元阳铁陨石的矿物岩石学和微量元素地球化学研究

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陨石作为来自外太空的岩石具有较高的科学价值,它不仅记录了太阳系的演化历史,也是了解太阳系中行星、小行星等天体的形成机制以及核合成等化学演化信息的重要手段。陨石落入地球的几率并不是很高,而且会经历风化、蚀变等地质过程,并不容易被发现。因此陨石是稀少而且珍贵的。  对陨石分类的研究一直是陨石学中最基本的问题。若以铁镍金属和硅酸盐含量来分类,可以将陨石分为石陨石、石铁陨石和铁陨石。随着科学研究的深入,陨石的划分更加复杂。根据陨石中是否有球粒结构将陨石分为球粒陨石和非球粒陨石。球粒陨石又可以根据化学组成、氧同位素组成等,分为顽辉球粒陨石、普通球粒陨石、碳质球粒陨石、K球粒陨石和R球粒陨石。非球粒陨石则可分为分异的陨石和原始无球粒陨石,分异的陨石又包括了铁陨石、石铁陨石和无球粒陨石。在这些分类的基础上还有进行细分,而且用这种分类方法分类的陨石类别在不断细化、增多。  铁陨石主要由铁纹石、镍纹石组成,含少量的硫化物、磷化物和碳化物,少数铁陨石中还包含有硅酸盐包体。根据铁陨石中的铁纹石条带宽度,可分为:六面体、八面体、和富镍无结构铁陨石。根据化学组成成分又可分为ⅠAB、ⅠC、ⅡAB、ⅡC、ⅡD、ⅡE、ⅡF、ⅡG、ⅢAB、ⅢE、ⅢF、ⅣA、ⅣB和ungrouped。铁陨石的成因主要分为两类,第一类为岩浆分异成因,大多数化学群的铁陨石属于这一成因,而且这一成因的过程受到大多数人的认同。第二类为非岩浆分异成因,这一成因的形成过程受到广泛的争议,而ⅡE和ⅠAB铁陨石群被认为是由非岩浆分异形成的。  本文研究的主要对象是元阳铁陨石。主要工作是对元阳铁陨石的矿物和微量元素进行分析,并对元阳铁陨石进行分类。元阳铁陨石是2010年在云南省元阳县山区发现的,其内部的主要矿物为铁纹石和镍纹石,铁纹石的含量很高(约占80%),镍纹石的含量较低。铁纹石中Ni含量为4.88-6.21wt%,镍纹石中Ni含量为26.13-50.27wt%。副矿物有陨磷铁镍石、闪锌矿和铬铁矿。陨磷铁镍石存在大、小两种颗粒,具有颗粒越大Ni含量越低的特点。元阳铁陨石中没有发现硅酸盐包体。由于经受了地表风化蚀变作用,样品边缘以及铁纹石裂隙间都发生了氧化。元阳铁陨石中铁纹石的条带宽度较粗,属于粗粒八面体结构。中子活化分析结果显示元阳铁陨石的Ni(7wt%)和Au(1.565ppm)的含量都相对较低,和ⅠAB-MG群的铁陨石在化学成分上具有相似性,属于ⅠAB-MG群。元阳铁陨石的Ir(1.00ppm)含量相对于其他ⅠAB-MG群铁陨石偏低,可能是由于其母体中富含Ir的矿相在冲击作用下没有完全熔融。
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