
创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
国际标准刊号 :ISSN 0001-5717
国内统一刊号 :CN 11-1951/P
国内邮发代号 :2-113
国外发行代号 :M 78
- 浏览排行
- 引用排行
- 下载排行
2021, 95(9):2641-2661. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021261
摘要:在太阳系的形成和演化过程中,发生在天体物质间的撞击作用是最重要的地质过程之一。撞击构造是地外天体表面最常见的地貌单元,大部分天体的地貌演化主要受撞击作用控制。撞击过程产生的温度、压力和应变速率比岩石圈内的其他地质过程高多个数量级,形成广泛分布的撞击产物,如气化物、熔融物、冲击变质和变形等。虽然撞击过程转瞬即逝,撞击作用向天体注入能量并改变其内、外结构,对天体的圈层系统产生长远影响。持续撞击在天体表面累积了大量的撞击坑,撞击坑的空间分布反映了受外来撞击的历史。内太阳系在~3. 8 Ga前的撞击频率更高,但是大量撞击盆地是否灾变式的密集形成仍在持续争议;~3. 8 Ga以来的撞击频率趋于稳定,但是缺乏具有明确事件指代性的标定样品。在同一天体上,撞击坑的空间密度指示了相应地质单元的形成时间,因此撞击坑统计常被用于估算地外天体表面地质单元的相对年龄。基于月球软着陆探测任务返回的样品,前人已约束了不同直径的月球撞击坑的形成频率,进而建立了使用撞击坑统计估算月球表面地质单元的绝对模式年龄的方法。另外,内太阳系天体可能经历了相似的撞击历史,因此地- 月系统的撞击频率已被缩放至其他类地行星。撞击坑统计是探索太阳系天体的撞击历史、遥估地外天体表面的相对和绝对年龄的主要方法,也是行星地质研究的基本工具。该方法的整体可靠性已得到大量实验的验证。同时,该方法在理论基础和技术细节上还存在大量的不确定性。修正该方法是完善太阳系撞击历史的重要研究内容,也是未来采样返回探测任务的重要科学目标。
2021, 95(9):2662-2677. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021175
摘要:充分认识外太阳系撞击体的来源类型和分布特征,对认识外太阳系固态天体上撞击过程,明确外太阳系天体上的撞击坑生成率和撞击坑定年等诸多方面具有重要的意义。得益于海量高质量探测数据的获取,如今我们对内太阳系主要天体表面的撞击分布和来源已经有了较为深入的了解,但对外太阳系天体的撞击分布和来源还知之甚少。不同大小频率的撞击体会在外太阳系冰卫星表面形成不同大小频率分布的撞击坑,不同飞行速度的撞击体也会在同步自转的冰卫星上留下程度不同的前导-后随半球不对称分布的撞击坑,因此,对外太阳系冰卫星上撞击坑的大小频率分布和前导-后随半球不对称性分布的观测,可以用于反推外太阳系的主要撞击来源。木星系统中大坑(D>10~30 km)的主要撞击来源是日心小天体(环绕太阳),但目前在木卫三和木卫四上观测到的前导-后随半球不对称性程度与黄道彗星引起的不对称性程度并不相符,更接近于近各向同性彗星(NICs)引起的不对称性,这与目前的天文观测和理论计算结果不一致;木卫二上的大坑稀少,小坑(D<1 km)则主要受一次坑的溅射物影响。对土星系统,土卫五和土卫八的大坑(D>20~30 km)分布更符合日心小天体来源;而土卫一、土卫四、土卫三上的分布则与行心碎屑物(以行星为中心)一致,尤其是小坑更可能来自以土星为中心的撞击体影响,例如大型盆地的溅射物或卫星碎片残骸。
2021, 95(9):2678-2691. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021264
