www.8814.com地科院在灶神星陨石高压矿物研究方面取得新进展

(地球科学与工程学院 科学技术处)

为了探索这个未解之谜,博士研究生庞润连在导师张爱铖教授的指导下对一系列灶神星陨石开展了大量的扫描电镜观察,拉曼探针和背散射电子衍射结构研究。在含有冲击熔融特征的灶神星陨石中,他们不仅观察到柯石英和斯石英可以在灶神星陨石中普遍存在,证实了前人的发现,还观察到其他三种高压矿物相(富含阳离子缺位的单斜辉石,镁铁榴石,钙长石成分单斜辉石结构高压相)的存在。其中钙长石成分单斜辉石结构的高压相只在火星陨石中有报道。该观察结果表明灶神星陨石中的高压矿物并不是前人认为的那么罕见。结合前人高压实验结果,他们限定了灶神星陨石中的这些高压矿物形成于大约10
GPa和2000oC的温压条件。通过计算模拟,他们进一步提出直径为3
km的小撞击坑就足以形成如此高强度的高压矿物相。根据黎明号探测揭示的灶神星表面撞击坑直径分布,文章提出如果对更多的灶神星陨石进行观察应该存在更多的高压相,为深入对灶神星撞击历史的研究提供了可能性。

天体撞击是太阳系中最重要最广泛的过程之一,弄清不同天体撞击强度与时空分布可以为构建太阳系天体的动力学演化理论提供重要制约参数。陨石中的高压矿物几乎都是天体撞击的产物,它们主要发现于普通球粒陨石、火星陨石和月球陨石。这与这些陨石母体表面存在大量撞击坑一致。令人费解的是,在近1700块灶神星陨石中却极少有高压矿物报道,只有日本学者于2014年在一块灶神星陨石发现了二氧化硅的高压相。这样的发现频率与灶神星表面存在大大小小的撞击坑极为不符。曾有学者用小行星带的平均撞击速度较低来解释这个矛盾,同时也有学者认为灶神星陨石主要来自灶神星南极的超大撞击盆地。

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www.8814.com地科院在灶神星陨石高压矿物研究方面取得新进展。图1、由高压矿物组成的复杂冲击熔融脉

最近,地球科学与工程学院张爱铖教授和王汝成教授团队在灶神星陨石高压矿物研究方面取得新进展,相关研究成果近期以“High-pressure
minerals in eucrite suggest a small source crater on Vesta”为题发表于
Scientific Reports (6:26063; DOI:
10.1038/srep26063)。博士研究生庞润连为第一作者,张爱铖教授为通讯作者。该研究成果得到了国家自然科学基金面上项目,国家重点实验室自主研究课题和中央高校基础科研业务费的资助。

www.8814.com ,图2、不同撞击体产生10 GPa压力对应的瞬态撞击坑直径下限

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