大学，东南极拉斯曼丘陵地区湖源有机标志物的气候环境意义探析在“2013中国极地科学学术年会”期间举行了青年优秀论文颁奖仪式。青年优秀论文获得者代表程方平同志在“2013中国极地科学学术年会”作大会报告。

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陨石中铼锇同位素化学分离过程的几个重要影响因素

江小英王桂琴彭丽

2013, 25 (4): 414-424. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00414

摘要 ( 1589 )

PDF(2030KB) ( 1306 )

本文针对陨石中铼锇同位素比值高精度测定，选取6块不同类型的普通球粒陨石（吉林陨石、信阳陨石、武安陨石、肇东陨石、河北陨石、荷叶塘陨石）和两块铁陨石（南丹铁陨石和T-5）进行预处理和化学过程的一些条件实验。实验结果表明，陨石金属表面的锈迹清洗使用1M的HCl效果更佳；对于样品溶解，逆王水溶解效果比浓硝酸好,高温溶样熔解彻底，常温状态下仅能溶解出约30%的陨石样品中的Os；微蒸馏二次纯化可提高Os测定信号的稳定性和精度；稀释剂的浓度及加入量应与样品匹配，且达到平衡状态是高精度和高准确度的保障；普通球粒陨石取样范围在0.1g-0.3g (即样品中Os的绝对含量为100ng)即可获取最佳信号强度和精度；本次实验全流程空白Os可控制至0.5~81pg，Re可控制至4～77pg采用同位素稀释法，当187Os/188Os比值的精度最小可至4ppm（n=120，2se）。

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高精度热电离质谱（TIMS）在南极陨石研究中的应用前景

彭丽王桂琴江小英赖永旺

2013, 25 (4): 425-435. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00425

摘要 ( 1578 )

PDF(2021KB) ( 1394 )

热电离质谱（TIMS）是同位素地球化学研究中传统、可靠、分析精度高的主要测试仪器之一，尤其对于微量样品的高精度同位素比值测定，以其高精度和高灵敏度获得广泛的认可，这一特征在天体化学微量样品同位素研究中具有广阔的应用前景。目前，新型TRITON TIMS质谱仪已实现了Re–Os，Cr，Sr，Nd，Pb等同位素的高精度测定。采用TIMS测定Sr同位素比值的Sr含量范围可由10pg—100ng以上，87Sr/88Sr比值测定精度可达到5‰—5ppm；LaJolla Nd同位素标样测试结果为：143Nd/144Nd=0.511842±0.000005（2SE，n=28），143Nd/144Nd比值测定精度最佳可达2ppm；207Pb–204Pb双稀释剂法对Pb含量为5—20ng样品测定，外部精度206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别达到±0.0034、±0.0046和±0.0100（2SE，n=28）；负离子状态（NTIMS）下对Os含量低至几—几十pg的样品测定187Os/188Os比值精度可达0.2‰以内，对Os含量为ng级的样品，187Os/188Os比值精度好于20ppm；Cr同位素比值50Cr/52Cr，53Cr/52Cr，54Cr/52Cr的分析精度分别可达到1ppm，2ppm，2ppm（2SD）以内。这些方法涵盖了亲石元素、亲铁元素，长寿命放射性同位素和短寿命灭绝核素的同位素研究，为我国南极陨石的深入研究提供了有力技术保障。

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新疆库木塔格004号陨石球粒类型研究及其在球粒分类体系的应用

张川统缪秉魁贺怀宇

2013, 25 (4): 436-448. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00436

摘要 ( 1548 )

PDF(5695KB) ( 1173 )

球粒是球粒陨石的主要组分，目前球粒分类体系主要有三种，即结构分类、FeO-SiO2分类和M-FeO-CaO分类。球粒结构分类过于依赖结构与形态，而与化学成分联系不紧密。FeO-SiO2分类体系和M-FeO-CaO分类体系在传统的结构分类体系基础上加入了矿物化学分类参数，这有利于进一步研究太阳星云演化的物理化学过程。但与结构分类相比，很少利用FeO-SiO2和M-FeO-CaO分类体系对陨石球粒进行分类。本次所研究陨石为我国新发现的沙漠陨石富集区——新疆库木塔格沙漠004号陨石（L4，S4，W3），在对其中的球粒进行了详细普查和研究的基础上，分别利用三种分类体系对该陨石中的球粒进行分类，并进一步探讨了FeO-SiO2分类和M-FeO-CaO分类方法优缺点与应用范围。通过对比分析，提出了后两种分类方法的改进意见：针对FeO-SiO2分类体系，提出以硅酸盐中FeO=7.5%（wt%）为I型和II型球粒分界线，SiO2=47%及53%（wt%）为A型、AB型和B型球粒分界线。FeO-SiO2分类体系不仅能应用于斑状球粒，也适用非斑状球粒。对M-FeO-CaO分类体系依据辉石组分（FeO及CaO，单位wt%）对A1型（FeO＜1，CaO＞1）、A2型（FeO≈1—3，CaO＜0.5）、A5型（FeO≈11—14，CaO≈0.3—0.9）和B型（FeO＞3，CaO＜0.5）球粒的类型区间进行了初步划分。

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《极地研究》2013年第25卷总目录

2013, 25 (4): 449-454.

摘要 ( 916 )

PDF(497KB) ( 1175 )

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