摘要:火山活动是月球最主要的内动力地质作用之一,是研究月球地质历史和热演化的重要窗口,也是月球科学及探测的重点目标。本文概要总结了月球火山作用的基本原理,并重点介绍了“岩墙扩展”模型。基于此模型,列举了由于岩墙在月壳内部上升程度的不同,导致的不同形式的喷发活动,并在月表产生了一系列火山地貌特征:① 当岩墙仅扩展到浅月表、未能穿透月壳并引起喷发活动时,可能会在月表产生坑链构造、地堑或底部断裂型撞击坑;② 当岩墙穿透了整个月壳并引起爆裂式喷发活动时,会在月表产生小型火山锥、区域性火山碎屑堆积物、全月分布的微小火山玻璃、暗晕凹陷构造及环形火山碎屑堆积物;③ 当岩墙穿透了整个月壳并引起溢流式喷发活动时,随着岩浆喷发通量的逐步增高,会在月表产生小型熔岩流、月海穹窿、复合熔岩流、蜿蜒型月溪、巨型熔岩流及火山高原复合体。本文也简要介绍了在月表观测到的若干非典型火山地貌特征,包括不规则月海斑块、环形凹陷穹丘及非月海富硅质穹窿。近年来新的探月数据加深了对这些特殊火山地貌特征的认识,但是更多的地质特征及成因模型细节仍有待未来月球研究及探测去解决。
2021, 95(9):2692-2702. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021236
摘要:月球热演化研究需要丰富的月表热流数据。当前唯一的月表热流数据不完全可靠,单一数据也不足代表月球全球热流特征,通过月球岩石圈弹性厚度估算月表热流将会是有效的替代方案。针对弹性厚度估算的问题,概要回顾了以往估算的研究方法和成果,并对近年来利用重力地形导纳估算弹性厚度的理论方法进行了详细的介绍。近年来的研究结果表明月球全球岩石圈的Te可能较小,暗示月表地形形成于岩石圈冷却前较长的一段时间。个别研究成功地估算了个别质量瘤盆地的Te,但大部分质量瘤盆地的较难估算,这不仅与质量瘤盆地复杂物理过程有关,还可能与岩石圈复杂的补偿机制有关。由于Te仅仅是岩石圈强弱的表征,不同研究方法得出的Te值存在差异是可能的。随着后续探月活动的开展,与国际社会合作布设月球热流载荷,结合后续研究对月球内部结构、月壳和月幔流变学特征的丰富认识,有望优化现有Te估算的理论与方法,进而为全球热流估算及热演化研究提供约束。
2021, 95(9):2703-2724. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021274
摘要:金星探测是解答太阳系类地行星形成演化,地球宜居性的形成和未来发展,以及外太阳系宜居星球搜索策略的关键。由于金星恶劣的环境条件、对探测技术的多重挑战和相对高昂的探测成本,金星探测和研究程度远不及月球和火星。自20世纪90年代后期,金星探测任务相对匮乏。本文梳理了国际上金星探测研究进展、关键科学问题及技术需求,提出了未来金星的探测目标和探测方式建议。目前,对金星大气和气候研究程度最高,包括大气结构和大气化学,能量平衡和热结构,云层和霾层,大气环流和动力学以及气候演化等。高层大气的物理化学和太阳风与金星的相互作用方面也有重要进展。金星地表和内部的研究则相对滞后,研究涵盖金星表面形貌特征,撞击和重塑历史,火山和构造活动,地表物质组成,地表和大气相互作用等,但受限于数据的空间覆盖率和较低的分辨率和精度,诸多重大问题尚未解答,迫切需要新的探测数据。除探测任务外,金星研究还依赖于地基观测、实验室模拟和数值模拟研究。地面模拟设施对支持金星探测任务研发和金星基础科学研究尤为重要。未来十年是中国开展金星探测的契机和研发相关技术的关键时期。本文可为对金星探测、行星科学、太阳系探测感兴趣的科学家和工程人员提供参考。
刘洋,刘正豪,吴兴,覃朗,武雨纯,张朝琳,赵振兴,周翔,邹永廖
2021, 95(9):2725-2741. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021270
摘要:火星是太阳系中早期演化历史与地球非常相似的一颗行星,为了解火星的古气候环境以及火星是否存在过生命,火星的水环境历史一直是人们研究的热点问题。本文从火星历史上水对火星表面的改造痕迹介绍了水在火星演化过程中扮演的重要角色。水流、冰川、古湖泊与古海洋等与火星表面地形地貌演化以及矿物岩石形成与迁移过程等密切相关,它们的发育与消失受到火星古气候变迁的影响。关于火星古气候是暖湿还是干冷的问题一直存在争议,但是可以确定至少有短暂且持续的暖湿时期提供了水的活动条件。现今的火星表面寒冷干旱,但是火星的地下储存了冰层甚至可能有地下湖泊。随着近年来火星探测任务越来越频繁,人们将会在火星水演化历史上有更多新的发现。
2021, 95(9):2742-2754. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021286
摘要:雅丹地貌是一种典型的风蚀地貌。多源遥感探测和就位探测均表明火星表面分布着大量的雅丹地貌,其形态特征和物质组成记录了火星气候环境变化的信息,是当前火星探测和研究的热点之一。本文对火星雅丹地貌的探测历史、分布、类型、几何特征、物质组成、年代学、发育过程及对古气候指示意义等方面的研究进展进行了总结,在此基础上,提出了当前火星雅丹地貌研究存在的主要问题,建议在未来研究中重点加强雅丹地貌定量化和比较行星学研究,并结合其物质组成、年代学等方面工作,探讨其发育过程与气候环境协同演化的机制,为深入认识火星雅丹地貌发育过程,了解火星古气候环境变化提供支持。
2021, 95(9):2755-2768. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021267
摘要:液态水在火星地表的塑造过程中起到了重要的作用,形成了峡谷网、外流河道、古湖泊以及三角洲和冲积扇等多种多样的水成地貌,它们一直是火星探测与研究的热点和焦点。本文对火星水成地貌的探测历史、地形地貌特征、时空分布等方面的研究进展进行总结,探讨水成地貌对火星气候演化及天体生物学研究的指示意义。在此基础上,提出当前火星水成地貌研究存在的问题,认为需要在火星水成地貌的水源类型、水成地貌所指示的火星水环境特征、亚马逊纪水成地貌的成因、火星水成地貌与我国柴达木盆地地貌的类比等方面开展进一步研究,为更深入的认识火星水成地貌,了解火星气候变化及宜居性提供支持。
2021, 95(9):2769-2790. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021265
摘要:目前火星岩石样品的唯一来源是火星陨石,是研究火星物质组成和成分演化、物理化学性质、壳幔分异过程、岩浆过程等的重要窗口。火星角砾岩的成分与探测器和火星车获得的火星表面平均成分及部分表面岩石成分相似,代表了来源于火星壳的富集型样品。其他大部分火星陨石通常为基性岩浆岩,形成于幔源岩浆上涌后喷发至表面或侵入为岩墙或岩床,携带了火星幔的物质组成信息,不同的微量元素和同位素组成特征指示其来源于火星幔不同的源区。部分岩浆在上涌过程中经历了火星壳的混染作用,形成的陨石记录了火星壳的部分物质组成。火星陨石的研究已经获得了大量火星表面和深部的物质组成和演化信息,主要认识包括:① 火星壳氧化程度较高,富集稀土元素,238U/204Pb比值较高,ε142Nd和ε182W较低;② 火星幔部的氧逸度和轻稀土元素富集程度高度不均一,同位素组成特征指示至少存在六个不同的源区(低147Sm/144Nd和176Lu/177Hf、高147Sm/144Nd和176Lu/177Hf、高147Sm/144Nd低176Lu/177Hf的三类辉玻无球粒陨石源区;较低147Sm/144Nd和176Lu/177Hf、较高ε182W的辉橄与纯橄无球粒陨石源区;NWA 8159的源区;NWA 7034中部分组分的源区);③幔部不均一的特征可能形成于火星分异早期。目前发现的火星样品数量约300余块,大部分样品的结晶年龄小于650 Ma,但是火星表面的地质单元主要为诺亚纪或西方纪产物。另外火星探测数据获得的表面岩石成分比火星陨石更富硅和碱性元素,且岩石种类更丰富,除玄武质岩石之外还有大量中性和酸性岩石。因此对火星物质组成和演化更全面、深入的研究还需新的探测任务(包括样品返回)的数据补充。
2021, 95(9):2791-2804. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021262
摘要:撞击作用发生在太阳系形成和演化的所有阶段,是最基本的地质过程之一。陨石可以从微观尺度记录下这些重要的过程。在所有陨石族群中,L群普通球粒陨石保留了最完备的冲击变质记录,对撞击发生的时间、冲击过程中的物理条件提供了重要制约。矿物学证据表明,在太阳系形成100 Ma内,L群陨石母体可能发生一次撞击裂解事件,并在随后重组。4. 48 Ga左右,原始小行星带经历大范围的撞击作用,这一事件也记录于L群普通球粒陨石中,可能是由月球大撞击事件溅射的大量碎屑进入到原始主小行星带引起。约800 Ma,包括L群陨石母体在内的内太阳系部分天体经历了同时期撞击事件,可能由这一时期裂解的大质量小行星产生的溅射物引发。L群陨石母体在~465 Ma发生撞击裂解,这一事件在L群陨石中保留了丰富的矿物学、年代学记录,并在地球全球奥陶纪地层发现相关信息。综合与该事件相关的所有L群陨石冲击变质特征,本文认为该裂解事件是由一颗大直径(18~22 km)石陨石质小行星,以较低速率(5~6 km/s)撞击导致。同位素年代学数据表明,L群普通球粒陨石母体很可能未受到晚期大撞击事件的影响,这难以用L群陨石母体过小予以解释。可能的原因有: ① L群普通球粒陨石母体在原始主小行星带分布非常有限,导致其受到晚期大撞击事件影响的概率不高;② 晚期大撞击事件对原始主小行星带的影响可能并没有之前估计的那么严重,一个持续时间更长但更加温和的撞击模型更加符合现阶段的观察。
2021, 95(9):2805-2822. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021091
摘要:微波穿透雷达观测方式可以分为地基、星载环绕、星地联合以及就位探测等。对比其他探测手段,微波雷达在探测范围和空间分辨率上有很明显的优势,因此在月球和其他行星探测中起着重要的作用。国内外越来越多的深空探测任务已经或准备携带微波雷达,用于探索地外天体的浅表层地质结构,以了解行星地质过程和演化历史。本文综述了我国嫦娥三号和四号月球车玉兔号和玉兔2号在就位微波雷达(测月雷达)探测月球浅表层地质结构方面所取得的新进展,重点阐述了测月雷达在揭示月壤内部的精细结构、表层与次表层地质结构探测等方面的应用。最后,展望了我国月球微波雷达的发展趋势。
2021, 95(9):2823-2842. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021275
摘要:在地球上,水是生命存在的基础之一。大量证据表明火星表面曾经存在液态水,而目前的火星表面环境不支持液态水的长期存在。因此,水可能以不同的状态赋存于火星的次表层。寻找火星次表层的水一直是火星探测的关键科学目标之一。次表层探测雷达,如探地雷达、探冰雷达,是了解地下物质结构的有效方法,近年来在地外天体上得到大量应用。在过去十余年,欧洲的火星快车(Mars Express)上搭载的火星次表层和电离层探测先进雷达(Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding,MARSIS)和美国火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaissance Orbiter,MRO)上搭载的浅表层雷达(Shallow Subsurface Radar,SHARAD)已在火星轨道上获取了大量数据,被广泛应用于研究火星的地下结构,尤其是地下水冰探测。我国的天问一号火星探测器也携带了高低频轨道探测雷达和高低频火星车探地雷达,有望在不同的顺轨向、交轨向和距离向分辨率上揭示火星次表层不同深部的结构。本文综述了轨道器次表层探测雷达的探测原理和优势,简要介绍了雷达数据的处理和解译方法,重点总结了MARSIS和SHARAD近年来对火星水冰探测的最新进展,最后对天问一号环绕器雷达及其水冰探测作简要展望。
2021, 95(9):2843-2856. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021176
摘要:金星薄饼状火山(陡边火山)是一类形貌非常独特的火山,有别于太阳系中其他的火山:近圆的底面轮廓、平坦的顶部和较大的顶底直径比。薄饼状火山被认为是高黏度岩浆喷发形成的,但是这一成因并不被广泛接受。火山的形貌特征主要取决于岩浆成分、喷发机制、重力和喷发环境(如大气压)等。因此,通过对比地球火山的形貌特征及形成机制可以为金星薄饼状火山的成因提供指示。我们利用底面不规则度(ii)、高径比(H/WB)、顶底直径比(WS/WB)、侧边最大坡度处的标准化高度(HSmax)、顶部高径比(HS/WS)和喷发量(V)这些形貌参数定量地将地球表面的复式火山、盾形火山、火山锥、熔岩穹丘(Peleean型和Coulees型)、海底平顶火山以及泥火山的形貌特征与金星薄饼状火山对比。Coulees型熔岩穹丘、海底平顶火山和泥火山的形貌特征与金星薄饼状火山有一定的相似性。Coulees型熔岩穹丘剖面形态与薄饼状火山最为相似可能指示了薄饼状火山具有类似的成因机制,而海底平顶火山侧边的上凹特征可能指示了其与薄饼状火山完全不同的成因机制。因此,薄饼状火山可能是相对高黏度的岩浆以较高速率持续性喷发形成。
邰凯瑞,郭壮,李阳,刘燊,张鹏飞,赵斯哲,李琛,唐红,庞荣华
2021, 95(9):2857-2865. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021285
摘要:月球、小行星等无大气行星体具有独特的反射光谱太空风化改造特征,其成因主要被归结于纳米级—亚微米级不透明颗粒等太空风化特征产物。本研究结合Apollo 返回月壤样品、普通球粒和碳质球粒陨石样品的模拟实验结果,综合分析了太空风化特征产物的来源和成因,并讨论了其可能的光谱效应。研究结果表明,np- Fe0(纳米级单质金属铁)是铁镁硅酸盐等矿物经过微陨石轰击引起的气化沉积作用和原位还原作用形成。np- FeNi(纳米级铁镍金属)的成因主要包括FeNi金属和陨硫铁的气化沉积与冲击分散成因。np- FeNiS(纳米级铁镍金属的硫化物)和sm- FeNiS(亚微米级铁镍金属的硫化物)主要形成于陨硫铁的冲击分散过程。上述不透明颗粒是形成月球与S型小行星紫外—近红外波段光谱反射率降低、特征吸收峰减弱和连续统红移等特征的主要原因。气泡结构主要形成于层状硅酸盐等矿物在微陨石轰击过程中的挥发分逃逸,推测是含水量较高的小行星(如Bennu)紫外- 近红外波段光谱反射率增加和连续统蓝移等特征的主要成因。实验结果预期对月球与小行星返回样品分析以及反射光谱的太空风化改造特征的解释提供一定的参考。
2021, 95(9):2866-2877. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021266
摘要:NWA 11288是一块2015年发现的玄武岩质辉玻无球粒陨石,具有典型的次辉绿结构,主要由辉石(面积比68. 6%) 和熔长石(面积比28. 1%)组成,含少量磷酸盐 (面积比1. 35%)、不透明矿物(面积比1. 45%)和二氧化硅等副矿物。通过扫描电子显微镜、电子?秸牒屠馄椎仁笛榉治龇椒ǎ訬WA 11288进行了岩相学、矿物学及冲击变质作用研究。基于辉石核部的Ti/Al比值,推测其结晶压力为930 MPa,结晶深度约为50 km,接近火星壳幔边界。NWA 11288经历过强烈的冲击变质作用,其中长石全部熔长石化,发育冲击熔脉及熔融囊并出现重结晶的辉石和柯石英。柯石英具有一种前人未报道的新产状:以柯石英- 石英- 二氧化硅玻璃三相集合体共生,柯石英和石英主要分布在集合体的边部,包裹着核部的二氧化硅玻璃,指示柯石英是在卸压阶段从熔体中结晶形成,且在后续的卸压阶段部分柯石英转变为石英。此外,熔融囊中可见自形的斯石英形态的二氧化硅玻璃;粒间区域可见具有斯石英/赛石英典型特征的二氧化硅颗粒。这些冲击变质特征说明NWA 11288经历的峰值温度至少为1600℃,峰值压力或可高达15~20 GPa。通过对比NWA 11288和NWA 8657/8656的岩石结构、矿物化学成分以及冲击变质特征,本文认为NWA 11288很可能是NWA 8657/8656的成对陨石。
2021, 95(9):2878-2888. DOI: 10. 19762/j. cnki. dizhixuebao. 2021234
摘要:钾和其他中等挥发性元素亏损是类地行星普遍的全岩化学成分特征之一,能用来示踪不同的亏损过程。球粒陨石是组成行星的前体物质,研究球粒陨石中钾同位素的亏损和分异机制,对于太阳系物质或行星的起源、形成和演化具有十分重要的意义。本文利用近年来发展的高精度钾同位素分析技术,测试了14个中国南极陨石以及6个目击型陨石(Murchison、Allende、Ningqiang、Tagish Lake、Xinyang和Banma)的全岩钾同位素组成。结果显示,21个碳质球粒陨石全岩δ41K值分布范围为-0. 62‰±0. 05‰至0. 37‰±0. 08‰,平均值为-0. 32‰±0. 24‰(2SD),比全岩硅酸盐地球(BSE)稍重。18个普通球粒陨石全岩数据(如果异常值GRV 021603除外)的δ41K值分布范围为-1. 02‰±0. 05‰到-0. 61‰±0. 02‰,平均δ41K值为-0. 81‰±0. 15‰(2SD),比全岩硅酸盐地球稍轻。2个目击型陨石Murchison(CM2型)和Allende(CV3型),呈现较大的内部钾同位素差异(分别为0. 22‰和0. 16‰),可能反映了水蚀变导致的钾同位素在100 mg球粒陨石全岩尺度上的不均一性。小行星母体过程(水蚀变、热变质和冲击变质)不能很好地解释球粒陨石的钾同位素分馏,母体作为一个封闭体系只是平衡均一化同一个化学群内的钾同位素成分。不同化学群球粒陨石之间的钾同位素与钾元素之间没有显示明确的相关性,这一趋势与最近国际上发表的数据在误差范围内基本一致,太阳星云的单阶段热过程如蒸发或冷凝均不能很好地解释。核合成异常是一种可能的解释,大质量恒星的星风或者超新星爆发注入可以增加一些41K到太阳星云中,从而在原始球粒陨石中保存下来,然而这一观点需要更多研究支持。
2021, 95(9):2889-2900. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021268
摘要:NWA 8545是一块玄武质无球粒陨石,它与碳质陨石(CC)NWA 011成对。CC被认为是来自于外太阳系的一类物质,由于同位素异常,它们区别于来自内太阳系的非碳质陨石(NC)。NWA 011及其成对陨石作为CC中稀有的玄武质无球粒陨石,其记录的岩浆过程可以被用来研究外太阳系早期行星母体的岩浆活动。本文利用扫描电镜、电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA- ICP- MS)对NWA 8545中的辉石、斜长石和陨磷钙钠石进行岩相学以及原位主微量元素的分析,并根据矿物模?椒岫燃扑闳蚁⊥猎睾俊5缱犹秸虢峁允綨WA 8545与HED族陨石Eucrite(钙长辉长无球粒陨石)具有相似的主量元素特征,同时其岩相学与5型Eucrite类似。激光微量数据表明辉石、斜长石和陨磷钙钠石的稀土元素配分都表现出略微的Ce异常,但其辉石的Ba、Sr等元素并未出现明显的富集现象,即该陨石受地球风化作用影响不明显。利用辉石和斜长石的稀土元素含量,计算平衡熔体的成分,显示其平衡熔体的成分都与全岩的成分比较接近,可以认为两者是在封闭的体系下接近同时结晶。结合变质过程和母体岩浆的成分,本文认为NWA 8545是由其母体岩浆在经历分离结晶过程后喷发到母体行星表面冷却形成的。
2021, 95(9):2901-2908. DOI: 10. 19762/j. cnki. dizhixuebao. 2021235
摘要:Howardite- Eucrite- Diogenite(HED)族陨石是地球上目前发现数量最多的无球粒陨石类型,已发现的HED族陨石主要来自于南极和非洲西北部的沙漠,本研究的HED族陨石国际命名为Yiwu 001,发现于中国新疆维吾尔自治区伊吾县境内。系统的矿物学和岩石学研究显示,该陨石属于单矿物碎屑角砾岩Eucrite,主要矿物为易变辉石(38%)、普通辉石(8%)和斜长石(46%),副矿物主要为二氧化硅、陨硫铁、铬铁矿、钛铁矿。根据主要矿物的粒径,对该陨石开展了区域划分:粗粒、细粒和极细粒,辉石对应的粒径均值分别为550 μm、100 μm和60 μm。粗粒和部分细粒区域具次辉绿结构,细粒和极细粒区域发育麻粒结构。陨石中细粒玄武岩包裹着以椭球体为主的粗粒和拉长的极细粒玄武岩,极细粒玄武岩呈定向构造。Yiwu 001陨石原岩可能为内含粗粒玄武岩捕虏体的玄武岩,定向构造指示可能发生过近静态的部分熔融。该陨石在晚期经历了复杂的热变质作用,为5型变质类型,主要表现在出溶辉石条带、麻粒结构和三联点结构。
2021, 95(9):2909-2919. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021263
摘要:钙长辉长无球粒陨石(Eucrite)是HowarditeEucriteDiogenite(HED)族陨石的重要成员,也是研究灶神星壳演化历史的重要对象。本文研究了多个玄武质Eucrite样品中主要的SiO2相——普通石英和鳞石英的成因,进而讨论其对Eucrite陨石热演化的启示。研究对象包括不同冲击程度样品,以探讨陨击过程对SiO2同质多象转变的影响。冲击程度较弱的包括未角砾化样品NWA 3162、NWA 6594和Igdi,冲击程度较强的为单碎屑角砾岩Millbillillie、Camel Donga和NWA 1654。研究结果显示,不同样品中的普通石英和鳞石英各自均具有相似的岩相学和化学成分,但不同冲击程度样品中普通石英产状存在系统差异。结合Eucrite热变质历史,本研究认为普通石英并非来自共生鳞石英的相变,而是形成于更早期高温SiO2相的转变。Eucrite中广泛存在的鳞石英则很可能是普通石英在后期撞击事件中发生部分熔融快速结晶形成。Eucrite中普通石英和鳞石英可能经历的主要形成过程如下:① 岩浆喷发形成高温SiO2(方石英和/或鳞石英);② 随后长期热变质中高温SiO2转变形成普通石英,并因体积缩小发育孔洞结构;③ 后期冲击作用再加热,导致普通石英部分熔融形成鳞石英,在高冲击程度的样品中还普遍发育普通石英的羽状裂理。本研究在Eucrite中观察到的普通石英和鳞石英分别形成于不同阶段热事件。大多数Eucrite中存在普通石英和鳞石英共生,表明Eucrite在热变质后普遍受到热扰动,内部微区受热不均一性明显。上述普通石英和鳞石英成因的厘定,为微区或单碎屑矿物同位素年代学定年样品的选择以及年代学结果的地质解释提供了依据。
2021, 95(9):2920-2935. DOI: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021080
摘要:本文的主要目的是回顾太湖湖盆成因假说,并重点介绍太湖湖盆冲击成因假说的研究历史,首先对各类太湖湖盆非冲击类成因假说做简单的介绍和评述,这些假说包括潟湖说、构造说、堰塞说、火山爆喷说及综合成因说,然后重点回顾太湖湖盆冲击成因假说的演变过程。太湖湖盆冲击成因假说的第一阶段在20世纪90年代初,根据太湖地区砂岩中存在大量石英变形纹现象提出冲击假说,因认知不足,渐渐势微;第二阶段是21世纪初,太湖湖底淤泥层赋存大量奇特富铁质结核的新发现再次复兴了冲击假说,但太湖冲击坑确定的结论并不成熟,证据并不充分,遭到质疑;第三阶段自2012年开始,认识到工作中的失误和冲击假说的难点,再次聚焦富铁质结核的矿物学成因及所处淤泥层位的沉积学特征研究,以此为基础提出了太湖空爆冲击成因假说。最新研究结果显示太湖存在一层含富铁质结核的泥质层;富铁质结核的形态和内部特征有可能提供太湖湖盆成因的相关信息。富铁质结核可能是湖盆形成初期时大水面下淤泥空隙沉积结核物,也可能是空爆气柱合成产物和回落物。太湖湖盆空爆成因假说研究具有非常重要的科学意义,值得深入研究。
2021, 95(9):202109099-202109099.
摘要:
创刊于1922年, 月刊
主编 :杨经绥
主管单位 :中国科学技术协会
主办单位 :中国地质学会
国际标准刊号 :ISSN 0001-5717
国内统一刊号 :CN 11-1951/P
国内邮发代号 :2-113
国外发行代号 :M 78